放射物理第一部分

放射治療的計劃設計

（放射物理第一部分）

中南大學湘雅醫院腫瘤科楊振

概要計劃設計的基礎知識ICRU靶區定義CRT計劃設計IMRT計劃設計CRT和IMRT混合計劃設計計劃設計定義計劃設計是根據臨床要求，優化確定一個治療方案的全過程,是整個放射治療過程中的一個重要環節。

計劃設計內涵的擴展劑量計算和劑量顯示優化確定治療方案計劃設計過程輸入患者圖像信息計劃師配準和融合圖像 醫師定義解剖結構 醫師確定射野參數(和DV約束條件) 計劃師評價劑量分布醫師輸出治療計劃報告和電子文件 計劃師任務 人員計劃設計方式正向逆向計劃歸一方法歸一決定了處方劑量給定的點或者體積。常用的歸一方法有點歸一和體積歸一。點歸一即為處方劑量給定的點體積歸一為處方劑量給定的體積例如：通常在CRT和IMRT中，把處方劑量給在95%的靶體積上注意在動態調強治療（slidingwindows）中，優化完成后，一定要先歸一再計算葉片運動矢狀面橫斷面計劃評價工具:2D、3D劑量分布顯示冠狀面計劃評價工具:劑量體積直方圖劑量體積直方圖(DoseVolumeHistogram,DVH)是描述一個解剖結構中，照射劑量水平和照射體積之間的統計學關系的直方圖。DVH的應用對靶區而言積分DVH曲線越陡表示靶區劑量分布越均勻積分DVH曲線越靠右表示靶區受照劑量越高對危及器官而言如果一個計劃的DVH曲線總是在另一個計劃的DVH曲線的左側，則前一個計劃優于后一個計劃如果兩條曲線交叉，則優劣判斷要依器官類型而定DVH的局限性無空間位置信息，不能說明劑量熱點或冷點的位置。ICRU62的區域定義圖示實體腫瘤(GTV)內靶區(ITV)計劃靶區(PTV)治療區照射區臨床靶區(CTV)ICRU69:正常組織結構分類串型組織(如:脊髓)并型組織(如:肺)串-并型組織(如:心臟)混合型組織(如:腎小球)GTV的確定一般由放療醫師依據多種模式的影像確定GTVGTV的確定受多種因素的影響醫師知識和經驗影像模式影像參數的設置窗寬、窗位對GTV定義的影響Purdy,SeminarsonRadiationOncology,14(1):27-40,2004CTV的確定在確定GTV后，根據腫瘤的擴散特點可以確定在GTV周圍的亞臨床灶和在遠處可能侵犯的范圍在確定CTV時只考慮靜態影像和腫瘤的生物學行為，不考慮器官運動、擺位誤差和將要采用的治療技術例:CTV的確定ITV的確定在CTV的基礎上外放一定間距(internalmargin,IM)，補償在治療過程中因為運動引起的CTV的位置和形狀的變化。在采用4D影像技術獲取的不同時相的多套3D影像序列中分別勾畫CTV，再疊加得到ITV.治療中的誤差臟器運動治療間的誤差患者體位變化患者身體狀況，如體重變化激光燈、光距尺、射野等帶來的誤差影響PTV與CTV間距的因素外放間距的方法：2Dvs.3DPurdy,SeminarsonRadiationOncology,14(1):27-40,2004PTV與CTV之間的間距一般經驗頭頸各方向均為5mm肺癌 前后、左右5-15mm

