放射物理第一部分

放射治療的計(jì)劃設(shè)計(jì)

（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(jì)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)ICRU靶區(qū)定義CRT計(jì)劃設(shè)計(jì)IMRT計(jì)劃設(shè)計(jì)CRT和IMRT混合計(jì)劃設(shè)計(jì)計(jì)劃設(shè)計(jì)定義計(jì)劃設(shè)計(jì)是根據(jù)臨床要求，優(yōu)化確定一個(gè)治療方案的全過程,是整個(gè)放射治療過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

計(jì)劃設(shè)計(jì)內(nèi)涵的擴(kuò)展劑量計(jì)算和劑量顯示優(yōu)化確定治療方案計(jì)劃設(shè)計(jì)過程輸入患者圖像信息計(jì)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(jì)劃師評(píng)價(jià)劑量分布醫(yī)師輸出治療計(jì)劃報(bào)告和電子文件 計(jì)劃師任務(wù) 人員計(jì)劃設(shè)計(jì)方式正向逆向計(jì)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(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)治療（slidingwindows）中，優(yōu)化完成后，一定要先歸一再計(jì)算葉片運(yùn)動(dòng)矢狀面橫斷面計(jì)劃評(píng)價(jià)工具:2D、3D劑量分布顯示冠狀面計(jì)劃評(píng)價(jià)工具:劑量體積直方圖劑量體積直方圖(DoseVolumeHistogram,DVH)是描述一個(gè)解剖結(jié)構(gòu)中，照射劑量水平和照射體積之間的統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)系的直方圖。DVH的應(yīng)用對(duì)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(duì)危及器官而言如果一個(gè)計(jì)劃的DVH曲線總是在另一個(gè)計(jì)劃的DVH曲線的左側(cè)，則前一個(gè)計(jì)劃優(yōu)于后一個(gè)計(jì)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(jì)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(shí)和經(jīng)驗(yàn)影像模式影像參數(shù)的設(shè)置窗寬、窗位對(duì)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(shí)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(dòng)、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(dòng)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(shí)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(dòng)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(jì)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)ICRU靶區(qū)定義CRT計(jì)劃設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)治療計(jì)劃的質(zhì)量?IMRT計(jì)劃設(shè)計(jì)CRT和IMRT混合計(jì)劃設(shè)計(jì)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(zhǎng)軸方向布野避開危及器官拉大相鄰射野夾角優(yōu)勢(shì)權(quán)重就近原則合理應(yīng)用對(duì)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(dòng)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(shí)，準(zhǔn)直器角度對(duì)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(duì)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(jì)劃實(shí)戰(zhàn)從三個(gè)方面評(píng)價(jià)治療計(jì)劃治療計(jì)劃是否可以實(shí)施和實(shí)施效率治療計(jì)劃是否滿足臨床的處方劑量要求治療計(jì)劃是否已無改進(jìn)的余地如何評(píng)價(jià)治療計(jì)劃的質(zhì)量?概要計(jì)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)ICRU靶區(qū)定義CRT計(jì)劃設(shè)計(jì)IMRT計(jì)劃設(shè)計(jì)CRT和IMRT混合計(jì)劃IMRT的臨床適應(yīng)癥固定效果好，器官運(yùn)動(dòng)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(jì)劃設(shè)計(jì)與CRT計(jì)劃設(shè)計(jì)比較，IMRT計(jì)劃設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)治療計(jì)劃質(zhì)量的指標(biāo)有所不同計(jì)劃驗(yàn)證的方法有所不同器官運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(duì)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(gè)共面等機(jī)架角均分的布野方案前列腺癌采用5-7個(gè)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(píng)價(jià)治療計(jì)劃質(zhì)量的指標(biāo)子野數(shù)目和MU是評(píng)價(jià)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(jì)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(jì)劃驗(yàn)證—?jiǎng)┝框?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(jì)劃舉例CRT和IMRT