放射治疗计划设计及评估

一篇关于放射治疗计划设计及评估思维导图，包含外照射治疗计划评估、外照射治疗计划设计等。

放射治疗计划设计及评估

• 外照射治疗计划设计
  • 基本概念
    • 肿瘤控制概率和正常组织并发症发生概率
      • TCP: 指肿瘤得到控制的概率
      • NTCP:指正常组织照射一定剂量后一段时间内的放射并发症的概率
    • 肿瘤致死剂量
      • 不同类型，不同病理分级，不同期别，病变体积大小不同的肿瘤， 其致死剂量不相同，肿瘤致死剂量越高，用放射线治愈越困难
      • 肿瘤致死剂量定义为肿瘤控制率达95%时所需要的剂量,即表示为TCD95
    • 正常组织耐受剂量
      • 分为临床可接受的最小器官损伤剂量（表示为TD5/5）和最大器官损伤剂量（表示为TD50/5）
      • TD5/5是指使用标准治疗条件治疗的肿瘤患者中，治疗5年后因放射治疗造成严重损伤的患者不超过5%时的照射剂量
      • TD50/5是指使用标准治疗条件治疗的患者中，治疗5年后因放射治疗造成严重损伤的患者不超过50%时的照射剂量
      • 最佳的肿瘤照射剂量DT<=TD5/5
    • 治疗比
      • 治疗比是正常组织的耐受剂量与肿瘤致死剂量之比
      • 治疗比>1，放疗计划受限制小
      • 治疗比<1，注意正常组织保护
      • 精原细胞瘤的致死剂量为35gy，而照射野内肠管的耐受剂量为50gy治疗比>1，肿瘤才可能被治愈当治疗比<1，放射治疗治愈肿瘤的可能性很小，但可以通过精心设计治疗计划改善肿瘤周围正常组织受照剂量，以达到更好的治疗效果
    • 治疗计划中基本概念
      • 大体肿瘤体积GTV
        • 大体肿瘤体积指通过临床体检,影像学检查，病理检查显示的恶性肿瘤的位置和肿瘤范围
        • 包括原发肿瘤区gtv-p，区域淋巴结转移肿瘤区gtv-n，远处转移肿瘤区gtv-m，如果肿瘤已被切除则认为没有gtv
      • 临床靶体积CTV
        • 临床靶体积=gtv+肿瘤周围亚临床灶+可能浸润的区域
      • 计划靶体积PTV
        • 计划靶体积指为确保ctv能得到既定的处方剂量，考虑到各种不确定因素， 在ctv为基础上外放一定范围所包括的体积
        • 不确定因素包括机器误差，摆位误差，分次治疗间误差，器官生理运动引起的误差
        • 将因器官生理运动而需要外放的边界称为内边界（IM),是不对称的围绕在ctv周围,在ctv基础上外放内边界包括的范围称为内靶体积（ITV）在gta基础上考虑内靶体积为内大体肿瘤体积(IGTV)
      • 治疗体积TV
        • Tv=ptv时最好，但临床应用中通常tv较大于ptv
      • 照射区域IV
      • 危及器官OAR
      • 计划危险器官PRV
  • 临床剂量学原则
    • 肿瘤剂量要准确,GTV勾画要准确
    • 治疗的肿瘤区域内剂量分布要均匀
    • 照射野设计,应尽量提高肿瘤治疗区域内计量,靶区不等于照射野
    • 保护肿瘤周围重要器官少受照射，食管癌治疗时对脊髓的保护
  • 高能x（r）线照射计划设计原理
    • 当单一照射也照射某一靶区时，若靶区在剂量建成区域，由于剂量建成区计量变化梯度较大， 剂量不易确定，所以应将肿瘤置于最大剂量深度之后
    • 但最大剂量深度之后的剂量随深度呈指数递减，靶区范围较大时，把区内剂量分布很不均，且位于靶区后方的重要器官及正常组织受照射剂量也很高，因此不符合临床剂量学原则一般临床应用中不主张使用单叶高能x（r）线照射
  • 射线束修整
    • 射野挡块
      • 射野挡块制作是首先用热丝切割泡沫塑料，再浇铸低熔点铅加工成不规则射野挡块
    • 多叶准直器（MLC）
      • 可以快速确定多叶准直器，每个叶片的坐标位置形成不规则射野，叶片厚度越薄射野拟合效果越好
    • 组织补偿物
      • 等效组织填充物
        • 人体外轮廓的不规则导致组织内剂量分布的畸变或靶区剂量不均匀，为此可在皮肤表面及组织欠缺的位置植入组织等效物，达到改善剂量分布，提高皮肤剂量的作用组织等效物，包括蜡块硅胶
      • 缺额组织补偿板