上下10-20mm前列腺前后10mm,與直腸或膀胱相鄰處5mm上下10mm

左右5mm概要計劃設計的基礎知識ICRU靶區定義CRT計劃設計如何選擇射野方向?如何選擇能量?如何確定射野形狀?如何確定射野權重和楔形板?如何評價治療計劃的質量?IMRT計劃設計CRT和IMRT混合計劃設計CRT的臨床適應癥射野形狀適合靶區投影形狀應視為放療的基本要求，CRT應作為放療的常規，適應于所有不需要做IMRT的情況。布野原則就近布野靶區長軸方向布野避開危及器官拉大相鄰射野夾角優勢權重就近原則合理應用對穿野注意可實施性射野要有主次之分(主野使靶區達到或接近處方要求，次野用來進一步改善劑量分布）頭頸部腫瘤，能量選擇<=8MV胸部腫瘤由于肺的影響，擬采用低能而不是高能，RTOG建議4-12MV腹部腫瘤，擬采用高能，如15、18MV如何選擇射野能量?由于射野邊緣有半影,需加5-8mm間隙使擋塊或MLC自動適合靶區投影形狀，才能保證靶區劑量分布均勻如何選擇射野形狀?95%50%采用擋塊適形時，準直器角度對射野與靶區投影形狀的適合度無影響如何選擇射野形狀?MLC適形

準直器0O如何選擇射野形狀?MLC適形

準直器20O如何選擇射野形狀?兩野夾角掃描圖MedPhys如何確定射野權重和楔形板?普遍解 臨床常用解三野共面

1.三野分布在超過1800的范圍

不加楔形板可保證靶區劑量均勻1,45o2,150o3,260o如何確定射野權重和楔形板?三野共面

2.三野分布在不超過1800的范圍

1,90o2,180o3,230o必須加楔形板,使射野劑量梯度偏轉至超過1800才能保證靶區劑量均勻；可考慮1、3野加楔形板，2野不加如何確定射野權重和楔形板?三野共面

3:1、3野對穿與2野垂直

1,90o2,180o3,270o如何確定射野權重和楔形板?示例1:兩野夾角如何確定射野權重和楔形板?示例2:三野共面如何確定射野權重和楔形板?CRT計劃實戰從三個方面評價治療計劃治療計劃是否可以實施和實施效率治療計劃是否滿足臨床的處方劑量要求治療計劃是否已無改進的余地如何評價治療計劃的質量?概要計劃設計的基礎知識ICRU靶區定義CRT計劃設計IMRT計劃設計CRT和IMRT混合計劃IMRT的臨床適應癥固定效果好，器官運動幅度較小的腫瘤解剖結構復雜(周圍有多種重要器官)、形狀比較復雜(凹形)，或多靶點的腫瘤常規放療療效很好，希望進一步減少放射并發癥和改進患者療后的生存質量IMRT的主要應用病種頭頸部腫瘤上段食管癌乳腺前列腺全盆腔淋巴節MTGUrbano&CMNutting.BJR77:88-96,2004BJR77:177-82,2004IMRT計劃設計與CRT計劃設計比較，IMRT計劃設計的特點有：需要定義劑量成形結構(Doseshapingstructure)選擇射野方向的規則不同選擇能量的規則不同確定射野形狀的規則相同評價治療計劃質量的指標有所不同計劃驗證的方法有所不同器官運動和IMRT治療實施的相互影響兩種優化方式兩步法：

設定優化目標射野強度分布葉片運動序列一步法包圍靶區的殼劑量成形結構定義在靶區凹形區的扇形劑量成形結構劑量熱點/冷點在孤立的劑量熱點或冷點定義小的結構，給予適當的劑量或劑量體積約束，可以消除這些熱點或冷點。劑量成形結構射野方向選擇以采用奇數射野對稱分布為起點布置射野，不需要避開危及器官。鼻咽癌采用7/9個共面等機架角均分的布野方案前列腺癌采用5-7個射野顱內腫瘤可采用非共面布野射野方向選擇IMRT射野的能量選擇頭頸部、胸部腫瘤的能量選擇與CRT相同腹部腫瘤可考慮用低能代替高能評價治療計劃質量的指標子野數目和MU是評價實施效率的重要指標靶區劑量均勻度的要求可適當放松IMRT計劃驗證—位置驗證模擬機下透視影像和TPSDRR比較CT掃描和定位CT比較加速器在線驗證（2D,3D)IMRT計劃驗證—劑量驗證模體替代法點劑量驗證扇線劑量驗證（doseprofile）2D等劑量線驗證（膠片法）通量驗證（膠片法，二維矩陣）活體驗證

調強計劃舉例CRT和IMRT