治療計劃的設(shè)計與執(zhí)行

治療計劃的設(shè)計與執(zhí)行治療計劃的設(shè)計步驟體模階段計劃設(shè)計計劃確認計劃執(zhí)行1.體模階段1.體模階段包括：體位確定、體位固定、腫瘤定位體位的確定，需要考慮：布野要求患者的健康條件可重復(fù)性1.體模階段體位固定：確保照射過程中體位不變，以及擺位重復(fù)性高高分子低溫水解塑料熱壓成型技術(shù)將水解塑料投入75℃~80℃溫?zé)崴?，透明軟化后取出放在治療部位?分鐘后變硬成型。主要用于頭頸部體位的固定U形面膜頭肩膜體膜真空袋成型技術(shù)真空袋由一個閥門和一個裝入塑料或橡膠袋中的塑料微粒球組成，躺在真空袋上的患者得到所要求的體位后，抽真空，塑料微球彼此擠壓成型。常用于胸腹部為和兒童患者腫瘤定位靶區(qū)的相對范圍、靶區(qū)與周圍重要器官的關(guān)系、靶區(qū)與體位固定器的關(guān)系。體位參考標(biāo)記選擇原則：參考標(biāo)記點可以是某一解剖位置，變化小，能顯像，射野內(nèi)（皮膚標(biāo)記、內(nèi)標(biāo)記）；對皮下脂肪層較薄的部位，體位固定器與身體形成的剛性較好，標(biāo)記點可設(shè)在固定器上；對皮下脂肪層較厚的部位，務(wù)必選好體罩固定方法標(biāo)記點距離靶中心越近越好治療計劃的設(shè)計治療計劃的設(shè)計確定一個治療方案的的量化的過程，包括：CT/MRI/DSA等圖像的輸入及處理；醫(yī)生對治療方案包括靶區(qū)劑量及其分布、重要器官及其限量、劑量給定方式等的要求及實現(xiàn)；計劃確認及計劃執(zhí)行中精度的檢查和誤差分析等。計劃設(shè)計是一個對整個治療過程不斷進行量化和優(yōu)化的過程治療計劃的設(shè)計設(shè)計原則（臨床劑量學(xué)四原則）腫瘤劑量要求準確治療的腫瘤區(qū)域內(nèi)，劑量分布要均勻照射野設(shè)計應(yīng)盡量提高治療區(qū)域內(nèi)劑量，降低照射區(qū)正常組織受量范圍保護腫瘤周圍重要器官治療部位解剖結(jié)構(gòu)的三維描述帶立體定位框架標(biāo)記的MRI/CT等影像射野在三維空間位置的描述、顯示三維劑量計算體外照射劑量計算影響因子三維劑量分布及其評估工具患者治療部位解剖數(shù)據(jù)的獲得與輸入CT/MRI/PET等圖像的登記目的通過標(biāo)記點建立患者的坐標(biāo)系；在該坐標(biāo)系下重建出治療部位的三維解剖結(jié)構(gòu)，確定靶區(qū)與周圍重要組織和器官的關(guān)系；利用已建立的坐標(biāo)系，將不同來源的圖像進行融合、疊加和比較；融合：首先實現(xiàn)圖像A到圖像B間的坐標(biāo)變換，然后按坐標(biāo)變換格式進行圖像相應(yīng)解剖點或組織結(jié)構(gòu)間的轉(zhuǎn)換等劑量分布在不同圖像中的相互映射CT與MRI圖像融合CT圖像MRI圖像融合后CT圖像輪廓線平行直接疊放輪廓線三角連線式連接患者解剖數(shù)據(jù)的表達為了計算劑量體積直方圖患者解剖數(shù)據(jù)的表達為了劑量計算CT圖像中，患者數(shù)據(jù)表示成CT值表達的像素（或體素）單元矩陣，轉(zhuǎn)換成以相對電子密度表示成的像素（或體素）單元矩陣計劃設(shè)計中所使用的工具射野設(shè)計工具計劃評估工具計劃設(shè)計中所使用的工具射野設(shè)計：確定射野方向、形狀——經(jīng)驗、逆向設(shè)計軟件射野方向觀（BEV）:設(shè)想醫(yī)生或計劃設(shè)計者站在放射源的位置，沿射野中心軸方向觀看射野與患者治療部位之間的相互關(guān)系計算射野在體內(nèi)的劑量分布——軟件計劃設(shè)計中所使用的工具劑量分布顯示等劑量分布興趣點（PointofInterests,POI）：靶區(qū)內(nèi)或重要器官內(nèi)特定點的絕對劑量截面劑量分布（doseprofile）：劑量顯示平面（橫斷面、冠狀面、矢狀面）內(nèi)沿某一平行主軸方向上駐點劑量的變化（crossline、inline）彩色等劑量面、任意斜切面內(nèi)截面劑量分布、多層面聯(lián)合劑量分布顯示等計劃設(shè)計中所使用的工具計劃評估工具劑量體積直方圖（DoseVolumeHistogram，DVH）計算和表示出在某一感興趣的區(qū)域內(nèi)多少體積接受多高劑量水平的照射

