放射物理第一部分

放射治疗的计划设计

（放射物理第一部分）

中南大学湘雅医院肿瘤科杨振

概要计划设计的基础知识ICRU靶区定义CRT计划设计IMRT计划设计CRT和IMRT混合计划设计计划设计定义计划设计是根据临床要求，优化确定一个治疗方案的全过程,是整个放射治疗过程中的一个重要环节。

计划设计内涵的扩展剂量计算和剂量显示优化确定治疗方案计划设计过程输入患者图像信息计划师配准和融合图像 医师定义解剖结构 医师确定射野参数(和DV约束条件) 计划师评价剂量分布医师输出治疗计划报告和电子文件 计划师任务 人员计划设计方式正向逆向计划归一方法归一决定了处方剂量给定的点或者体积。常用的归一方法有点归一和体积归一。点归一即为处方剂量给定的点体积归一为处方剂量给定的体积例如：通常在CRT和IMRT中，把处方剂量给在95%的靶体积上注意在动态调强治疗（slidingwindows）中，优化完成后，一定要先归一再计算叶片运动矢状面横断面计划评价工具:2D、3D剂量分布显示冠状面计划评价工具:剂量体积直方图剂量体积直方图(DoseVolumeHistogram,DVH)是描述一个解剖结构中，照射剂量水平和照射体积之间的统计学关系的直方图。DVH的应用对靶区而言积分DVH曲线越陡表示靶区剂量分布越均匀积分DVH曲线越靠右表示靶区受照剂量越高对危及器官而言如果一个计划的DVH曲线总是在另一个计划的DVH曲线的左侧，则前一个计划优于后一个计划如果两条曲线交叉，则优劣判断要依器官类型而定DVH的局限性无空间位置信息，不能说明剂量热点或冷点的位置。ICRU62的区域定义图示实体肿瘤(GTV)内靶区(ITV)计划靶区(PTV)治疗区照射区临床靶区(CTV)ICRU69:正常组织结构分类串型组织(如:脊髓)并型组织(如:肺)串-并型组织(如:心脏)混合型组织(如:肾小球)GTV的确定一般由放疗医师依据多种模式的影像确定GTVGTV的确定受多种因素的影响医师知识和经验影像模式影像参数的设置窗宽、窗位对GTV定义的影响Purdy,SeminarsonRadiationOncology,14(1):27-40,2004CTV的确定在确定GTV后，根据肿瘤的扩散特点可以确定在GTV周围的亚临床灶和在远处可能侵犯的范围在确定CTV时只考虑静态影像和肿瘤的生物学行为，不考虑器官运动、摆位误差和将要采用的治疗技术例:CTV的确定ITV的确定在CTV的基础上外放一定间距(internalmargin,IM)，补偿在治疗过程中因为运动引起的CTV的位置和形状的变化。在采用4D影像技术获取的不同时相的多套3D影像序列中分别勾画CTV，再叠加得到ITV.治疗中的误差脏器运动治疗间的误差患者体位变化患者身体状况，如体重变化激光灯、光距尺、射野等带来的误差影响PTV与CTV间距的因素外放间距的方法：2Dvs.3DPurdy,SeminarsonRadiationOncology,14(1):27-40,2004PTV与CTV之间的间距一般经验头颈各方向均为5mm肺癌 前后、左右5-15mm

