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1、放射治疗计划设计与执行,泰安市中心医院肿瘤科陈祥明,治疗计划设计中的几个概念放射治疗照射野设计原则 相邻射野的连接与设计 病人的定位、摆位及等中心点的确定放射治疗计划设计与执行,基本内容,放射治疗计划 是指放射治疗物理师、放射治疗医师、放射治疗技师根据病人临床诊断结果就放射治疗剂量、照射野安排、射线能量及种类选择、放射治疗分次等情况在实施治疗之前所做出的计划与安排。,基本概念,放射治疗计划中常用的概念,放射治疗有关区域的定义,根据国际放射单位与测量委员会（ICRU）50号报告，规定了与三维适形放疗有关的一些基本观念，并对照射区域进行了统一标准化定义。肿瘤区（Gross Tumor Volume
2、,GTV）临床靶区（Clinical Tumor Volume,CTV）计划靶区（Planning Tumor Volume,PTV）治疗区（Treatment Volume，TV）照射区（Irradiated Volume，IV）危险器官（Organ at Risk，OAR）计划危险器官（Planning organ at Risk，POAR）剂量-体积直方图（dose-volume histogram，DVH）,放射治疗有关区域的定义,肿瘤区（Gross Tumor Volume,GTV）指通过临床或影像学检查能确定的肿瘤范围，包括：(1)原发肿瘤区（Gross Tumor Volume-
3、Primary,GTV-P），(2)区域淋巴结转移（Gross Tumor Volume-Regional Lymph Node,GTV-R），(3)远处转移（Gross Tumor Volume-Distant Metastasis,GTV-M）,放射治疗有关区域的定义,临床靶区（Clinical Tumor Volume,CTV）指包括GTV+亚临床病灶+肿瘤可能浸润的区域。CTV主要根据肿瘤的大小、部位和恶性程度等因素确定,依据病理学与影像学靶区关系的量化研究结果可以较为准确的确定出GTV与CTV的关系。CTV=GTV+亚临床灶浸润的不确定性区域。,放射治疗有关区域的定义,GTV和CTV
4、属于临床解剖学概念，两者的正确定义依赖于影像学知识、肿瘤病理解剖学知识和临床经验。它是根据患者的肿瘤分布情况、肿瘤生物学行为在静态影像（CT、MR、PET等）上确定的。没有考虑到器官的运动，并且与所采用的放疗方式无关。,放射治疗有关区域的定义,计划靶区（Planning Tumor Volume,PTV）即CTV+靶区位置移动的不确定性区域。该区域包括：（1）可预见性的移动（Expected Motion），如治疗摆位的位置误差（Positioning Error）;（2）不可预见性误差（Unexpected Motion，UEM），包括：呼吸运动和心脏搏动导致的位置误差，内部器官运动和位移导
5、致的位置误差。,放射治疗有关区域的定义,计划靶区（Planning Tumor Volume,PTV）PTV的设定一般是在CTV周围根据位置误差的均匀或不均匀外放一个区域（Margin）,可以把 PTV看作是一个3D信封,它能把GTV和CTV在任何照射条件下都能包含在里面而不被穿破。最理想的情况是 PTV：CTV1。,放射治疗有关区域的定义,治疗区（Treatment Volume，TV）放疗医生根据治疗目标（根治or姑息放疗）选定的可达到治疗目的的剂量区域 就是指满意的等剂量曲线包括的计划靶区范围,通常选择90%的等剂量曲线所包括的范围作为TV。TV=PTV时最好，但临床实际应用中，TV均大
