治疗计划的设计与执行

治疗计划的设计与执行治疗计划的设计步骤体模阶段计划设计计划确认计划执行1.体模阶段1.体模阶段包括：体位确定、体位固定、肿瘤定位体位的确定，需要考虑：布野要求患者的健康条件可重复性1.体模阶段体位固定：确保照射过程中体位不变，以及摆位重复性高高分子低温水解塑料热压成型技术将水解塑料投入75℃~80℃温热水中，透明软化后取出放在治疗部位，5分钟后变硬成型。主要用于头颈部体位的固定U形面膜头肩膜体膜真空袋成型技术真空袋由一个阀门和一个装入塑料或橡胶袋中的塑料微粒球组成，躺在真空袋上的患者得到所要求的体位后，抽真空，塑料微球彼此挤压成型。常用于胸腹部为和儿童患者肿瘤定位靶区的相对范围、靶区与周围重要器官的关系、靶区与体位固定器的关系。体位参考标记选择原则：参考标记点可以是某一解剖位置，变化小，能显像，射野内（皮肤标记、内标记）；对皮下脂肪层较薄的部位，体位固定器与身体形成的刚性较好，标记点可设在固定器上；对皮下脂肪层较厚的部位，务必选好体罩固定方法标记点距离靶中心越近越好治疗计划的设计治疗计划的设计确定一个治疗方案的的量化的过程，包括：CT/MRI/DSA等图像的输入及处理；医生对治疗方案包括靶区剂量及其分布、重要器官及其限量、剂量给定方式等的要求及实现；计划确认及计划执行中精度的检查和误差分析等。计划设计是一个对整个治疗过程不断进行量化和优化的过程治疗计划的设计设计原则（临床剂量学四原则）肿瘤剂量要求准确治疗的肿瘤区域内，剂量分布要均匀照射野设计应尽量提高治疗区域内剂量，降低照射区正常组织受量范围保护肿瘤周围重要器官治疗部位解剖结构的三维描述带立体定位框架标记的MRI/CT等影像射野在三维空间位置的描述、显示三维剂量计算体外照射剂量计算影响因子三维剂量分布及其评估工具患者治疗部位解剖数据的获得与输入CT/MRI/PET等图像的登记目的通过标记点建立患者的坐标系；在该坐标系下重建出治疗部位的三维解剖结构，确定靶区与周围重要组织和器官的关系；利用已建立的坐标系，将不同来源的图像进行融合、叠加和比较；融合：首先实现图像A到图像B间的坐标变换，然后按坐标变换格式进行图像相应解剖点或组织结构间的转换等剂量分布在不同图像中的相互映射CT与MRI图像融合CT图像MRI图像融合后CT图像轮廓线平行直接叠放轮廓线三角连线式连接患者解剖数据的表达为了计算剂量体积直方图患者解剖数据的表达为了剂量计算CT图像中，患者数据表示成CT值表达的像素（或体素）单元矩阵，转换成以相对电子密度表示成的像素（或体素）单元矩阵计划设计中所使用的工具射野设计工具计划评估工具计划设计中所使用的工具射野设计：确定射野方向、形状——经验、逆向设计软件射野方向观（BEV）:设想医生或计划设计者站在放射源的位置，沿射野中心轴方向观看射野与患者治疗部位之间的相互关系计算射野在体内的剂量分布——软件计划设计中所使用的工具剂量分布显示等剂量分布兴趣点（PointofInterests,POI）：靶区内或重要器官内特定点的绝对剂量截面剂量分布（doseprofile）：剂量显示平面（横断面、冠状面、矢状面）内沿某一平行主轴方向上驻点剂量的变化（crossline、inline）彩色等剂量面、任意斜切面内截面剂量分布、多层面联合剂量分布显示等计划设计中所使用的工具计划评估工具剂量体积直方图（DoseVolumeHistogram，DVH）计算和表示出在某一感兴趣的区域内多少体积接受多高剂量水平的照射

剂量体积直方图基本形式：某一剂量区间内出现的体积单元数（频率）积分DVH图（直接DVH）：位于某一剂量水平以上的矩阵单元数或体积的相对数评估不同器官间的剂量分布微分DVH图：纵坐标为单位剂量频率评估同一器官内受照体积与剂量间的相对关系理想的DVH图靶区OAROAR的DVH图靶区内DVH相同OAR内DVH相同并型组织or串型组织？DVH图应与下列工具结合评估相应计划的等剂量分布图肿瘤控制概率（TumourControlProbability,TCP）正常组织合并症概率（NormalTissueComplicationProbability,NTCP）物理和剂量学数据的获得与输入射野及机械运动有关的几何数据机架、准直器、治疗床等运动范围及方向、放射源几何直径、SAD、SSD、楔形板规格及方向、楔形野大小等表述治疗机的物理特征的参数射线束及射野剂量学数据直接测量的剂量学数据：如PDD、OAR、Sc、Sp等由a)类数据推导出的剂量学数据：如TAR、TMR、SAR等剂量计算模型所需要的一些参量和系数Nomos计划系统——计划选择窗口PatientnamePatientIDPhysiciannameImagedPlanstatusLastchangedNomos计划系统——图像显示Nomos计划系统——图像显示Nomos计划系统——图像融合Nomos计划系统——靶区及危及器官的勾画Nomos计划系统——解剖结构显示设置Nomos计划系统3D显示Nomos计划系统——处方剂量Nomos计划系统——设置照射

