调强放疗治疗计划设计

放射治疗计划设计,邱嵘,治疗计划设计和执行,体位选择和摆位、固位治疗计划设计治疗计划确认治疗计划执行,体位选择,布野要求易于重复的体位 舒适 重复性好,摆位、固位,摆位目的：从模拟定位到计划设计、计划确认和每个分次治疗时患者体位能重复复位-重复患者模拟定位时的体位固位-保证重复的体位在治疗实施时不动,头颈部放疗体位,胸腹部治疗体位,腹卧位,仰卧位,全中枢神经系统照射体位,乳腺治疗体位,固位技术,目的：保证在照射过程中体位保持不变方法：高分子低温水解塑料热压成型技术 真空袋成型技术,使用摆位辅助装置的目的,提高治疗准确度减少摆位时间保持治疗中治疗体位使患者舒适,常用固位装置,高分子低温水解塑料体模 7580温水 保证垂直、前后位置固定,常用固位装置,真空袋 胸腹部、儿童固位 保持2个月,常用固位装置,立体定向放疗固位,侵入式固定,非侵入式固定,选择摆位装置需考虑的因素,准确性兼容性耐用性便易性对射线的影响费用,头颈部摆位装置,胸腹部摆位装置,全中枢神经系统照射摆位,体位参考标记,内标记 体内某一解剖位置 预埋金点 移位误差较小外标记 皮肤标记，选择在位移较小部位设置目的 估计相对位移 患者坐标系和治疗机坐标系联系,体位参考标记,辅助摆位系统,激光摆位系统 用三个方向的窄束激光组 成一个3D直角坐标系,激光灯位置对摆位的影响,红外线摆位系统,模拟定位,模拟定位过程 模拟放射治疗 采集患者治疗部位影像 确定照射野在体表的对应位置并标记 包括：常规模拟定位 CT模拟定位,常规模拟机,常规模拟机功能,提供影像信息 （定位、运动范围）确定治疗方案勾画射野和定位、摆位参考标记验证治疗方案,鼻咽癌模拟定位,CT模拟机,CT模拟机的功能,CT断层扫描由断层图像重建三维图像（3D假体）在3D图像上实现肿瘤定位和射野模拟,CT模拟的过程,DRR（数字重建X光片）,DRR图像与XR图像比较,DRR空间分辨率较低DRR可以在任意角度观察组织、器官，可以得到常规模拟机难以拍摄的照片DRR上易于附加射野轮廓和等中心位置,治疗计划设计,定义: 根据临床要求,优化确定一个治 疗方案的过程,是放疗过程中的一个重要环节,临床剂量学原则,肿瘤剂量要求准确提高治疗区域内剂量，降低照射区内正常组织受照范围治疗区域内剂量均匀,射野能量选择,根据体厚： 源皮距 75%剂量深度6MV 100 8.0-10.5 10MV 100 9.5-12.018MV 100 11.5-13.0,头颈部肿瘤，能量选择=8 MV胸部肿瘤由于肺的影响，采用低能而不是高能，RTOG建议4-12 MV腹部肿瘤，可采用高能，如15、 18 MV,射野能量选择,射线束的改造（beam modifer） 不规则挡铅（多叶光栏） 等效组织填充物 补偿器和楔形板,射线束的改造 挡铅block 多叶光栏准直器MLC,MLC 射野 X线挡铅射野,等效组织填充物 （Bolus）,作用：外轮廓修正；将建成深度提前以提高表面剂量。,补偿板（Compensator）,缺额组织补偿板：(Missing Tissue ompensator)作用：外轮廓补偿。位置：加速器附件托架上。材料：铅箔、铅粒、低熔点铅、黄铜、石蜡等。,剂量补偿板和线束调强滤过板,射线束的改造 楔形板（wedge filter）： 组织补偿器，改变平野的剂量分布，使射野的输出剂量率减少。