6、于PTV。,放射治疗有关区域的定义,照射区（Irradiated Volume，IV）IV是指靶区周围的敏感组织和器官被一定范围的等剂量曲线所包括的区域。等剂量曲线值的确定一般参照敏感器官的耐受量来确定。即：其剂量受正常组织，尤其正常组织中敏感器官（脑干、脊髓）耐受量的限制 通常选择50%的等剂量曲线所包绕的区域作为IV。,放射治疗有关区域的定义,危险器官（Organ at Risk，OAR）可能包括在照射野内的重要组织和器官。他们的放射敏感性（耐受量）将对治疗计划和靶区处方剂量有直接影响。,放射治疗有关区域的定义,计划危险器官（planning Organ at Risk volunm，PO
7、RV）与PTV的定义一样，在确定危险器官范围时，也应考虑器官本身运动和治疗 摆位误差的影响。OAR扩大后的范围称为PORV。,放射治疗有关区域的定义,放射治疗有关区域的定义,放射治疗照射体积的定义,剂量-体积直方图（DVH）DVH:用于定量描述所定义的体积内吸收剂量的三维分布信息。横轴：吸收剂量（百分剂量or绝对剂量）纵轴：体积（百分体积or绝对体积）,放射治疗照射体积的定义,剂量-体积直方图(DVH)功能 1、确定所关心的结构有多少体积受到 多大剂量的照射。2、进行治疗计划的比较和优选。,PTV,OAR,7 Fields,IMAT,OAR,常用概念,GTV,OR,CTV,PTV,放射治疗计划
8、中常用的概念,照射区域 和照射体积 比较,比较 and 总结,肿 瘤 区(GTV)肿瘤靶体积(GTV)临床靶区(CTV)临床靶体积(CTV)计划靶区(PTV)计划靶体积(PTV)治疗靶区(TV)治疗靶体积(TTV)照 射 区(IV)照射靶体积(ITV)危险器官(OAR)危及器官(OAR),放疗计划中常用的概念总结,肿瘤区（GTV）：指肿瘤的临床灶，为一般的诊断手段能够诊断出的可见的具有一定形状和大小的恶性病变范围。转移淋巴结为第二肿瘤区。当肿瘤已经作根治术后，则认为没有肿瘤区。靶 区（CTV）：指按一定的时间剂量模式给予一定剂量的肿瘤的临床灶（肿瘤区）、亚临床灶以及肿瘤可能侵犯的范围。同一个肿
9、瘤可能出现两个或两个以上靶区的情况。,放疗计划中常用的概念总结,计划区（PTV）：指包括靶区本身和由于日常摆位、照射中病人（及器官）运动，治疗中靶位置和靶体积变化等因素引起的扩大照射的组织范围。计划区将决定照射野的大小。治疗区（TV）：对一定的照射技术及射野安排，某一条等剂量曲线所包括的范围。通常选择80%等剂量曲线作为治疗区范围的下限。一个好的治疗计划应该使其剂量分布的形状与计划区的形状相一致。,放疗计划中常用的概念总结,照射区（IV）：对一定的照射技术及射野安排，50%等剂量曲线所包括的范围。危及器官（OAR）：指计划设计时受累及的重要的特别敏感的器官和组织。,放射治疗照射野设计的剂量学原
10、则临床剂量学四原则肿瘤靶区剂量要准确。肿瘤靶区内剂量分布要均匀。剂量变化梯度不能超过5%。即要达到90%的剂量分布。肿瘤靶区剂量要足够。保护肿瘤周围重要敏感器官免受照射。至少不能使他们的照射剂量超过其耐受剂量。,准、均、高、保,单野照射两野照射两野对穿照射两野交叉照射三野交叉照射多野照射楔形野照射,照射野的设计,相邻射野的连接,共面照射射野相接方法,两正交野相接的方法,照射野相接应注意的问题,四种常用照射野,体表野：医师按病灶在病人体表所勾画出需照射的区域。切线野：医生按病灶制定照射切缘的长度、宽度及高度。楔形野：放射线穿过楔形板照射到人体上的照射野。等中心野：照射的面积制定在肿瘤中心，而体表
