同離線自適應一樣，在線自適應與室內影像結合也有多種解決方案。最簡單的在線自適應治療是使用室內影像對患者治療前的位置進行修正。比如，移床可修正擺位的誤差或者解剖結構的變化。因此，ART與影像引導和治療驗證技術息息相關。影像引導的放射治療不僅有更準確的患者擺位，同時也為每日自適應治療打開了新的大門，這種方法可以直接通過影像掃描確定治療時的位置，不需要額外進行CT掃描。假設一個CT切片圖像中沒有變化，基于日常CT成像采用多葉準直器位置調整的方法進行在線自適應。Lei和Wu等人提出了離線優化后進行在線擺位的方法，后來也有一些研究人員對全程在線自適應的可行性進行了討論。

自適應放療最終目標是對基于每日影像的治療計劃進行調整或直接進行再次優化。在臨床治療流程中在線自適應必須要在分鐘級別的時間內快速完成，這個要求給影像配準、劑量優化和劑量計算帶來了非常大的挑戰。由于腫瘤體積變化導致健康組織輪廓變化可能需要人工干預，因此腫瘤縮小是在線適應治療中的一個重要障礙。此外，由于成像技術和計算效率的限制，在線自適應目前仍具有挑戰性。Wu等人描述了一種基于機載成像和再優化技術的自適應工作流程，能在2 min內完成。由于計算和治療計劃實施效率的影響，使用機器進行自動計劃在ART領域帶來了極大的關注度。因為每日計劃可能基于與初始計劃相似的幾何輪廓，有一些方法可以減少所需的優化步驟。其中一些方法的再優化僅僅基于虛擬的移床值或有限的光圈分割。

原則上，治療療程中治療系統應對患者因其他變化導致的靶區變化做出反應。比如對腫瘤呼吸運動的管理，患者呼吸模式可能導致靶區變化，為治療帶來了額外的復雜情況，這種問題可以通過基于機載成像的實時自適應治療解決。本回顧性文章僅對自適應治療減少治療分次間發生的改變進行陳述，并不討論分次內發生變化的情況。

由于無論是在線還是離線治療計劃的調整，都改變了臨床工作流程，因此需要確定調整治療計劃的標準。在對治療結果所產生的預期影響與計劃和遞送的額外努力之間需要一個折中方案。離線和在線自適應的標準由于有不同的時間窗而不一樣。任何類型計劃自適應的閾值通常基于初始治療計劃中使用的處方要求和危及器官劑量學限制量。

腫瘤和非腫瘤解剖結構的改變清楚地表明自適應治療的好處。使用不同影像設備進行多頻次自適應放療已經在光子放療領域尤其是頭頸部進行多次研究，已經開展虛擬臨床試驗評估光子治療中自適應放療的優勢。在一項減小PTV外擴邊界對腫瘤覆蓋度影響的研究中使用VMAT技術進行自適應治療口咽癌，研究結果顯示了由于體積減少和患者體重變化導致靶區覆蓋度、淋巴結和腮腺的照射劑量減少。鼻咽癌在線自適應放療已經被證明可以提高光子放療的療效并降低毒性反應。

由于內部幾何的變化而需要使用自適應放療很大程度依賴于治療的部位，當前的臨床治療研究已經在很多部位，比如頭頸部和前列腺癌中使用了該技術，也包括肺部腫瘤中使用呼吸門控技術。Brouwer等人和Casterlli的團隊回顧了頭頸部腫瘤放療過程中解剖結構變化的大量數據。有一項評估數據顯示，使用IMRT技術治療頭頸部腫瘤大約有20%的病例需要在放療前三周內進行再次計劃設計。幾何改變導致的劑量學影響非常大。如Cheng等人發現，調強光子放療口咽癌患者，腮腺的平均劑量會增加10.4 Gy。因此，這些患者在分次治療過程中進行再計劃設計會大大改善患者的生活質量。

理想的自適應策略需要基于治療信息，如治療日志文件、在線成像劑量驗證或每日劑量重建。因此，可以根據先前給予的劑量對隨后治療進行劑量校正。此外，自適應計劃通常旨在保持初始治療計劃的靶區，但自適應也可用于調整劑量增加和局部靶區增加的情況。

雖然已經從在線自適應光子治療中學到了很多東西，但質子治療計劃由于劑量學特性可能需要不同的自適應方案。