六讲光子线外照射放疗的临床治疗计划

第六讲光子线外照射放疗的临床治疗计划术语及概念定义剂量规范普通放疗、二维放疗及三维放疗过程中的各个环节讲解基于计算机断层影像的模拟定位光子线射野的临床应用计划评估术语及概念定义

三维治疗计划需要定义的主要靶区体积：肿瘤区（grosstumorvolume,GTV）临床靶区（clinicaltargetvolume,CTV）内靶区（internaltargetvolume,ITV）计划靶区（planningtargetvolume,PTV）肿瘤区GTV肿瘤区是可以明显触诊或可以肉眼分辨/断定的恶性病变范围和位置。（ICRU第50号报告）GTV通常是以各种影像手段（计算机断层成像（computedtomographyCT），核磁共振成像（magneticresonanceimagingMRI），超声影像等）、诊断形式（病理学和组织学报告等）以及临床检查获得的综合信息为基础来确定。不同检查方法获得的GTV形状和大小不一样，肿瘤学医生必须清楚哪一种方法用来确定GTV。即使同一种检查方法，不同观察者勾画GTV轮廓差异也很大不同检查方法获得GTV形状大小不同8位放射肿瘤学医生(—),2位放射诊断学医生(…)和2位神经外科医生(—)在侧位片上勾画两位脑肿瘤患者GTV临床靶区CTVCTV是包括了可以断定的GTV和/或显微镜下可见的亚临床恶性病变的组织体积，是必须去除的病变。这个区域必须得到足够的治疗才能达到治愈或者缓解病情的目的。（ICRU第50号报告）CTV通常包括可能包含在显微镜下可见病灶的直接包围GTV的区域，以及其他考虑为高危的需要治疗的区域（如阳性淋巴结）内靶区ITVITV定义：包括CTV加上一个内边界范围。内边界的设定需要考虑CTV相对于病人的参考结构（通常取骨性解剖结构）的大小和位置变化；也就是由于呼吸、膀胱或者直肠的充盈器官运动引起的位置改变（ICRU第62号报告）计划靶区PTVPTV是一个几何概念，定义：为了合适地设置照射野，考虑到所有可能的几何变化引起的合成效果，保证CTV的实际吸收剂量达到处方剂量（ICRU第50号报告）计划靶区包括：ITV边界、附加的摆位不确定度边界、机器的容许误差范围和治疗中的变化。PTV受体位固定装置和激光灯等工具的精度影响，但不包括辐射野的剂量学特性的边界（如半影区和建成区）。计划靶体积

PlanningTargetVolume,PTVPTV是一个几何学的概念，它的定义确保CTV始终在治疗区内安全边缘内在边缘InternalMargin,IM摆位边缘Set-upMargin,SMIM是为了弥补放射治疗过程中生理上的运动，例如呼吸运动、吞咽运动、膀胱和结肠充盈状态、心跳以及小肠蠕动等SM是考虑放疗过程中患者体位和照射野的不确定性内边界InternalMargin,IMIM是为了弥补放射治疗过程中生理上的运动和CTV大小、形状及位置的变化，例如呼吸运动、吞咽运动、膀胱和结肠充盈状态、心跳以及小肠蠕动等。CTV加IM定义为内计划靶体积(ITV)CT测量下腹部厚度随呼吸运动变化的范围,移动最大距离4mm呼气(上图)和吸气(下图)对前后对穿野照射剂量分布的影响设定边界Set-upMargin,SMSM是考虑放疗过程中患者体位和照射野的不确定性。影响SM的因素患者体位的变化机器的不确定性，如机架、准直器、治疗床等误差剂量测量的不确定性从CT和模拟定位机到治疗床的摆位误差人为因素使用体位固定装置和影像验证系统、严格的质控、对技术员进行培训等可减小SM盆腔放射治疗摆位误差:模拟定位片上白线代表处方照射范围,红线代表一系列分割照射野的边界IM和SM简单相加作为CTV总体安全边缘会导致PTV过大，超过患者的耐受。两者平方和后开方[（IM2+SM2）2]的计算方法得到了同行的认可。IM和SM在各个方向上可能不同，因此PTV总体边缘在各方向上不同当PTV与危及器官重叠时，应认真考虑处方剂量和分割，在某些情况下可能要修改处方，如靶体积和/或剂量水平，寻求一种折中的办法，让患者尽可能地获得最大利益。如果这种作法导致局控率下降，应将根治目的改为姑息A:IM与SM直接相加,PTV过大,可能超过正常组织耐受性.B:S总2=IM2+SM2C:由于危及器官(如脊髓)的存在不得不减小安全边缘,但亚临床灶发生机率随距离的增加而减小,因此该方法尚可接受.危及器官OAROAR是值从治疗计划接受的剂量已接近其辐射敏感性的耐受剂量，并可能需要改变射野或剂量的设计。根据功能亚单位的概念将危及器官分为“串联型”、“并联型”和“串—并联型”串联型器官（如脊髓、神经、小肠等）中每个单元的功能完整性可直接影响整个器官的功能，串联型器官链上任何一个功能单元的破坏将影响整个器官的功能，它的放射并发症具有较小的体积效应并联型器官（如肺、肝、肾等）的功能单位则以并列的方式构成整个器官的功能，它具有较大的体积效应，只有足够多的功能单元同时受损才会造成整个器官功能的损害串—并联型器官结合了上述两种器官的特性，如心脏，其冠状动脉属串联型，而心肌属并联型a:串联型器官,如脊髓;b:并联型器官,如肺c:串-并联型器官,如心脏;d:串联和并联结合的器官,如肾单元治疗体积