11、只标记照射中心。,照射野（切线野、体表野、对穿野）,治疗计划的设计,治疗计划的设计,在放射治疗的整个实施过程中，通过以上方法获得病人的肿瘤分布情况后，结合其临床表现、肿瘤期别，病理类型等相关因素，进行治疗计划设计。放射治疗计划设计是通过对病人数据处理，定义目标病灶容积，进行优化设计计算，设计治疗方案并精确计算出受照靶区和周围正常组织的物理剂量分布，达到最合适的治疗效果。,治疗计划的设计,治疗计划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：病人解剖数据的获得 CT/MR/PET/DSA等图像的输入及处理。照射野的布置与剂量计算 医生对治疗方案包括靶区剂量及其分布、重要器官及其限量、
12、剂量给定方式等的要求及实现。治疗计划的评估 计划确认及计划执行中精度的检查和误差分析等。,治疗计划的设计,选择照射野 体位的选择与固定 靶区的确定选择照射方式选择治疗装置剂量分布的计算及优化,治疗计划的设计,选择照射野 根据病变深度、范围和与周围正常组织的关系决定照射野个数：对靠近体表且较小肿瘤病灶可选择单野照射；对中位病变，一般采用二野对穿照射；对体中心病变如食管癌可采用三野或多野照射；对偏在肿瘤如上颌窦癌等可采用楔形板照射；对特殊肿瘤如霍奇金病可用“斗篷野”或“倒Y野”照射等。,治疗计划的设计,选择照射方式 对于浅表或姑息治疗的肿瘤可选择单野源皮距照射技术，如脊髓转移瘤否则应选择等中心照射
13、技术，如食管癌三野等中心照射对于体中心病变如宫颈癌还可选择旋转或弧形照射技术等,治疗计划的设计,选择治疗装置 对于表层肿瘤，首选电子线治疗 直线加速器产生的电子线照射多用于表浅肿瘤或偏心位置的肿瘤和转移淋巴结的治疗，目的：减少肿瘤后面组织受量，尤其是对软骨及骨组织。有效治疗深度（cm）：约为电子线能量值的1/3-1/4，总的射程约为能量值的1/2。临床上可单独使用或与高能光子相结合使用。,治疗计划的设计,选择治疗装置对于深部的肿瘤应根据肿瘤的深度、部位、所选择的照射野和照射方式选择直线加速器产生的不同能量的X 射线或60钴治疗机产生的r射线进行照射 高能X线或60钴的剂量建成区深，有助于保证表
14、浅正常组织。但这些射线贯穿力大，对肿瘤后面的正常组织影响也大，为此常采用多射野照射，既减少了正常组织的损伤，又保证了肿瘤区足够而均匀的剂量分布。,治疗计划的设计,选择治疗装置 对于一些特殊部位病灶 可选用电子线和高能X线综合治疗，采用楔形板技术或移动条形野技术（Moving Strip Technique）等。,治疗计划的设计,剂量分布的计算及优化 剂量分布的计算是放射治疗计划的主要内容。放疗医生在确定靶区剂量及其分布、重要器官极其限量、剂量给定方式等要求后，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、射线选择、各种照射野剂量分配、不同组织密度校正等进行优化，获得剂量
15、分布图，根据临床剂量学的原则，从中选出“最佳治疗方案”，最后的治疗计划要得到肿瘤放射治疗医师的认可，才能实施。,治疗计划的确定,治疗计划的确定,模拟机校正 设计好的治疗计划应该放在模拟机上进行校对，检查此计划能否执行。模拟机校对时应注意的问题：1.病人体位完全与治疗时体位相同。2.源皮距、源瘤距也与治疗时一致。3.照射野大小、机架角、机头转角等均与治疗时相同。4.特殊野挡铅也与治疗时的相同,治疗计划的确定,模拟机校正 模拟机校对时应注意的问题：5.用TPS制定的计划也应按上述同样的条件在模拟机上进行核对。6.拍模拟定位片与治疗时的摆位片做最后核对。如果制定的计划在模拟机上均可完成，说明此计划可
