调强放疗的计划设计

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1、概要调强放疗的计划设计∑计划设计的基础知识∑定义感兴趣区∑给定处方剂量要求中国医学科学院∑确定射野参数肿瘤医院放疗科∑评价治疗计划戴建荣计划设计定义计划设计过程∑计划设计是根据临床要求，优化确定一个治疗方案的全过程,是整个放射治疗过程中的输入患者一般信息和图像逆向正向计划方式一个重要环节。登记和配准图像调整优化参数调整射野参数∑计划设计内涵的扩展定义解剖结构和剂量计算和剂量显示给定处方剂量要求否否评价治疗计划，计划是否满意优化确定治疗方案是输出治疗计划有关逆向计划设计的误解概要∑计划设计的基础知识∑

2、逆向计划设计一定可以提高计划的质量∑定义感兴趣区∑逆向计划设计一定可以节省时间∑给定处方剂量要求∑逆向计划设计对计划人员的要求降低了∑确定射野参数∑评价治疗计划1定义感兴趣区IMRT要求靶区定义准确IMRT提供了与靶区高度适形剂量分布的物理∑定义解剖结构(靶区和危及器官)手段。这意味着正确的靶区、正确的适形；∑剂量成形结构错误的靶区、错误的适形。∑包围靶区的壳层(DoseShell)常规BoxIMRT∑定义在靶区凹陷部位的扇形区(DoseFan)∑剂量热点和冷点∑当靶区贴近皮肤时，加补偿薄层靶包区围

3、凹靶陷区部位的的壳扇层形区扇形区的作用剂量热点/冷点2概要给定处方剂量要求∑计划设计的基础知识∑给定靶区处方剂量，该剂量应至少包括95%体积的靶区∑定义感兴趣区∑给定危及器官的耐受剂量要求∑给定处方剂量要求¾串联组织Dmax约束∑确定射野参数¾并型组织DV约束∑评价治疗计划¾其它类型Dmax和DV约束Norequirements，NoConsiderations正常组织耐受剂量概要确定射野参数∑计划设计的基础知识∑等中心位置∑定义感兴趣区∑照射野数目和方向∑给定处方剂量要求∑确定射野参数∑射线束能量

4、∑评价治疗计划∑照射子野序列/叶片运动轨迹3确定照射野数目和方向鼻咽癌九野方案∑以采用奇数射野对称分布为起点布置射野,避免对穿∑为了形成凹形分布，无需危及器官照射∑通常不采用非共面布野∑鼻咽癌采用7/9个共面等机架角均分的布野方案∑前列腺癌采用5-7个射野前列腺癌五野方案确定射线束能量∑头颈部肿瘤，≤8MV∑胸部肿瘤由于肺的影响，拟采用低能而不是高能∑腹部肿瘤可考虑用低能代替高能IMRT与能量无关?确定照射子野序列/叶片运动轨迹∑YesSternicketal(1997);∑采用逆向方式，即定义、求

5、解最优化问题Papanikolaou(2001);∑需设定的优化目标/约束条件O’Brienetal(2002);¾对靶区和危及器官，设定临床处方剂量要求，高Dongetal(2003);…权重∑No¾对靶区和危及器官，设定辅助目标/条件，中/低Pirzkalletal(2002)权重该答案影响购置加速器时的能量配置要求¾对剂量成形结构设定辅助目标/条件，低权重4优化目标/约束条件的类型物理优化的局限性:目标函数∑最小化靶区实际剂量与处方剂量的差别是最常∑物理类用的物理目标函数，可表示为：¾剂量目标

6、/约束∑对于上述函数，函数值的大小不能预测肿瘤的控¾剂量体积目标/约束制率。例如，一靶区共1000个功能单元，处方剂量要求∑放射生物类，包括TCP,NTCP和P+为66Gy。计划1，所有单元的剂量为60Gy，函数∑等效均匀剂量(EquivalentUniformDose,值为36000，控制率大于0；而计划2，999个单元EUD)的剂量为66Gy，1个单元的剂量为0，函数值为4356,控制率为0.Mohan.ASTRO2004物理优化的局限性:约束条件等效均匀剂量概念对于靶区或正常组织，不均匀剂量分

7、布产生的放1.00.9射生物学效应可以与某个均匀剂量分布等效，该0.8均匀剂量称为等效均匀剂量(EUD)0.70.6体积0.5D1D2D3…DN-1DN0.4V<=36%200.30.2D≤60Gy0.1maxEUD10203040506070剂量Niemieko.MedPhys26:1101,2000EUD优化方法对腮腺的保护作用:EUD计算材料与方法∑从已接受IMRT治疗的鼻咽癌患者中，随机抽取12例患者。这些患者的计划均是采用物理约束条件优化设计的其中a是反映靶区或正常组织生物学特性的参数。∑

8、以上述计划为基础，将腮腺的物理约束条件改为MaxEUD约束，而保持其它感兴趣区对于靶区，a<1;的约束条件基本不变，设计新的计划对于并行正常组织，α=1；对于串行组织，α>1。∑比较新旧治疗计划5EUD优化方法对腮腺的保护作用:EUD优化方法对腮腺的保护作用:比较截面剂量分布比较DVH物理计划EUD计划实线：物理计划虚线：EUD计划PTVCTVGTV腮腺EUD优化方法对腮腺的保护作用:比较腮腺受照剂量概要∑计划设计的基础知识物理计划EUD计划∑定义感兴趣区平均剂量32