六講光子線外照射放療的臨床治療計(jì)劃

第六講光子線外照射放療的臨床治療計(jì)劃術(shù)語(yǔ)及概念定義劑量規(guī)范普通放療、二維放療及三維放療過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)講解基于計(jì)算機(jī)斷層影像的模擬定位光子線射野的臨床應(yīng)用計(jì)劃評(píng)估術(shù)語(yǔ)及概念定義

三維治療計(jì)劃需要定義的主要靶區(qū)體積：腫瘤區(qū)（grosstumorvolume,GTV）臨床靶區(qū)（clinicaltargetvolume,CTV）內(nèi)靶區(qū)（internaltargetvolume,ITV）計(jì)劃靶區(qū)（planningtargetvolume,PTV）腫瘤區(qū)GTV腫瘤區(qū)是可以明顯觸診或可以肉眼分辨/斷定的惡性病變范圍和位置。（ICRU第50號(hào)報(bào)告）GTV通常是以各種影像手段（計(jì)算機(jī)斷層成像（computedtomographyCT），核磁共振成像（magneticresonanceimagingMRI），超聲影像等）、診斷形式（病理學(xué)和組織學(xué)報(bào)告等）以及臨床檢查獲得的綜合信息為基礎(chǔ)來確定。不同檢查方法獲得的GTV形狀和大小不一樣，腫瘤學(xué)醫(yī)生必須清楚哪一種方法用來確定GTV。即使同一種檢查方法，不同觀察者勾畫GTV輪廓差異也很大不同檢查方法獲得GTV形狀大小不同8位放射腫瘤學(xué)醫(yī)生(—),2位放射診斷學(xué)醫(yī)生(…)和2位神經(jīng)外科醫(yī)生(—)在側(cè)位片上勾畫兩位腦腫瘤患者GTV臨床靶區(qū)CTVCTV是包括了可以斷定的GTV和/或顯微鏡下可見的亞臨床惡性病變的組織體積，是必須去除的病變。這個(gè)區(qū)域必須得到足夠的治療才能達(dá)到治愈或者緩解病情的目的。（ICRU第50號(hào)報(bào)告）CTV通常包括可能包含在顯微鏡下可見病灶的直接包圍GTV的區(qū)域，以及其他考慮為高危的需要治療的區(qū)域（如陽(yáng)性淋巴結(jié)）內(nèi)靶區(qū)ITVITV定義：包括CTV加上一個(gè)內(nèi)邊界范圍。內(nèi)邊界的設(shè)定需要考慮CTV相對(duì)于病人的參考結(jié)構(gòu)（通常取骨性解剖結(jié)構(gòu)）的大小和位置變化；也就是由于呼吸、膀胱或者直腸的充盈器官運(yùn)動(dòng)引起的位置改變（ICRU第62號(hào)報(bào)告）計(jì)劃靶區(qū)PTVPTV是一個(gè)幾何概念，定義：為了合適地設(shè)置照射野，考慮到所有可能的幾何變化引起的合成效果，保證CTV的實(shí)際吸收劑量達(dá)到處方劑量（ICRU第50號(hào)報(bào)告）計(jì)劃靶區(qū)包括：ITV邊界、附加的擺位不確定度邊界、機(jī)器的容許誤差范圍和治療中的變化。PTV受體位固定裝置和激光燈等工具的精度影響，但不包括輻射野的劑量學(xué)特性的邊界（如半影區(qū)和建成區(qū)）。計(jì)劃靶體積

