1、放射治療的計劃設(shè)計（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,計劃設(shè)計的基礎(chǔ)知識 ICRU靶區(qū)定義 CRT計劃設(shè)計 IMRT計劃設(shè)計 CRT和IMRT混合計劃設(shè)計,計劃設(shè)計定義,計劃設(shè)計是根據(jù)臨床要求，優(yōu)化確定一個治療方案的全過程, 是整個放射治療過程中的一個重要環(huán)節(jié)。,計劃設(shè)計過程,輸入患者圖像信息 計劃師 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) 計劃師 評價劑量分布 醫(yī)師 輸出治療計劃報告和電子文件 計劃師,任務(wù) 人員,計劃設(shè)計方式,正向 逆向,計劃歸一方法,歸一決定了處方劑量給定的點或者體積。 常用的歸一方法有點歸一和體積歸一。 點歸

2、一即為處方劑量給定的點 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 注意在動態(tài)調(diào)強治療（sliding windows）中，優(yōu)化完成 后，一定要先歸一再 計算葉片運動,矢狀面,橫斷面,計劃評價工具: 2D、3D劑量分布顯示,冠狀面,計劃評價工具: 劑量體積直方圖,劑量體積直方圖(Dose Volume Histogram, DVH)是描述一個解剖結(jié)構(gòu)中，照射劑量水平和照射體積之間的統(tǒng)計學(xué)關(guān)系的直方圖。,DVH的應(yīng)用,對靶區(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 對危及器官而言 如果一個計劃的D

3、VH曲線總是在另一個計劃的DVH曲線的左側(cè)，則前一個計劃優(yōu)于后一個計劃 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，不能說明劑量熱點或冷點的位置。,ICRU 62 的區(qū)域定義圖示,實體腫瘤(GTV),內(nèi)靶區(qū)(ITV),計劃靶區(qū)(PTV),治療區(qū),照射區(qū),臨床靶區(qū)(CTV),ICRU 69: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GTV GTV的確定受多種因素的影響 醫(yī)師知識和經(jīng)驗 影像模式 影像參數(shù)的設(shè)置,窗寬、窗位對GTV定義的影

4、響,Purdy, Seminars on Radiation Oncology, 14 (1): 27-40, 2004,CTV的確定,在確定GTV后，根據(jù)腫瘤的擴(kuò)散特點可以確定在GTV周圍的亞臨床灶和在遠(yuǎn)處可能侵犯的范圍 在確定CTV時只考慮靜態(tài)影像和腫瘤的生物學(xué)行為，不考慮器官運動、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(internal margin, IM)，補償在治療過程中因為運動引起的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 臟器運動 治療間的

5、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：2D vs. 3D,Purdy, Seminars on Radiation Oncology, 14 (1): 27-40, 2004,PTV與CTV之間的間距,一般經(jīng)驗 頭頸 各方向均為5 mm 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,計劃設(shè)計的基礎(chǔ)知識 ICRU靶區(qū)定義 CRT計劃設(shè)計 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?

6、 如何評價治療計劃的質(zhì)量? IMRT計劃設(shè)計 CRT和IMRT混合計劃設(shè)計,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)長軸方向布野 避開危及器官 拉大相鄰射野夾角 優(yōu)勢權(quán)重就近原則 合理應(yīng)用對穿野 注意可實施性 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=8 MV 胸部腫瘤由于肺的影響，擬采用低能而不是高能，RTOG建議4-12 MV 腹部腫瘤，擬采用高能，如15、 18 MV,如何選擇射野能量?,由于射野邊緣有半影,需加5-8 m

7、m間隙使擋塊或MLC自動適合靶區(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?,采用擋塊適形時，準(zhǔn)直器角度對射野與靶區(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 Med Phys,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,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, 90o,2,180o,3,230o,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

8、；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野對穿與2野垂直,1, 90o,2,180o,3,270o,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計劃實戰(zhàn),從三個方面評價治療計劃,治療計劃是否可以實施和實施效率 治療計劃是否滿足臨床的處方劑量要求 治療計劃是否已無改進(jìn)的余地,如何評價治療計劃的質(zhì)量?,概 要,計劃設(shè)計的基礎(chǔ)知識 ICRU靶區(qū)定義 CRT計劃設(shè)計 IMRT計劃設(shè)計 CRT和IMRT混合計劃,IMRT的臨床適應(yīng)癥,固定效果好，器官運動幅度較小的腫瘤 解剖結(jié)

9、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),M T G Urbano & C M Nutting. BJR 77:88-96,2004 BJR 77:177-82,2004,IMRT計劃設(shè)計,與CRT計劃設(shè)計比較，IMRT計劃設(shè)計的特點有： 需要定義劑量成形結(jié)構(gòu) (Dose shaping structure) 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 評價治療計劃質(zhì)量的指標(biāo)有所不同 計劃驗證的方法有

10、所不同,器官運動和IMRT治療實施的相互影響,兩種優(yōu)化方式,兩步法： 設(shè)定優(yōu)化目標(biāo) 射野強度分布 葉片運動序列 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/冷點,在孤立的劑量熱點或冷點定義小的結(jié)構(gòu)，給予適當(dāng)?shù)膭┝炕騽┝矿w積約束，可以消除這些熱點或冷點。,劑量成形結(jié)構(gòu),射野方向選擇,以采用奇數(shù)射野對稱分布為起點布置射野，不需要避開危及器官。 鼻咽癌采用7/9個共面等機(jī)架角均分的布野方案 前列腺癌采用5-7個射野 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,評價治療計劃質(zhì)量的指標(biāo),子野數(shù)目和MU是評價實施效率的重要指標(biāo) 靶區(qū)劑量均勻度的要求可適當(dāng)放松,IMRT 計劃驗證位置驗證,模擬機(jī)下透視影像和TPS DRR 比較 CT掃描和定位CT比較 加速器在線驗證（2D,3D),IMRT 計劃驗證劑量驗證,模體替代法 點劑量驗證 扇線劑量驗證（ dose profile ） 2D 等劑量線驗證（膠片法） 通量驗證（膠片法，二維矩陣） 活體驗證,調(diào)強計劃舉例,CRT和IM