上下10-20mm前列腺前后10mm,与直肠或膀胱相邻处5mm上下10mm

左右5mm概要计划设计的基础知识ICRU靶区定义CRT计划设计如何选择射野方向?如何选择能量?如何确定射野形状?如何确定射野权重和楔形板?如何评价治疗计划的质量?IMRT计划设计CRT和IMRT混合计划设计CRT的临床适应症射野形状适合靶区投影形状应视为放疗的基本要求，CRT应作为放疗的常规，适应于所有不需要做IMRT的情况。布野原则就近布野靶区长轴方向布野避开危及器官拉大相邻射野夹角优势权重就近原则合理应用对穿野注意可实施性射野要有主次之分(主野使靶区达到或接近处方要求，次野用来进一步改善剂量分布）头颈部肿瘤，能量选择<=8MV胸部肿瘤由于肺的影响，拟采用低能而不是高能，RTOG建议4-12MV腹部肿瘤，拟采用高能，如15、18MV如何选择射野能量?由于射野边缘有半影,需加5-8mm间隙使挡块或MLC自动适合靶区投影形状，才能保证靶区剂量分布均匀如何选择射野形状?95%50%采用挡块适形时，准直器角度对射野与靶区投影形状的适合度无影响如何选择射野形状?MLC适形

准直器0O如何选择射野形状?MLC适形

准直器20O如何选择射野形状?两野夹角扫描图MedPhys如何确定射野权重和楔形板?普遍解 临床常用解三野共面

1.三野分布在超过1800的范围

不加楔形板可保证靶区剂量均匀1,45o2,150o3,260o如何确定射野权重和楔形板?三野共面

2.三野分布在不超过1800的范围

1,90o2,180o3,230o必须加楔形板,使射野剂量梯度偏转至超过1800才能保证靶区剂量均匀；可考虑1、3野加楔形板，2野不加如何确定射野权重和楔形板?三野共面

3:1、3野对穿与2野垂直

1,90o2,180o3,270o如何确定射野权重和楔形板?示例1:两野夹角如何确定射野权重和楔形板?示例2:三野共面如何确定射野权重和楔形板?CRT计划实战从三个方面评价治疗计划治疗计划是否可以实施和实施效率治疗计划是否满足临床的处方剂量要求治疗计划是否已无改进的余地如何评价治疗计划的质量?概要计划设计的基础知识ICRU靶区定义CRT计划设计IMRT计划设计CRT和IMRT混合计划IMRT的临床适应症固定效果好，器官运动幅度较小的肿瘤解剖结构复杂(周围有多种重要器官)、形状比较复杂(凹形)，或多靶点的肿瘤常规放疗疗效很好，希望进一步减少放射并发症和改进患者疗后的生存质量IMRT的主要应用病种头颈部肿瘤上段食管癌乳腺前列腺全盆腔淋巴节MTGUrbano&CMNutting.BJR77:88-96,2004BJR77:177-82,2004IMRT计划设计与CRT计划设计比较，IMRT计划设计的特点有：需要定义剂量成形结构(Doseshapingstructure)选择射野方向的规则不同选择能量的规则不同确定射野形状的规则相同评价治疗计划质量的指标有所不同计划验证的方法有所不同器官运动和IMRT治疗实施的相互影响两种优化方式两步法：

设定优化目标射野强度分布叶片运动序列一步法包围靶区的壳剂量成形结构定义在靶区凹形区的扇形剂量成形结构剂量热点/冷点在孤立的剂量热点或冷点定义小的结构，给予适当的剂量或剂量体积约束，可以消除这些热点或冷点。剂量成形结构射野方向选择以采用奇数射野对称分布为起点布置射野，不需要避开危及器官。鼻咽癌采用7/9个共面等机架角均分的布野方案前列腺癌采用5-7个射野颅内肿瘤可采用非共面布野射野方向选择IMRT射野的能量选择头颈部、胸部肿瘤的能量选择与CRT相同腹部肿瘤可考虑用低能代替高能评价治疗计划质量的指标子野数目和MU是评价实施效率的重要指标靶区剂量均匀度的要求可适当放松IMRT计划验证—位置验证模拟机下透视影像和TPSDRR比较CT扫描和定位CT比较加速器在线验证（2D,3D)IMRT计划验证—剂量验证模体替代法点剂量验证扇线剂量验证（doseprofile）2D等剂量线验证（胶片法）通量验证（胶片法，二维矩阵）活体验证

调强计划举例CRT和IMRT