放射物理学、剂量学与放射治疗计划系统

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1、-第一章放射物理学、剂量学及放射治疗计划系统第一节现代三维适形放疗的发展和分类第二节多叶光阑（MLC)一、MLC的一般特性二、MLC半影与叶片位置设置三、MLC与适形铅挡块的比较四、MLC的临床使用第三节射束强度调制方法一、物理补偿器二、MLC静态强度调节(StepandShoot,SMLC-IMRT)三、MLC动态强度调节(dynamicMLC-IMRT,DMLC-IMRT)四、强度调节旋转治疗(intensitymodulatedarctherapy，IMAT)五、断层扫描治疗方式(Tomotherapy)六、扫描束治疗(pencilbeamscanning)第四节放射治疗中的图像处

2、理技术--一、解剖或功能图像二、图像处理三、治疗计划系统中图形的可视化四、与治疗计划设计相关的图像第五节三维适形放疗的体积与剂量规范一、体积规范二、吸收剂量规范第六节三维治疗计划及治疗评估一、三维治疗计划的计算模型二、治疗评估三、组织放射效应的生物模型四、逆向治疗计划与优化第七节体位固定技术和治疗验证一、病人体位固定技术二、治疗验证第八节质子放射治疗的进展--第一节现代三维适形放疗的发展和分类适形调强放射治疗是目前放射治疗界的热点，它综合地体现了放射治疗在技术上的新进展。1965年，日本学者高桥（Takahashi）首先提出了旋转治疗中的适形概念。Proimos等在1970年代和1980

3、年代初报道了采用重力挡块进行适形放射治疗的方法。随着计算机技术的飞速发展和图像技术的介入，三维适形治疗极大地改变了常规放射治疗的面貌。适形放射治疗是用增加剂量分布的适形度来减少晚期重度放射损伤并发症。有学者认为，三维适形放射治疗(3-dimensionalconformalradiationtherapy，3DCRT)和调强放疗(IntensitymodulatedradiotherapyIMRT)与其说是一种技术（technique），毋宁说更是一种过程(process)，一种综合医学影像、计算机技术和质量保证措施的现代放射治疗流程。为达到剂量分布上的三维立体适形，必须要求：①--射野

4、形状与靶区在该射束方向上的投影形状相同；②射野内各处束流强度能按所需方式调整。满足第一个条件的放射治疗一般称为适形放射治疗，同时满足上述两个条件的放射治疗称为调强放射治疗。3DCRT也被认应代表二十一世纪放射治疗的方向。为达到上述要求，一方面是采用快速而实用的方式使计算机系统生成与计划靶体积(PlanningTargetVolume,PTV)在射野方向上的投影一致的射野形状，另一方面是在射野内调制强度分布。在“适形放疗”的名义下，实际上各单位的具体实施方法大相径庭。一方面，这是由于对“适形放疗”至今尚未有一个明确的界定，并且，各相关领域的发展也在不断地刷新着适形放疗的内涵。另一方面，各单

5、位所具有的设备、人力资源也不尽相同。表1－1根据治疗过程每一阶段的方法和手段试图对适形放疗作一个分类[1、2]。表1-1适形放疗的分类特征分类0123--病人数据获取固定装置无可有可无个体模具或立体定向框架个体模具或立体定向框架图像系统定位片＋轮廓仪定位片±分立的CT层面连续薄层或螺旋CT多种模式的图像合成（CT，MRI等）解剖数据的参照床面＋人体中线(可有可无)床面＋人体中线外部标记或框架系统植入性标记或框架系统关键器官的轮廓迭加在外轮廓上个别层面上的轮廓逐层勾勒轮廓三维分解轮廓不均匀性迭加在外轮廓上个别层面上的轮廓逐层勾勒轮廓三维分解轮廓GTV辨别＋迭加在外轮廓上个别层面上的轮廓逐层

6、勾勒轮廓三维分解轮廓CTV临床辨别手工画在平面上机械地根据一定的边界值扩展根据GTV和生物参数自动决定在三维空间中的形状ITV没有这个概念临床近似确定的边界＋解剖边界基于运动的定量分析设置射野射野设置--±不确定性射野边界的增大任意PTV＋任意边界PTV＋定量的边界剂量模拟变化的统计结果射线类型和射线调整强度均匀的光子或电子光子和/或电子，楔形滤片光子(±电子)±补偿片调强光子射野方向共面共面非共面动态非共面等中心SSD或SAD技术(手工设置)SSD或SAD技术(手工设置)SAD技术(自动定靶区中心)SAD技术(自动根据剂量计算找中心)限束装置矩形野标准挡铅个体化挡铅或MLC动态MLC射

7、野形状决定解剖标志＋胶片定位片＋CT片BEV中手动或自动布野BEV中自动计算剂量计算和算法模型算法模型1D(线)无不均质修正1D或2D(层面)±不均质修正2D或3D(体积)＋不均质修正3D或4D(动态)＋不均质修正和边界修正多平面＋--治疗计划评估单一层面剂量分布CT剂量分布任意平面剂量分布＋DVH等剂量面/结构＋DVH＋TCP＋NTCP计划优化无逐步试探＋目测评估逐步试探＋评分函数逆向问题求解治疗复核与治疗实施治疗前模拟机复核可有