        • 尽管等效组织填充物可以改善剂量分布，但破坏了皮肤保护效应，缺额组织补偿板是在等效组织填充物基础上将其长度和宽度按比例缩小放置在加速器附件架上，以模拟远离人体体表时，对组织散射份额的减少
      • 剂量补偿板
        • 子主题
    • 楔形板
      • 楔形金属块，常用铅或铜制成
      • 可以改变剂量分布，身体曲面不平时，可以用不同角度的楔型板矫正，起到组织补偿作用 乳腺癌切线照射，食管癌颈部照射都可以用楔形板代替等效组织填充物
  • 计划设计 (3DCRT/IMRT计划设计流程)
    • 勾画轮廓
      • 体轮廓勾画准确，以免影响计算
      • 正常器官及危及器官的勾画要准确
      • 某些不在靶区层面的危及器官也要有必要勾画
      • 融合图像
    • 放射源选择
      • kv级x线治疗浅表病变，瘢痕瘤
      • 兆伏级x线
        • 4-6mv，10-25mv
        • 能量越大，对患者正常组织伤害越大，不利于医护人员辐射安全
      • 电子线衰减快，能更好地保护肿瘤后的正常组织
    • 射野设计
      • 射野方向设计原则
        • 就近原则
        • 平行原则
        • 切线原则
        • 保护重要器官组织
      • 调试各个射野权重
        • 近大远小
      • 是否需要加组织补偿
        • 组织补偿
        • 调整射野均匀度
        • 楔形板的应用
        • 子野
      • 调整射野均匀度
        • 楔形板
        • 子野
          • 优点
            • 相比楔形板更灵活
            • 作用范围更广
            • 机器跳数更少
            • 可以做正向调强计划，实现同步加量等复杂适行计划
            • 对机器设备要求不高
          • 缺点
            • 过程繁琐
            • 医师物理时工作量增加，容易出错
            • 子野衔接处易出现冷热点，剂量不均
          • 应用
            • 组织补偿
            • 体厚不均
            • 分段照射
              • 全脑加全脊髓照射时，射野过长分段照射（ Tomo可实现一次性治疗）
              • 全脑：两侧野等中心照射（全脑+c4以上）
              • 全脊髓：俯卧，源皮距（胸椎，腰椎，骶孔）
              • 照射野间隔1cm，每照射10gy后改野，避免剂量冷热点
            • 同步加量
    • 多叶准直器静态调强
  • 高能电子线照射计划设计
    • 高能电子线照射与高能x（r）线不同，由于高能电子线百分深度计量曲线分为4个部分剂量建成区，高剂量坪区，剂量跌落区，x线污染区，高能电子线的计量建成效应不明显，表面剂量一般在75%~80%以上，并随能量的增加而增加
    • E=3d+(3~4)MeV（d为治疗深度）
    • 电子线能量的增加，皮肤剂量和x线污染增加，故临床常用的电子线能量不能太高，一般为4~25mev
• 外照射治疗计划评估
  • 剂量学指标
    • 靶区剂量评估
      • 靶区剂量指根治肿瘤的致死剂量或靶区需要的治疗剂量即处方剂量
    • 危及器官或组织剂量限制
      • 剂量热点
        • 靶区外避免出现高于靶区剂量的区域
      • 组织最大剂量
      • 组织平均剂量
      • 正常组织或器官体积剂量
  • 物理参数指标
    • 剂量体积直方图
      • 靶区D95%即95%靶区体积得到的照射剂量
      • V95%即受到95%处方剂量线包绕的靶区体积
      • 横坐标为照射剂量，纵坐标为绝对体积值或体积百分数
      • 常用的积分dvh指在剂量计算的体积范围内接受大于某计量值的体积相加结果或指定某个器官或靶区具有某剂量值的体积与该器官或靶区总体积之比，根据dvh图可以评估治疗计划