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第一部分：图像引导放射治疗靶区和危及器官剂量学变化研究目的：图像引导胸腹部肿瘤放射治疗过程中靶区和危及器官剂量学变化的研究。方法：选择10例肝癌患者的CT数据,分别设计IMRT计划与单弧(RA1)和双弧(RA2)计划；制定4DCT肿瘤每一相位的四维计划,基于4DCT十个相位图像融合靶区体积设计三维计划进行剂量比较；回顾性分析接受三维适形放疗的食管癌患者,放疗前制定三维适形调强治疗计划,放疗过程中重新进行CT模拟并设计治疗计划；对非小细胞肺癌患者利用每日KV锥形束CT与计划CT图像形变配准评价肺癌肿瘤体积和解剖学变化,分析放疗过程中靶区体积及解剖位置变化等因素对剂量学的影响。结果：10例肝癌患者正常组织的V5、V10和V15,IMRT计划低于RapidArc计划组,V20、V25和V30,IMRT计划高于RapidArc计划组,差异有统计学意义；四维每一相位计划和三维计划相比,肝脏照射剂量为5、10、15、20、25、30和40Gy的体积明显下降,差异有统计学意义；复位后食管癌的靶区体积明显小于复位前(P=0.036); CBCT图像引导肺癌放疗对于危及器官脊髓来说,累积计划平均小于原计划27.96%,左肺、右肺和全肺的平均剂量累及计划分别比原计划减少13.80%、23.65%和12.96%。结论：不同调强技术设计的计划剂量均能满足临床要求并且剂量分布基本一致；四维跟踪肿瘤的相位计划提供相同的靶区剂量,允许更好的正常组织保护；实施CT重新扫描定位和调整治疗计划可以修正靶区剂量,减少不必要的正常组织照射；基于CBCT图像形变配准的三维自适应放疗计划在保证相同靶区剂量包绕的情况下能减少脊髓和肺等危及器官受量；图像引导放疗为自适应放疗的开展提供了一个重要方法。第二部分：功能分子影像指导肿瘤分期和临床疗效评价研究目的：探讨功能分子影像在肿瘤分期和放疗效果评价的临床应用研究。方法：定量分析从FDG和FLT PET功能影像中获取的特征参数分期食管肿瘤的能力；探讨18F-氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(PET)在靶区内的摄取值变化评估肺癌患者影像学反应。结果：功能图像的最大SUV值、平均SUV值、肿瘤长度参数和纹理参数均具有分期食管癌的能力；FDG图像肿瘤区域最大和平均SUV值(最大SUV值为11.48,平均SUV值为6.09)显著高于FLT PET图像(最大SUV值平均为6.07,平均SUV值为3.80)(P<0.001)；配对t检验显示肿瘤勾画体积(P=0.019)、纹理参数相关性(P=0.030)和形状特征偏心率(P=0.017)；FDG和FLT PET图像差异有统计学意义。非小细胞肺癌不同响应组之间的SUV值变化量有显著差异；无反应组SUV最大值和平均值的变化分别为1.38±4.32和0.99±1.89,部分缓解组SUV最大值和平均值的变化分别为-3.31±4.12和-1.16±0.75,完全缓解组的SUV最大值和平均值变化分别为-4.75±2.67和-1.35±1.13；SUV最大值的变化能够区分无反应组和有反应组(P=0.020),平均SUV值变化也是区分无效组、部分缓解组和完全缓解组的一个重要因素(P=0.016)。结论：FDG PET获取的纹理参数、SUV值参数和形状参数与FLT PET图像相比,能更好的区分食管癌的AJCC和TNM分期；基于18F-FDG PET扫描基准SUV值变化在评估肿瘤疗效方面提供了数据参考。