PlanningTargetVolume,PTVPTV是一個(gè)幾何學(xué)的概念，它的定義確保CTV始終在治療區(qū)內(nèi)安全邊緣內(nèi)在邊緣InternalMargin,IM擺位邊緣Set-upMargin,SMIM是為了彌補(bǔ)放射治療過程中生理上的運(yùn)動(dòng)，例如呼吸運(yùn)動(dòng)、吞咽運(yùn)動(dòng)、膀胱和結(jié)腸充盈狀態(tài)、心跳以及小腸蠕動(dòng)等SM是考慮放療過程中患者體位和照射野的不確定性內(nèi)邊界InternalMargin,IMIM是為了彌補(bǔ)放射治療過程中生理上的運(yùn)動(dòng)和CTV大小、形狀及位置的變化，例如呼吸運(yùn)動(dòng)、吞咽運(yùn)動(dòng)、膀胱和結(jié)腸充盈狀態(tài)、心跳以及小腸蠕動(dòng)等。CTV加IM定義為內(nèi)計(jì)劃靶體積(ITV)CT測(cè)量下腹部厚度隨呼吸運(yùn)動(dòng)變化的范圍,移動(dòng)最大距離4mm呼氣(上圖)和吸氣(下圖)對(duì)前后對(duì)穿野照射劑量分布的影響設(shè)定邊界Set-upMargin,SMSM是考慮放療過程中患者體位和照射野的不確定性。影響SM的因素患者體位的變化機(jī)器的不確定性，如機(jī)架、準(zhǔn)直器、治療床等誤差劑量測(cè)量的不確定性從CT和模擬定位機(jī)到治療床的擺位誤差人為因素使用體位固定裝置和影像驗(yàn)證系統(tǒng)、嚴(yán)格的質(zhì)控、對(duì)技術(shù)員進(jìn)行培訓(xùn)等可減小SM盆腔放射治療擺位誤差:模擬定位片上白線代表處方照射范圍,紅線代表一系列分割照射野的邊界IM和SM簡(jiǎn)單相加作為CTV總體安全邊緣會(huì)導(dǎo)致PTV過大，超過患者的耐受。兩者平方和后開方[（IM2+SM2）2]的計(jì)算方法得到了同行的認(rèn)可。IM和SM在各個(gè)方向上可能不同，因此PTV總體邊緣在各方向上不同當(dāng)PTV與危及器官重疊時(shí)，應(yīng)認(rèn)真考慮處方劑量和分割，在某些情況下可能要修改處方，如靶體積和/或劑量水平，尋求一種折中的辦法，讓患者盡可能地獲得最大利益。如果這種作法導(dǎo)致局控率下降，應(yīng)將根治目的改為姑息A:IM與SM直接相加,PTV過大,可能超過正常組織耐受性.B:S總2=IM2+SM2C:由于危及器官(如脊髓)的存在不得不減小安全邊緣,但亞臨床灶發(fā)生機(jī)率隨距離的增加而減小,因此該方法尚可接受.危及器官OAROAR是值從治療計(jì)劃接受的劑量已接近其輻射敏感性的耐受劑量，并可能需要改變射野或劑量的設(shè)計(jì)。根據(jù)功能亞單位的概念將危及器官分為“串聯(lián)型”、“并聯(lián)型”和“串—并聯(lián)型”串聯(lián)型器官（如脊髓、神經(jīng)、小腸等）中每個(gè)單元的功能完整性可直接影響整個(gè)器官的功能，串聯(lián)型器官鏈上任何一個(gè)功能單元的破壞將影響整個(gè)器官的功能，它的放射并發(fā)癥具有較小的體積效應(yīng)并聯(lián)型器官（如肺、肝、腎等）的功能單位則以并列的方式構(gòu)成整個(gè)器官的功能，它具有較大的體積效應(yīng)，只有足夠多的功能單元同時(shí)受損才會(huì)造成整個(gè)器官功能的損害串—并聯(lián)型器官結(jié)合了上述兩種器官的特性，如心臟，其冠狀動(dòng)脈屬串聯(lián)型，而心肌屬并聯(lián)型a:串聯(lián)型器官,如脊髓;b:并聯(lián)型器官,如肺c:串-并聯(lián)型器官,如心臟;d:串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)合的器官,如腎單元治療體積

TreatedVolume,TVTV是放療醫(yī)師定義的認(rèn)為可達(dá)到治療目的的劑量區(qū)域，通常定義為90%或95%等劑量面所包繞的區(qū)域?yàn)橹委燇w積。適形指數(shù)（ConformalIndex,CI）CI指PTV與TV的比值，反映TV的形狀和大小與PTV的符合程度。定義CI的前提條件是TV應(yīng)完全包繞PTV。CI是優(yōu)選治療計(jì)劃的重要指標(biāo)之一，理想的計(jì)劃中TV與PTV完全一致，CI等于1。但目前放療技術(shù)還不能達(dá)到這一點(diǎn)。照射體積（IrradiatedVolume,IV）IV指50%等劑量面包含的體積，它與正常組織的耐受性明顯相關(guān)，反映了正常組織所受照射劑量的大小照射體積覆蓋危及器官的范圍是評(píng)價(jià)和優(yōu)選計(jì)劃的重要依據(jù)劑量規(guī)范

ICRU的劑量參考點(diǎn)選擇標(biāo)準(zhǔn)：該點(diǎn)應(yīng)該位于能夠準(zhǔn)確計(jì)算劑量的區(qū)域內(nèi)（也就是不能在建成區(qū)和劑量梯度變化較大的區(qū)域）該點(diǎn)應(yīng)該選在計(jì)劃靶區(qū)PTV的中心部分建議以等中心點(diǎn)（或射野交叉點(diǎn)）作為ICRU的劑量參考點(diǎn)劑量規(guī)范

