三维适形调强放疗计划的设计 PPT

适形调强放疗IMRT是一种先进的高精度放射线疗法，它利用计算机控制的X光加速器去向恶性肿瘤或肿瘤内的特定区域发射精确的辐射剂量。

IMRT可根据肿瘤的3D形状通过调节(或控制)辐射的强度使辐射剂量更加准确。

IMRT也可对肿瘤内的区域通过聚焦施加更高的辐射剂量，而使周围的正常组织接收最小的辐射剂量。

这种放疗需要通过CT的3D重建图像与患者的协同被小心地设计、决定最适于肿瘤形状的放射剂量强度图形。

一般方法是结合几个已调制的来自不同方向的放射线束产生一个自定义的单一辐射，在使肿瘤的辐射剂量最大化的同时保护临近的正常组织。

适形调强放疗是一个精确的放疗计划系统，应用广泛，较为先进。

在放射治疗时，可以保证肿瘤靶区形状和剂量上的一致性，达到肿瘤靶区最大限度高剂量和周围脏器的保护剂量，减少周围脏器的损伤。

通过多叶光栅的活动，适形调强放射治疗可以调整靶区剂量，波动不超过正负5%，基本上可达到在放疗靶区里每一靶点上的剂量均匀性。

IMRT概述立体定向放疗(x(r)-刀)和三维适形放疗(3D CRT)，主要是依靠影像定位，使高能射束的形态始终与对肿瘤的投影的一致或是近似一致(也称射束适形)，这样可以较大幅度地增加肿瘤的剂量，提高肿瘤控制率，并使周边正常组织免受过量损伤。

加速器适形治疗时的高能线束是均匀结束的，但由于肿瘤大多是不规则形态的，而且肿瘤个点离人体表皮的射入距离也是不一样的，因此适形放疗虽然射束适形，仍不能解决肿瘤内部剂量均匀性的问题，需要根据医生对肿瘤病靶区均匀照射的剂量的要求和周围的正常组织器官保护剂量要求，逆向设计计算经第二次限束以改变加速器线束出束剂量率，达到最终目标剂量要求的照射方案。

这个过程称作逆向调强放疗(IMRT)IMRT优点因为IMRT的这种放疗方法使肿瘤周围组织遭到的剂量达到最小，所以它比传统的放疗更安全、副作用更小。

在放射剂量不增加的前提下IMRT也有再减少治疗副作用的可能(病灶及浸润灶在临床上称为靶区，周围临近的器官称为危及器官，即OAR。

什么是调强放疗？调强放疗（intensity modulated radiation therapy，IMRT）即调强适形放射治疗是三维适形放疗的一种，要求辐射野内剂量强度按一定要求进行调节，简称调强放疗。

它是在各处辐射野与靶区外形一致的条件下，针对靶区三维形状和要害器官与靶区的具体解剖关系对束强度进行调节，单个辐射野内剂量分布是不均匀的但是整个靶区体积内剂量分布比三维适形治疗更均匀。

严格地说，使用楔形板和常规的表面弯曲补偿器也是调强。

但这里我们所说的调强放射治疗是指一种形式的三维适形放射治疗，它使用计算机辅助优化程序不获取单个放射野内非均匀的强度分布以达到某种确定的临床目的。

下面要讲的就是这个意义上的调强放射治疗。

编辑本段调强分布的设计1、正向计划设计调强放疗在CT影像上勾画好解剖轮廓后，三维适形放射治疗是由计划者根据靶区部位和大小在计划系统上安排照射野的入射方向、大小、形数目并对各个辐射野分配权重然后由计算机系统进行剂量计算，算完后显示射野分布，计划者依据靶区及正常组织所受剂量来评估计划的好坏。

如果剂量分布不符合治疗要求，再由计划者改变射野的入射方向和权重，重新计算，如此反复进行，直至满意为止。

这种制定计划的方式叫做正向计划设计。

2、调强放疗多采用逆向计划设计方案调强概念是受了CT成像的逆原理启发：当CT的X射线管发出强度均匀的X射线穿过人体后，其强度分布与组织厚度和组织密度的乘积成反比；那么我们不是可以先确定射线照到靶区及正常组织上产生的剂量分布，然后再由此推算出各个射野应该贡献的束流强度吗？根据调强的概念，首先要依据病变（靶区）与周围重要器官和正常组织的三维解剖特点，以及期望的靶区剂量分布和危及器官（OAR）的剂量耐受极限，由计划者输入优化参数，通过计划系统计算出各个射野方向上需要的强度分布。

