放射治疗技术95课件

放射治疗技术

第六章放射治疗计划设计与实施一、治疗计划的设计与要求治疗计划设计的过程应是一个对整个治疗过程不断进行量化和优化的过程。包括CT、MRI、PET等图像的输入及处理；医生对治疗方案包括靶区的剂量及分布、重要器官及其限量、剂量给定方式的要求及实现；治疗计划的确认及计划执行中精度的检查和误差分析等。计划设计的目的是得到最好的靶区剂量分布，同时又最大限度地保护好正常组织。首先根据患者肿瘤的部位、深度及各种射线的特性，放射治疗需选择相应的放射源。一、治疗计划的设计与要求放射源的选择γ射线治疗60Co源产生的γ射线平均能量为1.25MeV，最大能量吸收发生在皮肤下0.5cm深度处。γ刀的放射源体积小，放射源的直径只有2.6mm，最小的野只有4mm，适合治疗3cm以下的病变。

192Ir源普遍用于高剂量率短距离放射治疗的后装治疗；137Cs源为低剂量率短距离放射治疗的后装治疗。一、治疗计划的设计与要求放射源的选择电子线治疗

对于浅表或偏心位置的肿瘤和淋巴结转移病灶的治疗，首选高能电子线照射。目前使用的电子线能量有4MeV、6MeV、9MeV、12MeV、15MeV、18MeV。X射线治疗深部X射线（180-400kV）、高能X射线（2-50MV）。深部X射线仅用于某些特殊部位的治疗以及作为电子束的代用治疗。高能X射线以6MV、10MV或15MV为主。一、治疗计划的设计与要求放射源的选择质子重离子治疗质子束的特点是进入人体内以后可形成尖锐的Bragg峰。用于那些不适合用光子治疗的解剖部位和肿瘤。照射野和照射技术的选择三维适形放射治疗（3DCRT）3DCRT是指在三维空间方向上，照射野的形状与靶区的形状始终保持一致。其剂量分布有以下特点：高剂量区形状与病变（靶区）形状一致；靶区外的剂量迅速下降；靶区内的剂量分布均匀。一、治疗计划的设计与要求照射野和照射技术的选择三维适形放射治疗（3DCRT）具体的照射野设计原则：1、尽量从皮瘤距短的方向设置照射野；2、照射野之间的夹角尽可能大（以90°左右为最佳），可以减少照射野之间的重复区域，有利于减小靶区以外的高剂量区域；3、避免或尽可能少地通过关键器官设置照射野；4、选择合适的角度使照射野的面积尽可能小；5、设计照射野，尤其是非共面照射野时，考虑放疗设备的可行性。一、治疗计划的设计与要求照射野和照射技术的选择三维适形放射治疗（3DCRT）根据病变深度、范围和其周围正常组织的关系，决定选用照射野的个数。肿瘤靠近体表且较小时宜选择单野照射；对身体中线部位的病变，一般采用二野对穿照射；对身体中心部位的病变，如食管癌采用三野或多野照射；对偏位肿瘤（如上颌窦癌）可采用楔形板照射；对特殊肿瘤（霍奇金淋巴瘤）可用斗篷野或倒Y野照射。一、治疗计划的设计与要求照射野和照射技术的选择调强放射治疗（IMRT）设野IMRT是通过对每一个照射野内诸点的输出剂量率按照要求的方式进行调整，使得在照射野方向上，照射野的形状与靶区的形状一致；靶区组织内及表面的照射剂量处处相等。

调强放疗过程是一个逆向设计的过程，是由预期的治疗结果来决定应使用的治疗方案。设计过程是不断寻找最好的布野方式，包括射线能量、射野方向、射野形状、剂量权重以及每个射野的强度分布等。

计划设计中必须要确定治疗过程中射线能量、射野的数量及方向。理论上射野数增加适形度更好，治疗时间也会增加。一、治疗计划的设计与要求照射野和照射技术的选择容积旋转调强放射治疗（VMAT）

VMAT是通过机架连续旋转实施调强放射治疗的一种方法。它是以直线加速器和MLC为基础，在每个弧照射时，MLC在机架旋转的同时连续运动。

射线强度调制的程度与每个弧射野数和弧的总数有关。通常多弧有助于提高计划质量，但是降低照射效率。螺旋断层放射治疗（TOMO）TOMO是一个安装于环形机架内的6MV直线加速器。机架每旋转一周，被分成51个投影，每个投影对应角度约为7°。y轴方向分为1、2.5、5cm三个宽度，x轴方向为40cm，射线束由MLC分为64个部分。一、治疗计划的设计与要求照射野和照射技术的选择射波刀

