调强适形治疗课件

1、调强适形放射治疗调强适形放射治疗一、适形放疗的定义二、实现条件三、何谓调强四、适形放射治疗的临床价值五、临床适应症六、调强实现方式适形放射治疗定义适形放射治疗为一种治疗技术，使得： 高剂量区的形状在三维方向上 与靶区（病变）的形状一致。 剂量分布靶区适形调强适形放射治疗调强适形放射治疗的目的及定义调强适形放疗必须满足两个必要条件1. 在照射方向上，照射野的形状必须与病变（靶区）的投影 形状一致。2. 射野内诸点的输出剂量率必须按要求的方式进行调整，使 得靶区病变内及表面的剂量处处相等：A 射野形状适形（BEV）B 射野内强度调节PQRS调强适形放射治疗调强适形放射治疗的目的及定义适形放射治疗的

2、分类经典适形放射治疗（Classical Conformal Radiation Therapy）调强适形放射治疗（Intensity-Modulated Radiation Therapy, IMRT） 同时满足两个必要条件 只满足第一个必要条件调强适形放射治疗调强适形放射治疗的目的及定义常规放射治疗与经典适形调强适形放疗(使用不同的目标函数)经典适形与调强适形治疗技术剂量分布的比较调强适形放射治疗调强适形放射治疗的目的及定义对穿野照射 旋转照射 四野照射 经典适形照射 三野照射 最小靶平均照射 器官最大剂量 器官最小照射调强定义调强: 将直线加速器或钴-60治疗机的均匀剂量(率) 输出的射

3、野变为不均匀剂量(率)输出的射野 的过程。调强装置(器或方法): 实现调强过程的装置。调强适形放射治疗调强适形放射治疗的目的及定义适形放射治疗的临床价值癌症治疗五年生存率1900s 1930 1960s 1990s 5% 15% 30% 45%American Cancer Society: Cancer facts & figures 1995手术、放疗、化疗三大手段对癌症治愈率的相对贡献外科手术22% 放射治疗18%化学治疗 5%55%未根治的癌症患者的死亡原因 原发肿瘤未控18% 远地转移未控37% 合 计 55%Eur J Cancer 1992; 28A:2061-2069Cance

4、r 1983; 51; 2401-2409调强适形放射治疗调强适形放射治疗的目的及定义IMRT 提高癌症患者生存率的假设提高肿瘤局部控制剂量或减低周围重要器官剂量提高肿瘤局部控制率或减少肿瘤远地转移率提高癌症患者生存率或改善癌症患者愈后生存质量调强适形放射治疗调强适形放射治疗的目的及定义肿瘤局部控制的最低剂量（Fletcher: BJR46; 1973）亚临床病变微小病变 肿瘤病变 调强适形放射治疗调强适形放射治疗的目的及定义问题：凸形靶区(70%)IMRT原理问题：凹形靶区(30%)IMRT原理调强适形放射治疗调强实现方法逆向设计与射野强度分布调强适形放射治疗 Forward Calcula

5、tion正向计算Inverse Calculation逆向计算PositionIntensity调强实现方法调强适形放射治疗剂量计算 Forward Calculation正向计算Inverse Calculation逆向计算物理目标函数生物目标函数调强实现方法目标函数的定义1.目标函数表达治疗要求实现的目标，对运算给予一定的限制，目前有物理学目标函数寄生物学目标函数两种。2.物理学目标函数：通过限定靶区和危及器官(OAR)应达到的剂量分布来实现剂量分布的优化，根据放疗剂量学原则量化后应包括下列内容(1)靶区及重要器官内的平均剂量（2）靶区内剂量的均匀性（3）靶区内的最低剂量（4）危及器官内的

6、最高剂量（5）靶区与治疗区的适形度。3.生物学目标函数：限定应达到的治疗效果，通常表达为最大的肿瘤控制率（TCP），同时维持正常组织的并发症（NTCP）到可接受的低水平，或达到无并发症的肿瘤控制率（PUTC）最大。*理论上生物目标函数与治疗效果相关，应当是最佳优化，但实际上，生物学目标函数尚达不到实用效果，目前仍广泛的采用物理学目标函数作为实际应用的优化目标。逆向治疗计划1.常规放疗通常采取的是正向治疗计划，他是通过人工选取参数，依赖于设计者的水平和经验制定的放疗计划,一般方案可接受，但不一定是最佳方案。2.逆向计划：新技术治疗参数太多，尤其是调强，人工优化难以实现，1988年Brahme教授

7、提出了逆向计划的概念。确定预期的物理学目标函数或生物学目标函数，由计算机确定出优化的治疗参数，完成治疗计划。3.逆向计划及其算法涉及复杂的数学和计算技术。目前TPS的计算方法有两种。调强适形放射治疗调强治疗实现方式的分类The ways to create intensity-modulated beams (IMBS)调强实现方法调强适形放射治疗调强治疗实现方式的分类The ways to create intensity-modulated beams (IMBS)调强实现方法调强适形放射治疗调强适形放射治疗调强治疗实现方式的分类The ways to create intensity-m

8、odulated beams (IMBS)调强实现方法调强适形放射治疗(a)(b)子野1Surbeam1子野2Surbeam2子野3Surbeam3子野4Surbeam4子野5Surbeam5子野6Surbeam6调强方式: MLC静态调强I(x)X调强治疗实现方法分类调强适形放射治疗调强方式: MLC静态调强调强治疗实现方法分类调强适形放射治疗调强适形放射治疗调强治疗实现方式的分类The ways to create intensity-modulated beams (IMBS)调强实现方法调强适形放射治疗调强方式: 动态MLC调强(Dynamic MLC)Intensity强度分布Pos

9、ition调强治疗实现方法分类调强适形放射治疗调强方式: 动态MLC调强(Dynamic MLC)调强治疗实现方法分类调强适形放射治疗调强适形放射治疗调强治疗实现方式的分类The ways to create intensity-modulated beams (IMBS)调强实现方法调强适形放射治疗调强方式: 动态旋转(IMAT)Intensity强度分布PositionGA1GA2GA4GA5GA3GA6调强治疗实现方法分类调强适形放射治疗调强治疗实现方式的分类The ways to create intensity-modulated beams (IMBS)调强实现方法调强适形放射治疗

10、调强方式: MLC(断层)调强强度分布PositionIntensity步进式螺旋式调强治疗实现方法分类调强适形放射治疗调强治疗实现方式的分类The ways to create intensity-modulated beams (IMBS)调强实现方法调强适形放射治疗调强方式: MLC(断层)调强强度分布PositionIntensity步进式螺旋式调强治疗实现方法分类调强适形放射治疗调强治疗实现方式的分类The ways to create intensity-modulated beams (IMBS)调强实现方法Whereas IMRT may have initiated the beginning of the end relative to physical conformality in radiotherapy,