放射物理第一部分

放射治療的計劃設(shè)計

（放射物理第一部分）

中南大學(xué)湘雅醫(yī)院腫瘤科楊振

概要計劃設(shè)計的基礎(chǔ)知識ICRU靶區(qū)定義CRT計劃設(shè)計IMRT計劃設(shè)計CRT和IMRT混合計劃設(shè)計計劃設(shè)計定義計劃設(shè)計是根據(jù)臨床要求，優(yōu)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(huán)節(jié)。

計劃設(shè)計內(nèi)涵的擴(kuò)展劑量計算和劑量顯示優(yōu)化確定治療方案計劃設(shè)計過程輸入患者圖像信息計劃師配準(zhǔn)和融合圖像 醫(yī)師定義解剖結(jié)構(gòu) 醫(yī)師確定射野參數(shù)(和DV約束條件) 計劃師評價劑量分布醫(yī)師輸出治療計劃報告和電子文件 計劃師任務(wù) 人員計劃設(shè)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(diǎn)或者體積。常用的歸一方法有點(diǎn)歸一和體積歸一。點(diǎn)歸一即為處方劑量給定的點(diǎn)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(tài)調(diào)強(qiáng)治療（slidingwindows）中，優(yōu)化完成后，一定要先歸一再計算葉片運(yùn)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(jié)構(gòu)中，照射劑量水平和照射體積之間的統(tǒng)計學(xué)關(guān)系的直方圖。DVH的應(yīng)用對靶區(qū)而言積分DVH曲線越陡表示靶區(qū)劑量分布越均勻積分DVH曲線越靠右表示靶區(qū)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(cè)，則前一個計劃優(yōu)于后一個計劃如果兩條曲線交叉，則優(yōu)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(diǎn)或冷點(diǎn)的位置。ICRU62的區(qū)域定義圖示實(shí)體腫瘤(GTV)內(nèi)靶區(qū)(ITV)計劃靶區(qū)(PTV)治療區(qū)照射區(qū)臨床靶區(qū)(CTV)ICRU69:正常組織結(jié)構(gòu)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(yī)師依據(jù)多種模式的影像確定GTVGTV的確定受多種因素的影響醫(yī)師知識和經(jīng)驗(yàn)影像模式影像參數(shù)的設(shè)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(jù)腫瘤的擴(kuò)散特點(diǎn)可以確定在GTV周圍的亞臨床灶和在遠(yuǎn)處可能侵犯的范圍在確定CTV時只考慮靜態(tài)影像和腫瘤的生物學(xué)行為，不考慮器官運(yùn)動、擺位誤差和將要采用的治療技術(shù)例:CTV的確定ITV的確定在CTV的基礎(chǔ)上外放一定間距(internalmargin,IM)，補(bǔ)償在治療過程中因?yàn)檫\(yùn)動引起的CTV的位置和形狀的變化。在采用4D影像技術(shù)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(yùn)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(jīng)驗(yàn)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(shè)計的基礎(chǔ)知識ICRU靶區(qū)定義CRT計劃設(shè)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(quán)重和楔形板?如何評價治療計劃的質(zhì)量?IMRT計劃設(shè)計CRT和IMRT混合計劃設(shè)計CRT的臨床適應(yīng)癥射野形狀適合靶區(qū)投影形狀應(yīng)視為放療的基本要求，CRT應(yīng)作為放療的常規(guī)，適應(yīng)于所有不需要做IMRT的情況。布野原則就近布野靶區(qū)長軸方向布野避開危及器官拉大相鄰射野夾角優(yōu)勢權(quán)重就近原則合理應(yīng)用對穿野注意可實(shí)施性射野要有主次之分(主野使靶區(qū)達(dá)到或接近處方要求，次野用來進(jìn)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(qū)投影形狀，才能保證靶區(qū)劑量分布均勻如何選擇射野形狀?95%50%采用擋塊適形時，準(zhǔn)直器角度對射野與靶區(qū)投影形狀的適合度無影響如何選擇射野形狀?MLC適形

準(zhǔn)直器0O如何選擇射野形狀?MLC適形

準(zhǔn)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(quán)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(qū)劑量均勻1,45o2,150o3,260o如何確定射野權(quán)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(zhuǎn)至超過1800才能保證靶區(qū)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(quán)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(quán)重和楔形板?示例1:兩野夾角如何確定射野權(quán)重和楔形板?示例2:三野共面如何確定射野權(quán)重和楔形板?CRT計劃實(shí)戰(zhàn)從三個方面評價治療計劃治療計劃是否可以實(shí)施和實(shí)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(jìn)的余地如何評價治療計劃的質(zhì)量?概要計劃設(shè)計的基礎(chǔ)知識ICRU靶區(qū)定義CRT計劃設(shè)計IMRT計劃設(shè)計CRT和IMRT混合計劃IMRT的臨床適應(yīng)癥固定效果好，器官運(yùn)動幅度較小的腫瘤解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜(周圍有多種重要器官)、形狀比較復(fù)雜(凹形)，或多靶點(diǎn)的腫瘤常規(guī)放療療效很好，希望進(jìn)一步減少放射并發(fā)癥和改進(jìn)患者療后的生存質(zhì)量IMRT的主要應(yīng)用病種頭頸部腫瘤上段食管癌乳腺前列腺全盆腔淋巴節(jié)MTGUrbano&CMNutting.BJR77:88-96,2004BJR77:177-82,2004IMRT計劃設(shè)計與CRT計劃設(shè)計比較，IMRT計劃設(shè)計的特點(diǎn)有：需要定義劑量成形結(jié)構(gòu)(Doseshapingstructure)選擇射野方向的規(guī)則不同選擇能量的規(guī)則不同確定射野形狀的規(guī)則相同評價治療計劃質(zhì)量的指標(biāo)有所不同計劃驗(yàn)證的方法有所不同器官運(yùn)動和IMRT治療實(shí)施的相互影響兩種優(yōu)化方式兩步法：

設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)射野強(qiáng)度分布葉片運(yùn)動序列一步法包圍靶區(qū)的殼劑量成形結(jié)構(gòu)定義在靶區(qū)凹形區(qū)的扇形劑量成形結(jié)構(gòu)劑量熱點(diǎn)/冷點(diǎn)在孤立的劑量熱點(diǎn)或冷點(diǎn)定義小的結(jié)構(gòu)，給予適當(dāng)?shù)膭┝炕騽┝矿w積約束，可以消除這些熱點(diǎn)或冷點(diǎn)。劑量成形結(jié)構(gòu)射野方向選擇以采用奇數(shù)射野對稱分布為起點(diǎn)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(jī)架角均分的布野方案前列腺癌采用5-7個射野顱內(nèi)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(zhì)量的指標(biāo)子野數(shù)目和MU是評價實(shí)施效率的重要指標(biāo)靶區(qū)劑量均勻度的要求可適當(dāng)放松IMRT計劃驗(yàn)證—位置驗(yàn)證模擬機(jī)下透視影像和TPSDRR比較CT掃描和定位CT比較加速器在線驗(yàn)證（2D,3D)IMRT計劃驗(yàn)證—劑量驗(yàn)證模體替代法點(diǎn)劑量驗(yàn)證扇線劑量驗(yàn)證（doseprofile）2D等劑量線驗(yàn)證（膠片法）通量驗(yàn)證（膠片法，二維矩陣）活體驗(yàn)證

調(diào)強(qiáng)計劃舉例CRT和IMRT