射波刀是使用安装于工业机器人臂上的6MV无平坦滤波器的直线加速器。可以对靶区内的任意点实施照射，进行治疗路径优化。电子线照射野的选择

照射时尽量保持射野中心轴垂直于入射表面，并保持限光筒端面到皮肤的正确距离。

对于一些特殊部位的照射，采用多个相邻野衔接进行照射，要注意靶区超剂量、欠剂量的发生。全身范围的浅表病变，用电子线全身皮肤照射来治疗。一、治疗计划的设计与要求剂量分布的计算及优化

剂量分布的计算是放射治疗计划设计的主要内容，放射治疗医生在确定靶区剂量及分布、重要器官极限量、剂量给定方式后，放射物理师将有关图像资料输入治疗计划系统，通过计算机系统对照射野布置、放射线选择、各照射野剂量分配、不同组织密度校正等进行优化，获得理想的剂量分布图。3DCRT计算过程

较好的治疗计划应该通过选择本部门能得到的设备情况，射线能量，射野的几何物理条件等逐步达到。一、治疗计划的设计与要求剂量分布的计算及优化IMRT计算过程

在确定了射线的能量和射野方向之后，物理师还要制订目标函数和限制条件，对治疗计划进一步的优化。具体的优化内容：目标的剂量-体积关系、权重、靶区内最大和最小剂量、器官的平均剂量以及OAR最大剂量和剂量体积限制。

剂量计算算法有笔形束、卷积算法、蒙特卡洛剂量计算方法等。计算网格一般越小越好；还需要考虑在PTV之外有陡峭的剂量梯度下降。

计划设计和优化计算是个复杂又精确的过程，很大程度上依赖于应用的治疗计划系统。一、治疗计划的设计与要求剂量分布的计算及优化电子线治疗的计划设计

电子线旋转治疗的计划设计，首先根据CT图像确定治疗范围、治疗深度。然后确定电子线能量、填充物厚度，选择等中心位置，根据曲率半径计算不同层面的次级电子线准直器宽度，应用旋转常数，根据靶区剂量求出处方剂量，并尽量计算剂量分布。体部立体定向放射治疗体部立体定向放射治疗的原则是相对较小的体积接受中高剂量。另外还要使靶区周边的剂量呈陡峭降低。一、治疗计划的设计与要求剂量分布的计算及优化断层放射治疗的计划计算

该系统不需确定射线的入射角度。计划分为两个阶段：一个是子野的分配；二是互动的优化阶段。射波刀治疗计划计算

首先用笔形束算法计算射线追踪计划，然后应用蒙特卡洛剂量计算方法重新计算。后装技术的剂量计算

后装一般采用线性二次模型，根据近距离治疗平方反比定律的规律进行计算。质子放射治疗的治疗计划利用射程调节质子束Bragg峰予以展宽。一、治疗计划的设计与要求治疗计划的评估适形计划评估

常规适形治疗计划的评价方法：二维横切面、冠状切面、矢状切面的剂量曲线分布图；三维剂量曲线分布图；DVH；剂量统计表。调强计划评估

适形放射治疗需要物理师在制订计划过程中不断地对计划质量进行评价，而调强则是通过计算机优化程序来完成的。SBRT计划评估SBRT采用少分割、高剂量的放射治疗模式，通常1-5次分割，单次分割剂量不低于10Gy。一、治疗计划的设计与要求治疗计划的评估TOMO计划评估

根据其影像CT重新计算剂量或手动形式添加靶区轮廓生成DVH进行比较。质子计划评估

对运动中靶区采用呼吸控制措施。治疗计划的输出

经过医生和物理师评估并确认的治疗计划可以自动打印报告，并且所有治疗参数经该系统传输到治疗设备上。在计划工作站将相关的文件分别传输给三维、二维验证工作站和管理系统服务器，并排程预约治疗。二、治疗计划的验证与确认治疗计划的验证模拟定位机验证

放射治疗计划设计完毕以后，应该将其放在模拟定位机上进行校对，以检查此计划能否执行。应注意：患者体位；源皮距、源瘤距；照射野大小、机架角度、机头转角；特殊照射野挡铅都要与治疗时相同。拍摄模拟定位片与治疗时的摆位片做最后校对。几何位置验证

几何位置验证就是验证患者的摆位和照射野形状等几何参数。常规适形放射治疗位置验证；影像引导放射治疗位置验证；SBRT位置验证；TOMO位置验证影像系统；射波刀的影像引导追踪；磁共振影像引导IMRT系统。二、治疗计划的验证与确认治疗计划的验证剂量学验证