16、以实施，如不能完成，要根据模拟机的条件修订或重新制定计划。一旦治疗计划被证实为可以执行，则应在病人体表上做出相应的照射野标记。,治疗计划的确定,填写治疗单 按照治疗单上的项目逐一填写，并写明放射线能量、机架及准直器角度、照射方法，每次剂量及总剂量、照射野大小、体表标记、摆位要求和特殊挡铅等。治疗单填好后，由负责医生陪同病人去治疗室进行摆位，指导技术员进行治疗。,治疗计划的执行,计划执行,执行经过验证的放射治疗计划。放疗过程中每次执行都要保证严格的体位重复，并用图像引导设备进行照射野与照射靶区验证步骤。,治疗计划的执行,从患者摆位到治疗结束也就是执行计划的过程，技术员是治疗计划的重要执行者，执行
17、计划时应注意以下几点：治疗机物理和几何参数的设置 治疗摆位 治疗体位的固定 修改治疗计划 剂量测定 填写治疗记录单,治疗计划的执行,1.治疗机物理和几何参数的设置 常规放射治疗设备（X线治疗机、60钴治疗机、直线加速器）的特点是结构复杂，易出现故障，必须对其机械和几何参数进行定期检查和调整，以防止因设备的原因而影响治疗计划的正常实施。,治疗计划的执行,2.治疗摆位准确摆位是执行治疗计划的关键。每次治疗摆位重复性好，靶区剂量就会准确，周围正常组织的损伤也会降低，治疗效果也会提高。治疗摆位是由技术员来完成的工作，所以技术员的业务素质和责任心是非常重要的。随着治疗负荷日趋加重，照射技术日趋复杂和精细
18、，必须采取一定措施避免计划执行过程中的差错，为此，可采用以下几种方法：,治疗计划的执行,2.治疗摆位 避免计划执行过程中差错的措施：固定器和激光定位器是保证摆位准确的基本条件；照射野证实片是经常使用的较经济的措施，但它不能每次摆位时都用，而且须等胶片洗出后才能纠正；照射野动态影像系统，是对照射野证实片技术的扩展，它能观察、记录、再现照射过程中的体位和照射野与靶区间关系的动态情况，但价格较贵，目前还没有广泛使用；检查证实系统：它是近几年来发展起来的保证摆位精度，减少差错的微机检查和控制系统。,治疗计划的执行,2.治疗摆位计划系统或本系统将治疗单内容储存在软磁盘内，摆位时技术员将磁盘插入计算机，电
19、视荧光屏上显示出治疗摆位的各种参数和条件，提示技术人员摆位时应注意的重点和事项。只有当各种条件包括照射野大小、机架和机头转角、楔形板、照射剂量等与医嘱条件一致时，才可以进行照射，达到提示、检查和验证的目的。照射完毕或疗程结束时，治疗纪录才可以打印出来，与技术人员的手写记录进行比较。,治疗计划的执行,3.治疗体位的固定为了使每次摆位准确，对一些特殊部位的肿瘤可采用固定装置，如头颅固定器，足固定器。立体定向适形调强技术的发展，头、颈、体固定系统的应用是保证治疗精度的基本措施。如头部用热塑面膜固定；体部用体架及膜或真空袋固定。除采用固定器协助摆位外，还应该让病人采用舒适的、易重复的体位，如仰、俯卧位
20、。必须保证每次摆位的准确性及分次摆位的重复性好，才能保证计划的准确执行。,治疗计划的执行,4.修改治疗计划 肿瘤的放射治疗不是几次可以完成的，一般需要4-8周的时间，随着治疗的进行，肿瘤范围的不断缩小和变化，应不断修正治疗计划，以适应肿瘤变化了的情况。,治疗计划的执行,5.剂量测定 我们所设计和被模拟机证实了的治疗计划是否与病人实际接受的治疗剂量相符合，需做体内剂量测量。目前临床上最常采用的测量方法是用半导体剂量仪和热释光剂量仪。,治疗计划的执行,6.填写治疗记录单治疗日期、照射野名称、每次治疗时间、每次剂量、累计剂量及治疗角度、特殊摆位等都要详细记录。此项工作由操作的技术员完成。医生每天要检查治疗单，并根据治疗情况不断修正治疗计划。,谢 谢,