TreatedVolume,TVTV是放疗医师定义的认为可达到治疗目的的剂量区域，通常定义为90%或95%等剂量面所包绕的区域为治疗体积。适形指数（ConformalIndex,CI）CI指PTV与TV的比值，反映TV的形状和大小与PTV的符合程度。定义CI的前提条件是TV应完全包绕PTV。CI是优选治疗计划的重要指标之一，理想的计划中TV与PTV完全一致，CI等于1。但目前放疗技术还不能达到这一点。照射体积（IrradiatedVolume,IV）IV指50%等剂量面包含的体积，它与正常组织的耐受性明显相关，反映了正常组织所受照射剂量的大小照射体积覆盖危及器官的范围是评价和优选计划的重要依据剂量规范

ICRU的剂量参考点选择标准：该点应该位于能够准确计算剂量的区域内（也就是不能在建成区和剂量梯度变化较大的区域）该点应该选在计划靶区PTV的中心部分建议以等中心点（或射野交叉点）作为ICRU的剂量参考点剂量规范

ICRU对特定射野组合的剂量参考点的专门建议：单野照射：位于靶区中心的射野中心轴上相同权重的两野平行对穿照射：位于射野中心轴上两野入射点的中间不同权重的两野平行对穿照射：位于射野中心轴上靶体积的中心处其他的多野交角照射：位于射野中心轴的交点处（前提是该点处剂量梯度很小）普通放疗、二维放疗及三维放疗过程中的各个环节讲解

完整的临床工作决定治疗方案模拟定位，获取解剖资料勾画体积轮廓选择射线配置，计算剂量分布比较、优化治疗计划选定治疗计划模拟机验证治疗机摆位治疗、验证随访结果分析记录文档基于计算机断层影像的模拟定位虚拟模拟：指仅依据CT的信息进行的病人的治疗模拟。虚拟模拟的前提条件是通过处理CT数据能够重建病人任意几何数据的合成射线图像。数字重建的射线影像DRRDRR是通过病人的CT数据追踪一束从虚拟源位置投射，穿过病人到达一个假设胶片平面的射线来产生。沿任意一条射线路径的衰减系数总和在X光射线胶片上会产生一个模拟光学密度（OD）数值。射野方向观（Beam’sEyeView，BEV）射野方向观视图BEV：是通过病人的射线束轴、射束限定范围和勾画的结构投影到相应的虚拟胶片平面上的投影。通常叠在DRR图像上，形成一个合成的模拟定位片。用于治疗计划的MRI单独的MRI不能用于模拟定位和计划设计原因如下：MRI扫描的物理尺寸和它的附件限制了病人体位固定设备的使用和治疗体位的选择骨信号的缺失使得MRI影像无法产生与射野验证片相比较的DRR图；MRI没有电子密度的信息，进行剂量计算时无法进行组织不均匀性的修正；MRI容易产生几何伪影和失真，这可能会影响剂量分布计算和治疗的准确性。图像融合光子线射野的临床应用等剂量线楔形滤过板组织等效物补偿滤过器人体曲面校正组织不均匀性修正多野组合照射及其临床应用等剂量线等剂量曲线可以通过TPS中的伪彩显示实际的剂量，通常的做法是在某一固定的点将剂量归一为100%。通常有两种归一方法：在射野中心轴上最大剂量深度处归一为100%；在等中心处归一。楔形滤过板物理楔形板一楔合成动态楔形板：在机器出束的过程中，一侧准直器逐渐关闭，产生一个与上述的楔形板的梯度剂量相同的强度梯度。组织等效物