剂量学验证就是验证患者实际受照射的剂量是否与计划系统计算的剂量相同。验证方法主要有：独立核对；模体测量；在体测量。独立核对常用于常规放射治疗和适形放射治疗的剂量学验证，模体测量常用于调强放射治疗，在体测量一般只用于特殊照射技术的剂量监测。

常用的剂量仪是热释光剂量仪、半导体剂量仪、电离室和胶片测量。二、治疗计划的验证与确认治疗计划的修正和确认对于计划校对后需要修改，应该重新设计，以适应机器和患者要求。另随着治疗进行，肿瘤范围发生变化也需不断修正其治疗计划。经医生和物理师共同评估治疗计划的DVH、等剂量分布、治疗处方及计划参数等可行，然后自动打印出治疗计划报告单。医生和物理师都要签字确认才能进行后续计划实施。放射治疗计划的报告内容：

患者信息；治疗体位；照射野参数；照射野修饰物；剂量计算模型；组织不均匀性校正；剂量分布图、剂量体积直方图、剂量统计表；计划所用软件及照射野资料说明；治疗计划的完成时间、治疗计划的参与者。三、治疗计划的实施与记录治疗计划的实施物理参数的检查机械和物理几何参数进行定期检查和调整；每日开机前，检查机房的温度、湿度，保持清洁环境；经过10min的机器预热后，应对设备进行晨检；技师用个人的账户登录控制界面，进入治疗模式，分别对光子线和电子线按照能量从低到高，剂量率从小到大的原则对机器进行预热处理。使用晨检仪进行剂量测量。三、治疗计划的实施与记录治疗计划的实施治疗摆位固定器和激光定位器是保证摆位准确的基本条件；照射野验证片是经常使用的较经济的措施，须等胶片洗出来才能纠正；照射野动态影像系统，价格较贵；验证系统是近几年发展起来保证摆位精度，减少医疗差错的计算机检查和控制系统，治疗条件与医嘱条件一致时，才可以进行照射。治疗体位的固定

采用体位固定装置进行固定三、治疗计划的实施与记录治疗计划的实施IGRT具体实施步骤拿到计划后预约患者前来第一次治疗，做好检查工作；治疗前与患者交代注意事项；完成摆位后进入操作室开始操作；治疗结束，机器归零，床尽量放低位，让患者下床穿好衣服，离开治疗室，技师应走在最后。治疗计划的记录

治疗计划确定后，要认真填写好治疗计划单内的各项内容，如治疗日期、照射野名称、每次治疗时间、特殊摆位要求等。四、治疗计划实施中放疗技师应注意的问题在治疗计划实施阶段，放疗技师应考虑三个方面的问题：检查患者是否无误、摆位、体位和固定装置、是否与模拟定位和治疗计划要求的一致；检查放射线束的设置，确定所有治疗参数是否符合医嘱，包括照射野的大小、放射线束的改造装置、线束入射的角度；照射前或治疗中也需不断检查，确保辐射参数包括放射线的能量，设备的MU等是否正确，治疗机功能和运行状态是否正常。四、治疗计划实施中放疗技师应注意的问题做好医患沟通放射治疗期间要保证照射标志的清晰度，保持照射部位皮肤干燥；不能随意擦洗皮肤表面的红色线条和红色十字；照射时不要紧张，不能移动；在治疗中如有不适时请随时示意；每次治疗结束后，不要自己上下治疗床；照射野内的皮肤不要用热水烫洗；照射野内的皮肤上不要粘贴橡皮膏或涂各种药水和药膏。四、治疗计划实施中放疗技师应注意的问题摆位和体位固定按照要求进行摆位和体位固定；参数的输入与验证输入数据要做到“三查七对”。其内容：查机器类型、放射线性质；查治疗单内容是否清楚、是否有主管医生签名；查患者体表照射野是否清楚，对特殊患者应请主管医生来共同摆位。对姓名、对性别、对诊断、对医嘱、对剂量、对患者的联系电话及地址。操作和实施照射复核已输入治疗机的内容，确保无误后才能开机；开机治疗；如发生故障而中断治疗时，应及时告知患者并使其安全离开治疗室。四、治疗计划实施中放疗技师应注意的问题治疗中应注意的问题治疗结束后将治疗机架、机头位置归零；可将治疗总疗程最后一次在下周一的可提前到本周五执行，间隔时间应大于6h。如果患者要停止照射一段时间，最好在停止照射的最后一日和恢复照射第一日各照射2次，两次照射间隔时间应大于6h。如果在治疗过程中发生中断，则应增加治疗总剂量0.8Gy。如果需要使用多野相互衔接照射时，