ICRU對(duì)特定射野組合的劑量參考點(diǎn)的專門建議：?jiǎn)我罢丈洌何挥诎袇^(qū)中心的射野中心軸上相同權(quán)重的兩野平行對(duì)穿照射：位于射野中心軸上兩野入射點(diǎn)的中間不同權(quán)重的兩野平行對(duì)穿照射：位于射野中心軸上靶體積的中心處其他的多野交角照射：位于射野中心軸的交點(diǎn)處（前提是該點(diǎn)處劑量梯度很?。┢胀ǚ暖?、二維放療及三維放療過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)講解

完整的臨床工作決定治療方案模擬定位，獲取解剖資料勾畫體積輪廓選擇射線配置，計(jì)算劑量分布比較、優(yōu)化治療計(jì)劃選定治療計(jì)劃模擬機(jī)驗(yàn)證治療機(jī)擺位治療、驗(yàn)證隨訪結(jié)果分析記錄文檔基于計(jì)算機(jī)斷層影像的模擬定位虛擬模擬：指僅依據(jù)CT的信息進(jìn)行的病人的治療模擬。虛擬模擬的前提條件是通過處理CT數(shù)據(jù)能夠重建病人任意幾何數(shù)據(jù)的合成射線圖像。數(shù)字重建的射線影像DRRDRR是通過病人的CT數(shù)據(jù)追蹤一束從虛擬源位置投射，穿過病人到達(dá)一個(gè)假設(shè)膠片平面的射線來產(chǎn)生。沿任意一條射線路徑的衰減系數(shù)總和在X光射線膠片上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)模擬光學(xué)密度（OD）數(shù)值。射野方向觀（Beam’sEyeView，BEV）射野方向觀視圖BEV：是通過病人的射線束軸、射束限定范圍和勾畫的結(jié)構(gòu)投影到相應(yīng)的虛擬膠片平面上的投影。通常疊在DRR圖像上，形成一個(gè)合成的模擬定位片。用于治療計(jì)劃的MRI單獨(dú)的MRI不能用于模擬定位和計(jì)劃設(shè)計(jì)原因如下：MRI掃描的物理尺寸和它的附件限制了病人體位固定設(shè)備的使用和治療體位的選擇骨信號(hào)的缺失使得MRI影像無(wú)法產(chǎn)生與射野驗(yàn)證片相比較的DRR圖；MRI沒有電子密度的信息，進(jìn)行劑量計(jì)算時(shí)無(wú)法進(jìn)行組織不均勻性的修正；MRI容易產(chǎn)生幾何偽影和失真，這可能會(huì)影響劑量分布計(jì)算和治療的準(zhǔn)確性。圖像融合光子線射野的臨床應(yīng)用等劑量線楔形濾過板組織等效物補(bǔ)償濾過器人體曲面校正組織不均勻性修正多野組合照射及其臨床應(yīng)用等劑量線等劑量曲線可以通過TPS中的偽彩顯示實(shí)際的劑量，通常的做法是在某一固定的點(diǎn)將劑量歸一為100%。通常有兩種歸一方法：在射野中心軸上最大劑量深度處歸一為100%；在等中心處歸一。楔形濾過板物理楔形板一楔合成動(dòng)態(tài)楔形板：在機(jī)器出束的過程中，一側(cè)準(zhǔn)直器逐漸關(guān)閉，產(chǎn)生一個(gè)與上述的楔形板的梯度劑量相同的強(qiáng)度梯度。組織等效物

補(bǔ)償濾過器定義：是放置在皮膚表面用于修正病人不規(guī)則表面的組織等效材料，以便為射野正常入射提供一個(gè)平坦的表面?？梢允褂媒M織填充物和組織補(bǔ)償器進(jìn)行組織補(bǔ)償組織填充物：組織填充物一般由組織替代材料制成，如米袋、石蠟等。放置時(shí)遠(yuǎn)離皮膚，可以保護(hù)射線的建成效應(yīng)，如果要提高皮膚量，則必須放置在皮膚表面。組織補(bǔ)償器：一般不用組織替代材料，而用金屬如銅、鉛等代替。最典型的代表為楔形濾過板。人體曲面校正