补偿滤过器定义：是放置在皮肤表面用于修正病人不规则表面的组织等效材料，以便为射野正常入射提供一个平坦的表面。可以使用组织填充物和组织补偿器进行组织补偿组织填充物：组织填充物一般由组织替代材料制成，如米袋、石蜡等。放置时远离皮肤，可以保护射线的建成效应，如果要提高皮肤量，则必须放置在皮肤表面。组织补偿器：一般不用组织替代材料，而用金属如铜、铅等代替。最典型的代表为楔形滤过板。人体曲面校正

等剂量曲线平移法有效衰减系数法组织空气比法组织不均匀性修正

组织空气比法Barho指数法（电子密度法）等效组织空气比法等剂量线平移法多野组合照射及其临床应用使用单野照射技术的应用原则：靶区的剂量均匀度要合理（±5%）；靶区外的最大剂量要低。（＜110%）；没有危及器官超出剂量限制。单野照射技术通常用在姑息治疗或者是相对表浅的肿瘤治疗（深度小于5~10厘米，取决于射线能量）。治疗较深的肿瘤通常用多野照射技术。SSD和SAD照射技术的比较固定SSD照射技术：要求在每个射野方向上移动患者来保证患者的皮肤在正确的距离上。等中心照射技术SAD：要求将病人的靶区放在等中心处。治疗机的机架围绕患者旋转完成各个射野。平行对穿野照射技术平行对穿野照射技术解决了单个射野照射时的剂量梯度下降的问题。一侧照射野在深处的剂量下降可以由对侧射野的剂量升高来弥补。合成的剂量分布在射野中心轴上形成一个比较均匀的分布。两个对侧间隔较小（小于10cm）的情况下，低能射线比较合适，因为低能射线很快到最大剂量，然后在两个最大剂量之间的区域形成一个平坦的剂量分布。对于比较大的间隔（大于15cm），高能射线会取得更均匀的剂量分布，低能射线则会在最大剂量深度处形成明显的高剂量区（剂量热点＞30%）共面多野照射技术常见的射野设计：一对楔形野。这种方法对于较浅的肿瘤很有效（如上颌窦肿瘤和甲状腺肿瘤）四野箱形照射。通常使用在盆腔部位比较居中的肿瘤（如前列腺癌，膀胱癌和子宫肿瘤）四野照射中的两对对穿照射野之间的夹角不是90度时。会在射野相交的区域产生高剂量，为菱形。三野箱形照射。用来治疗表浅肿瘤（直肠肿瘤）三组对穿照射。产生一个更复杂的剂量分布。可以更好的保护周围的正常器官。旋转照射技术旋转照射技术可以在等中心处附近形成一个相对集中的高剂量区域。可以达到很好的适形度。射野边缘的剂量梯度变化没有固定射野技术的大。可以通过避开某些角度的方法使剂量远离某些区域。非共面多野照射技术由非标准的治疗床角度和不同机架角度所构成的空间照射，可以很好的避开危及器官。剂量分布更适形。但加大了技术员的工作量，而且容易打床。多用于头颈部肿瘤的计划设计。非共面拉弧照射技术。射野衔接技术要求在所定义的深度处射野的边缘之间较好地衔接起来（即在所需要的深度处每个射野50%的等剂量曲线相叠加。）计划评估计划评估包括治疗计划的射野验证和特定的治疗等剂量分布。——射野验证：（通常通过模拟机射野图像或者DRR）确保计划靶区PTV是射野照射的目标。——剂量分布：验证是确保剂量足够包括靶区并且周围的危及器官得到必要的保护。剂量评估等剂量曲线正交平面和等剂量面剂量分布统计微分DVH积分DVH等剂量曲线靶区内四周的等剂量分布与等中心处的等剂量相比较，如果这个比值在期望的范围内（95~100%），并且周围的危及器官在没有超量的情况下，计划可以接受。靶区内最高剂量小于+7%，低剂量大于-5%直角坐标系平面和等剂量平面3D计划系统可以评价冠状位，矢状位和水平位的等剂量曲线的分布。剂量统计体积内部最小的剂量体积内部最大的剂量体积内平均剂量不小于95%的体积接受的剂量不小于95%的处方剂量照射的体积剂量—体积直方图（Dose-VolumeHistograms,DVH）概念

用于描述靶区或组织器官的体积与受照射剂量之间的关系的曲线。剂量体积直方图的表达方法积分DVH(integralDVH)微分DVH(differentialDVH)绝对剂量与相对剂量

积分DVH(integralDVH)

描述靶区（或组织器官）总体积与照射剂量间的关系微分DVH(differentialDVH)

描述靶区（或组织器官）体积频率与某一照射剂量范围间的关系DVH