劑量體積直方圖基本形式：某一劑量區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的體積單元數(shù)（頻率）積分DVH圖（直接DVH）：位于某一劑量水平以上的矩陣單元數(shù)或體積的相對數(shù)評估不同器官間的劑量分布微分DVH圖：縱坐標(biāo)為單位劑量頻率評估同一器官內(nèi)受照體積與劑量間的相對關(guān)系理想的DVH圖靶區(qū)OAROAR的DVH圖靶區(qū)內(nèi)DVH相同OAR內(nèi)DVH相同并型組織or串型組織？DVH圖應(yīng)與下列工具結(jié)合評估相應(yīng)計劃的等劑量分布圖腫瘤控制概率（TumourControlProbability,TCP）正常組織合并癥概率（NormalTissueComplicationProbability,NTCP）物理和劑量學(xué)數(shù)據(jù)的獲得與輸入射野及機械運動有關(guān)的幾何數(shù)據(jù)機架、準直器、治療床等運動范圍及方向、放射源幾何直徑、SAD、SSD、楔形板規(guī)格及方向、楔形野大小等表述治療機的物理特征的參數(shù)射線束及射野劑量學(xué)數(shù)據(jù)直接測量的劑量學(xué)數(shù)據(jù)：如PDD、OAR、Sc、Sp等由a)類數(shù)據(jù)推導(dǎo)出的劑量學(xué)數(shù)據(jù)：如TAR、TMR、SAR等劑量計算模型所需要的一些參量和系數(shù)Nomos計劃系統(tǒng)——計劃選擇窗口PatientnamePatientIDPhysiciannameImagedPlanstatusLastchangedNomos計劃系統(tǒng)——圖像顯示Nomos計劃系統(tǒng)——圖像顯示Nomos計劃系統(tǒng)——圖像融合Nomos計劃系統(tǒng)——靶區(qū)及危及器官的勾畫Nomos計劃系統(tǒng)——解剖結(jié)構(gòu)顯示設(shè)置Nomos計劃系統(tǒng)3D顯示Nomos計劃系統(tǒng)——處方劑量Nomos計劃系統(tǒng)——設(shè)置照射

床角、機架角、MLC等Nomos計劃系統(tǒng)——結(jié)果顯示Nomos計劃系統(tǒng)

——DVH治療計劃確認治療計劃確認劑量分布是否滿意機器和患者要求是否滿足模擬定位機組成：X射線發(fā)生器；定位床；旋轉(zhuǎn)的C形臂機架；遠程控制臺；影像增強器或平板探測器；其他輔助的設(shè)備（激光等中心定位器、視頻顯示器部件等）

模擬定位機基本功能靶區(qū)及重要器官的定位確定靶區(qū)（或危及器官）的運動范圍勾畫射野和定位、擺位參考標(biāo)記治療方案的確認（治療前模擬）拍攝射野定位片或證實片檢查射野擋塊的形狀及位置設(shè)計前的定位設(shè)計后模擬與驗證

模擬定位機能夠精確的給出射野方向觀視的優(yōu)質(zhì)的X射線影像，可用作射野設(shè)計的定位影像，也可用作模擬驗證影像。用作定位影像時，X射線平片無法提供患者解剖結(jié)構(gòu)的三維信息，故不能用于三維治療計劃的設(shè)計，必須借助CT斷層的功能。模擬定位機CT模擬(CTsimulator)CT模擬機與虛擬模擬構(gòu)成的整個過程稱之為CT模擬