床角、机架角、MLC等Nomos计划系统——结果显示Nomos计划系统

——DVH治疗计划确认治疗计划确认剂量分布是否满意机器和患者要求是否满足模拟定位机组成：X射线发生器；定位床；旋转的C形臂机架；远程控制台；影像增强器或平板探测器；其他辅助的设备（激光等中心定位器、视频显示器部件等）

模拟定位机基本功能靶区及重要器官的定位确定靶区（或危及器官）的运动范围勾画射野和定位、摆位参考标记治疗方案的确认（治疗前模拟）拍摄射野定位片或证实片检查射野挡块的形状及位置设计前的定位设计后模拟与验证

模拟定位机能够精确的给出射野方向观视的优质的X射线影像，可用作射野设计的定位影像，也可用作模拟验证影像。用作定位影像时，X射线平片无法提供患者解剖结构的三维信息，故不能用于三维治疗计划的设计，必须借助CT断层的功能。模拟定位机CT模拟(CTsimulator)CT模拟机与虚拟模拟构成的整个过程称之为CT模拟

CT模拟机：CT扫描机+激光射野模拟器CT模拟(CTsimulator)虚拟模拟：利用体位固定器和DRR进行射野模拟与验证的过程数字重建的射线影像(digitallyreconstructedradiograph,DRR)：利用治疗部位的CT图像用数学方法重建出来图像。DRR图像的重建将虚线源射线分成好多条扇形线；每条扇形线所通过的CT体素单元的交点，经过插值后获得它的CT值；将每条扇形线上通过的CT片上的交点的CT值转换成电子密度值并累加，求每条扇形线通过患者体厚后相应的有效射线长；将射线长按灰度分级并显示，形成DRR图像忽略了散射线的影响在CT扫描所使用的kV条件下，主要受光电效应和康普顿散射的影响。因此在计算每条扇形线上Rz值之前，可以对待定的组织的相对电子密度进行加权处理，以提高DRR图像的对比度。此时每条扇形线上CT体素单元对应的射线厚度之和为：CT模拟机中国医学科学院肿瘤医院螺旋CT模拟机4DCT模拟机-BrillianceCTBigBore85厘米的孔径60厘米的真实扫描视野采用CT操作台上模拟定位软件TumourLOC，实现实时定位，无须外加标志点提供拥有全部的呼吸门控技术及原厂的呼吸门控设备－Bellows提供具有4D功能的治疗计划系统。

治疗计划的执行治疗计划的执行内容治疗机物理、几何参数的设置治疗摆位治疗体位的固定治疗计划的执行

执行过程中，需不断对治疗计划进行检查和修改：治疗过程中，肿瘤的范围不断缩小和变化；体内实际接受的治疗剂量=治疗计划剂量？？点剂量验证空腔电离室、半导体剂量仪和热释光剂量仪二维剂量验证胶片剂量仪、电子射野影像系统（EPID）电子射野影像系统

(electronicportalimagingdevice,EPID)

电子射野影像系统由射线探测和射线信号的计算机处理两部分组成。依据射线探测方法的不同，分为：荧光系统液体电离室固体探测器系统荧光系统(videobasedsystem)由一个覆盖金属板的荧光屏、45°角倾斜的反射镜、透镜和摄像机组成。优点：荧光屏大（FOV大）荧光屏越厚，空间分辨率越高成像速度快（30帧/秒）缺点：系统体积大、光子收集效率低（0.1%~0.01%）。扫描液体电离室

(scanningliquidionizationchamber,SLIC)扫描液体电离室优点：结构紧凑、轻便各个探测单元位置固定、均匀分布，不会使图像发生几何失真缺点：射线利用率低；固体探测器系统非晶硅——间接方式（AmorphousSilicon）非晶硒——直接方式（AmorphousSelenium）非晶硅影像阵列探测器非晶硒影像阵列探测器固体探测器系统优点：大面积、高分辨率的影像系统缺点：射线利用率低；EPID临床应用位置验证和剂量验证（一）位置验证几何位置不准确的影响因素：患者摆位误差患者移动照射野设置不正确用于摆位的患者体表标记有位移治疗机的机械误差位置验证在线(on-line)验证——定性评估利用EPID系统所提供的软件工具，比较照射野图像和参考图像（模拟机下拍摄的定位片或DRR图像）位置验证离线(off-line)验证——定量分析利用EPID系统提供的图像配准算法，确定出误差数值，为下一次治疗摆位校正提供依据剂量验证剂量验证是确认患者实际受到的照射剂量是否等于计划给予剂量的过程治疗前—检验参与执行放疗的硬件软件是否准确应用模体or不用模体治