放疗计划系统.doc

放疗计划系统(Radiation Therapy Treatment Planning System, TPS)曲桂红 PhD2006/10/21放疗计划系统(Radiation Therapy Treatment Planning System, TPS)1、 定义IEC 60601-2-48， Medical electrical equipment, Part 2: Particular requirement for the safety of radiation therapy treatment planning system.A RADIATION THERAPY TREATMENT PLANNING SYSTEM is a medical device that simulates a proposed RADIOTHERAPY treatment through a process of modeling both a source of radiation and a PATINT. It also often produces estimations of ABSORBED DOSE distribution in the PATIENT using a specific algorithm or algorithms.放疗计划系统是一种通过对放射源及患者建模过程来模拟一个推荐的放射治疗的设备。系统采用一个或几个专门的算法计算患者体内吸收剂量分布。放射治疗计划系统是放射治疗QA必不可少的工具。2、基本概念21 分类（1）按照维数(计算模型+显示)二维（2D）三维（3D）（2）按照治疗技术外照射（External Radiotherapy）内照射（Brachy Radiotherapy）（3）按治疗模式常规（Normal Radiotherapy）适形（Conformal Radiotherapy）调强（IMRT）3、系统组成31硬件系统（1）主机专用工作站（SSGI, HP, DEC, SUN, Apple）PC机笔记本电脑（IBM，DELL）（2）外围设备打印机（幅面：A4以上）扫描仪（透射，用于胶片扫描）备份系统（每个患者的图像大小约50M）磁带机刻录机磁盘阵列（3）UPS（15002000W）（4）网络适配器32软件系统（1）操作系统Microsoft DOSMicrosoft WINDOWSIRIXSolarisHP-UXDEC UNIXMAC（2）数据库Microsoft ACESSInfomaxOracleSQL（3）治疗计划系统软件Treatment Planning Systems Exchange FormatTreatment Modality Vendor System Version*3DCRT IMRT SeedBrachy HDRBrachy ProtonsCMSFocus/XiO 3.1 R ElektaRenderPlan 3D R PrecisePlan 2.01 D NomosCorvus R + NucletronHelax TMS R TheraPlan Plus R PLATO RTS 2.62 D PLATO BPS 14.2.6 D PhilipsPinnacle3 R AcqPlan 4.9 R Rosses MedicalStrata Suite CTPlan 4.0R RTekPIPER 2.1.2R VarianBrachyVision 6.5 (Build7.1.67) D Eclipse 7.1 D VariSeed 7.1 D STAR1000（北京大恒医疗设备有限公司）Venus (拓能, TOPSLANE）BJRTPS2001（北京医疗器械研究所）（4）其它应用软件4、系统功能4.1 图像获取CT(MRI、Ultrasound)4.2 轮廓编辑4.3 束流编辑4.4 BEVDRR4.5 图像处理4.5.1窗位/窗宽4.5.2对比度4.5.3放大/缩小4.5.4面积/长度测量4.5.5矢/冠状面显示4.6 三维显示4.6.1轮廓线4.6.2表面/实体4.6.3透明4.7 剂量计算4.8 QA4.9治疗机数据输入相关数据TMR（TPR）PDDOAR（OCR）WfOf(Scp, Sp)相关报告AAPM TG45 加速器应用AAPM TG53 TPS治疗保证AAPM TG67 光子数据库4.10打印输出4.11网络4.12计划评价4,12,1 DVH4.12.2计划对比4.13 图像融合4.14 DICOM接口DICOM RT1994年北美放射协会（Radiological Society of North America，RSNA）会议上，关于设备间放射治疗数据（内照射和外照射计划、剂量、图像等）传输的标准问题被明确提了出来，这个标准的重要性是显而易见的，但是采用DICOM标准并不能彻底解决这些问题。1994年RSNA会议的一个结果是成立了隶属NEMA的一个特别工作组（Working Group），就是后来的第7工作组（放射治疗对象，Radiotherapy Objects），这个小组的成员包括一些放射治疗设备制造商、学术机构，此外还涉及到了IEC的成员。在1997年，根据工作组11号补充报告，4个DICOM RT对象定义被批准，这4个DICOM RT对象是：RT结构集（RT Structure Set）、RT计划（RT Plan）、RT剂量（RT Dose）和RT图像（RT Image）。此外，在1999年，根据工作组29号补充报告，RT记录对象（Treatment Record objects）也得到确定。（1）RT结构集合对象（RT Sructure Set）。包括与患者解剖相关的信息，如组织结构、标识点、等中心等。这些实体在CT、物理的或虚拟的定位设备、治疗计划系统等设备上是保持一直的。RT结构集合对象（2）RT计划（RT Plan）。包括用于描述一个外部束流（external beam）和内照射（brachytherapy）治疗过程的几何和剂量数据，如束流角度、光阑开度、束流调强，以及关于内照射的通道和源的参数等。RT计划实体可以在定位工作站上生成，经过治疗计划系统进一步补充，然后才可以传到记录与验证系统或治疗设备。一个RT计划对象的实例（instance）通常借助RT结构集合对象实例对坐标系统和患者的组织结构进行定义。RT计划对象（3）RT图像（RT Image）。对锥形几何条件下生成的图像的定义，如采用常规模拟定位机、接口图像设备（electronic portal image device, EPID）。也可以是按照相同的锥形几何条件计算得到的图像，如数字化重建放射图像（digitally reconstructed radiographs，DRRs）。RT图像对象（4）RT剂量（RT Dose）。包括由治疗计划系统生成的一种或多种格式的剂量数据：三维剂量数据、等剂量曲线、DVH及剂量点等。RT剂量对象（5）RT记录。包括远距离治疗信息对象、近距离治疗信息对象和放射治疗综