CT模擬機：CT掃描機+激光射野模擬器CT模擬(CTsimulator)虛擬模擬：利用體位固定器和DRR進行射野模擬與驗證的過程數(shù)字重建的射線影像(digitallyreconstructedradiograph,DRR)：利用治療部位的CT圖像用數(shù)學(xué)方法重建出來圖像。DRR圖像的重建將虛線源射線分成好多條扇形線；每條扇形線所通過的CT體素單元的交點，經(jīng)過插值后獲得它的CT值；將每條扇形線上通過的CT片上的交點的CT值轉(zhuǎn)換成電子密度值并累加，求每條扇形線通過患者體厚后相應(yīng)的有效射線長；將射線長按灰度分級并顯示，形成DRR圖像忽略了散射線的影響在CT掃描所使用的kV條件下，主要受光電效應(yīng)和康普頓散射的影響。因此在計算每條扇形線上Rz值之前，可以對待定的組織的相對電子密度進行加權(quán)處理，以提高DRR圖像的對比度。此時每條扇形線上CT體素單元對應(yīng)的射線厚度之和為：CT模擬機中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院螺旋CT模擬機4DCT模擬機-BrillianceCTBigBore85厘米的孔徑60厘米的真實掃描視野采用CT操作臺上模擬定位軟件TumourLOC，實現(xiàn)實時定位，無須外加標(biāo)志點提供擁有全部的呼吸門控技術(shù)及原廠的呼吸門控設(shè)備－Bellows提供具有4D功能的治療計劃系統(tǒng)。

治療計劃的執(zhí)行治療計劃的執(zhí)行內(nèi)容治療機物理、幾何參數(shù)的設(shè)置治療擺位治療體位的固定治療計劃的執(zhí)行

執(zhí)行過程中，需不斷對治療計劃進行檢查和修改：治療過程中，腫瘤的范圍不斷縮小和變化；體內(nèi)實際接受的治療劑量=治療計劃劑量？？點劑量驗證空腔電離室、半導(dǎo)體劑量儀和熱釋光劑量儀二維劑量驗證膠片劑量儀、電子射野影像系統(tǒng)（EPID）電子射野影像系統(tǒng)

(electronicportalimagingdevice,EPID)

電子射野影像系統(tǒng)由射線探測和射線信號的計算機處理兩部分組成。依據(jù)射線探測方法的不同，分為：熒光系統(tǒng)液體電離室固體探測器系統(tǒng)熒光系統(tǒng)(videobasedsystem)由一個覆蓋金屬板的熒光屏、45°角傾斜的反射鏡、透鏡和攝像機組成。優(yōu)點：熒光屏大（FOV大）熒光屏越厚，空間分辨率越高成像速度快（30幀/秒）缺點：系統(tǒng)體積大、光子收集效率低（0.1%~0.01%）。掃描液體電離室

(scanningliquidionizationchamber,SLIC)掃描液體電離室優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、輕便各個探測單元位置固定、均勻分布，不會使圖像發(fā)生幾何失真缺點：射線利用率低；固體探測器系統(tǒng)非晶硅——間接方式（AmorphousSilicon）非晶硒——直接方式（AmorphousSelenium）非晶硅影像陣列探測器非晶硒影像陣列探測器固體探測器系統(tǒng)優(yōu)點：大面積、高分辨率的影像系統(tǒng)缺點：射線利用率低；EPID臨床應(yīng)用位置驗證和劑量驗證（一）位置驗證幾何位置不準確的影響因素：患者擺位誤差患者移動照射野設(shè)置不正確用于擺位的患者體表標(biāo)記有位移治療機的機械誤差位置驗證在線(on-line)驗證——定性評估利用EPID系統(tǒng)所提供的軟件工具，比較照射野圖像和參考圖像（模擬機下拍攝的定位片或DRR圖像）位置驗證離線(off-line)驗證——定量分析利用EPID系統(tǒng)提供的圖像配準算法，確定出誤差數(shù)值，為下一次治療擺位校正提供依據(jù)劑量驗證劑量驗證是確認患者實際受到的照射劑量是否等于計劃給予劑量的過程治療前—檢驗參與執(zhí)行放療的硬件軟件是否準確應(yīng)用模體or不用模體治