,楔形板的临床应用,两楔形野交角照射： = 90 一/2组织补偿多野照射时的剂量修正,治疗计划系统(TPS),功能模块：图像处理：输入和处理患者图像射野布置：设定射野相对于患者的位置 分布计算剂量计划评价：二维剂量分布、直方图,虚拟模拟工具,射野方向观（BEV）-设想站在放射源位置，沿射野中心轴方向观察射野与治疗部位之间的相对位置治疗室方向观（REV）-设想站在治疗室的某个位置，观察射野与治疗部位之间位置关系,BEV 和 REV,定位点和复位点,计划评价工具-DVH,定义：剂量体积直方图，用以描述一个解剖结构中照射剂量水平和照射体积之间的统计学关系分类：积分直方图 微分直方图,DVH的应用,对靶区：曲线陡表示靶区剂量分布均匀 曲线靠右表示靶区受照剂量高 对危及器官：曲线靠左的计划较优,剂量分布平面,射野方向选择,从入射面到靶区中心距离短避开危及器官相邻射野夹角大射野边平行于靶区最长边,1,2,1,2,1,2,射野方向设计实例,谢谢大家!,调强放疗（IMRT）,三维适形放疗的特例，用计算机辅助的优化程序来逆向计算强度分布，以便达到某种特殊的临床目的，这种技术叫IMRT,IMRT适用“征”,靶体积形状不规则，靠近需保护重要器官 靶区的形状有部分是内凹的，包围重要器官 提高的放疗剂量，比常规大 同步加量，相同分割次数，不同处方剂量,经典适形放疗与调强适形放疗,Beam Profile # 1,3野适形,3野调强,调强剂量分布可以与靶区更适形，更能保护危及器官,3DCRT与IMRT,IMRT,照射野形状与靶区轮廓适形照射野内强度较均匀,3DCRT,射野形状与靶区轮廓不适形剂量分布适形,调强的基本原理,把一个照射野分成多个细小的子野对这些线束给以不同的权重，使射野内产生优化的不均匀的强度分布，以达到通过危及器官的线束注量减少，而靶区其它部分的线束注量增大。,IMRT的优点,高度适形，靶区边缘剂量迅速下降由于减少了正常组织所受照射，从而使提高靶区剂量成为可能可同时治疗靶区要求的不同分割剂量,与IMRT相关的风险,治疗的复杂性可能影响精度高适形度的放疗，边界误差带来 的风险（病灶丢失）,CT 和 MR 影像传输,描绘轮廓,确定射野,剂量计算,计划评估,手动优化,描绘轮廓,确定射野,输入临床参数,剂量计算,手动优化,手动优化,计划评估,CT 和 MR 影像传输,正向计划,逆向计划,3D-CRT 与 IMRT 计划的比较,3D-CRT（正向计划）主要取决于肿瘤与邻近 敏感结构之间的几何关系。IMRT（逆向计划）对射野方向的依赖较少而更依赖于肿瘤靶区和敏感结构体积的具体要求 ，以及它们的剂量限制。,目标函数,对于逆向计划的IMRT，临床目标是以目标函数的形式进行数学表达的。目标函数的值是治疗计划品质因数的假定指数。优化的目标就是使得分最小（或者最大，这取决于如何选择目标函数）。,以剂量体积为基础的目标函数的局限性,体积,体积,剂量,剂量,体积,体积,IMRT实施步骤,3DCRT和IMRT的概念和步骤都有显著差别，然而它们也有许多相近的地方。典型的IMRT步骤如下：,治疗设计优化阶段,产生叶片顺序,剂量验证和执行计划,准备阶段,准备阶段,布置照射野,决定分次方案,确定计划目标,勾画兴趣区,影像获取,设置照射野,照射野的设置可能会对优化的IMRT计划质量有很大影响，但是也可以认为由于优化的强度调整有力地控制着剂量分布，所以对IMRT来说，射束角度的细调不像对常规放疗和3DCRT那样重要。,设置照射野（续）,另一个问题是，多少照射野最佳？原则上说，射野数量越多就能够提供越多的可调节的参数，因此