等劑量曲線平移法有效衰減系數(shù)法組織空氣比法組織不均勻性修正

組織空氣比法Barho指數(shù)法（電子密度法）等效組織空氣比法等劑量線平移法多野組合照射及其臨床應(yīng)用使用單野照射技術(shù)的應(yīng)用原則：靶區(qū)的劑量均勻度要合理（±5%）；靶區(qū)外的最大劑量要低。（＜110%）；沒有危及器官超出劑量限制。單野照射技術(shù)通常用在姑息治療或者是相對(duì)表淺的腫瘤治療（深度小于5~10厘米，取決于射線能量）。治療較深的腫瘤通常用多野照射技術(shù)。SSD和SAD照射技術(shù)的比較固定SSD照射技術(shù)：要求在每個(gè)射野方向上移動(dòng)患者來保證患者的皮膚在正確的距離上。等中心照射技術(shù)SAD：要求將病人的靶區(qū)放在等中心處。治療機(jī)的機(jī)架圍繞患者旋轉(zhuǎn)完成各個(gè)射野。平行對(duì)穿野照射技術(shù)平行對(duì)穿野照射技術(shù)解決了單個(gè)射野照射時(shí)的劑量梯度下降的問題。一側(cè)照射野在深處的劑量下降可以由對(duì)側(cè)射野的劑量升高來彌補(bǔ)。合成的劑量分布在射野中心軸上形成一個(gè)比較均勻的分布。兩個(gè)對(duì)側(cè)間隔較?。ㄐ∮?0cm）的情況下，低能射線比較合適，因?yàn)榈湍苌渚€很快到最大劑量，然后在兩個(gè)最大劑量之間的區(qū)域形成一個(gè)平坦的劑量分布。對(duì)于比較大的間隔（大于15cm），高能射線會(huì)取得更均勻的劑量分布，低能射線則會(huì)在最大劑量深度處形成明顯的高劑量區(qū)（劑量熱點(diǎn)＞30%）共面多野照射技術(shù)常見的射野設(shè)計(jì)：一對(duì)楔形野。這種方法對(duì)于較淺的腫瘤很有效（如上頜竇腫瘤和甲狀腺腫瘤）四野箱形照射。通常使用在盆腔部位比較居中的腫瘤（如前列腺癌，膀胱癌和子宮腫瘤）四野照射中的兩對(duì)對(duì)穿照射野之間的夾角不是90度時(shí)。會(huì)在射野相交的區(qū)域產(chǎn)生高劑量，為菱形。三野箱形照射。用來治療表淺腫瘤（直腸腫瘤）三組對(duì)穿照射。產(chǎn)生一個(gè)更復(fù)雜的劑量分布?？梢愿玫谋Ｗo(hù)周圍的正常器官。旋轉(zhuǎn)照射技術(shù)旋轉(zhuǎn)照射技術(shù)可以在等中心處附近形成一個(gè)相對(duì)集中的高劑量區(qū)域?？梢赃_(dá)到很好的適形度。射野邊緣的劑量梯度變化沒有固定射野技術(shù)的大?？梢酝ㄟ^避開某些角度的方法使劑量遠(yuǎn)離某些區(qū)域。非共面多野照射技術(shù)由非標(biāo)準(zhǔn)的治療床角度和不同機(jī)架角度所構(gòu)成的空間照射，可以很好的避開危及器官。劑量分布更適形。但加大了技術(shù)員的工作量，而且容易打床。多用于頭頸部腫瘤的計(jì)劃設(shè)計(jì)。非共面拉弧照射技術(shù)。射野銜接技術(shù)要求在所定義的深度處射野的邊緣之間較好地銜接起來（即在所需要的深度處每個(gè)射野50%的等劑量曲線相疊加。）計(jì)劃評(píng)估計(jì)劃評(píng)估包括治療計(jì)劃的射野驗(yàn)證和特定的治療等劑量分布?！湟膀?yàn)證：（通常通過模擬機(jī)射野圖像或者DRR）確保計(jì)劃靶區(qū)PTV是射野照射的目標(biāo)?！?jiǎng)┝糠植迹候?yàn)證是確保劑量足夠包括靶區(qū)并且周圍的危及器官得到必要的保護(hù)。劑量評(píng)估等劑量曲線正交平面和等劑量面劑量分布統(tǒng)計(jì)微分DVH積分DVH等劑量曲線靶區(qū)內(nèi)四周的等劑量分布與等中心處的等劑量相比較，如果這個(gè)比值在期望的范圍內(nèi)（95~100%），并且周圍的危及器官在沒有超量的情況下，計(jì)劃可以接受。靶區(qū)內(nèi)最高劑量小于+7%，低劑量大于-5%直角坐標(biāo)系平面和等劑量平面3D計(jì)劃系統(tǒng)可以評(píng)價(jià)冠狀位，矢狀位和水平位的等劑量曲線的分布。劑量統(tǒng)計(jì)體積內(nèi)部最小的劑量體積內(nèi)部最大的劑量體積內(nèi)平均劑量不小于95%的體積接受的劑量不小于95%的處方劑量照射的體積劑量—體積直方圖（Dose-VolumeHistograms,DVH）概念

用于描述靶區(qū)或組織器官的體積與受照射劑量之間的關(guān)系的曲線。劑量體積直方圖的表達(dá)方法積分DVH(integralDVH)微分DVH(differentialDVH)絕對(duì)劑量與相對(duì)劑量

積分DVH(integralDVH)

描述靶區(qū)（或組織器官）總體積與照射劑量間的關(guān)系微分DVH(differentialDVH)

描述靶區(qū)（或組織器官）體積頻率與某一照射劑量范圍間的關(guān)系DVH