即在完成勾画轮廓和确定辐射野数目及入射方向后，先确定对CT影像中各个兴趣区的剂量要求。

由计划者以数学形式输入这些临床参数（即目标函数），如对靶区剂量范围的要求，对相关危及器官剂量的限制等，然后由计算机通过数学的方法（如迭代法、模拟[font color=#000000]退火[/font]法、蒙特卡洛法等）自动进行优化，在经过几百乃至上千次计算与比较后得出最接近目标函数并能够实现的计划方案。

2012;32(8)南方医科大学学报（J South Med Univ ）宫颈癌术后三维适形放疗和共面等分设野调强放疗计划的对比分析蒋军1，张利文1，廖珊2，黄荣1广东省佛山市第一人民医院1肿瘤中心放疗科，2统计室，广东佛山528000收稿日期：2012-06-07基金项目：广东省医学科研基金（A2012639）作者简介：蒋军，副主任医师，E-mail:jjun@宫颈癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，居我国妇女恶性肿瘤的首位，严重威胁着妇女的健康。

放射治疗是宫颈癌的有效治疗手段之一。

但小肠是宫颈癌盆腔放射治疗的主要剂量限制器官，有报道即使使用小于45~50Gy 剂量的常规照射时，严重的小肠晚期并发症仍然很高(5%~15%)，在采用更高剂量或患者消瘦、有吸烟史或有盆腔感染病史时，放射损伤的发生率就更高［1］；另一方面，术后由于小肠落入盆腔，导致小肠受照体积增大，则更易引起小肠副反应的发生，采用更能保护正常组织的照射技术是十分必要的。

减少治疗体积的最简单的方法是适形放疗，调强放射治疗技术（IMRT ）是在三维适形技术（3D-CRT ）的基础上发展起来的一种精确放射治疗技术，目前越来越广泛地应用于临床，其优势是增加肿瘤放射剂量，减少正常组织器官受照体积和剂量，从而达到提高肿瘤局部控制率，减少放射损伤。

摘要：目的探讨宫颈癌术后三维适形放射治疗（3D-CRT ）和共面等分设野调强放射治疗（IMRT ）计划靶区及其周围危及器官受照剂量的差异。

方法随机选择10例宫颈癌术后患者，进行CT 扫描、靶区和危及器官的勾画，处方剂量50Gy 。

分别进行3D-CRT 和共面等分设野IMRT 计划设计，计算靶区剂量均匀度指数(HI)、适形度指数(CI)、最大受照剂量、最小受照剂量、平均受照剂量和危及器官照射体积等并对结果进行比较分析。

结果5F-IMRT 、7F-IMRT 和9F-IMRT 在靶区适形度方面明显优于3D-CRT ；在危及器官（膀胱V30、V40、V50，小肠V50和直肠V30、V40、V50）保护方面，5F-IMRT 、7F-IMRT 和9F-IMRT 明显优于3D-CRT ，P <0.05。

三维适形、调强放疗的流程与计划设计技巧精确放疗的计划设计及实施流程1.计划设计的基本流程1.1体位或⾯罩固定病⼈经放疗医师确定放疗后，⾸先需严格的体位或⾯罩固定，体位固定以病⼈舒适、⾝体重复性好为主，，固定好后⾏定位CT扫描。

1.2输⼊患者基本信息和图像信息基本信息是患者姓名、性别、住院号等，图像信息是模拟定位获得的⼈体外轮廓或⼈体CT断层图像，或其它影像学检查获得的图像（MRI、PET），扫描后图像通过⽹络输⼊到TPS中。

1.3标记参考点和图像配准标记参考点是翻动扫描图像找到CT图像在体表标记三个(⼗)字对应的激光在体表的位置，以此点做为坐标原点。

配准图像是建⽴两组不⽤图像之间空间位置关系的过程，配准的图像可能来⾃同机或异机。

异机是指融合的图像是在不同的机器上采集的，患者需要两次摆位，体位变化的可能性⽐较⼤，配准需要⼈⼯或半⾃动化完成，配准的准确性可能受影响。

同机是指两组图像是在⼀个机器上采集的，两次采集之间患者的体位⽆变化，配准率较⾼。

1.4精确定义解剖结构并给定处⽅剂量要求要精确定义解剖结构⼀般有⼈体外轮廓、靶区、危及器官等，根据ICRU62号报告需要定义的靶区有肿瘤原发灶（GTV）、临床靶区（CTV）、和计划靶区（PTV）。

GTV和CTV及危及器官由主管医⽣精确勾画，医⽣根据输⼊到计划系统的患者图像及其它诊断材料，结合特定的肿瘤临床表现，精确地完成这项任务，并给与靶区及危及器官的耐受剂量。

PTV由计算机根据靶区外扩⾃动产⽣，外扩的⼤⼩取决于摆位误差、放疗设备误差和器官运动幅度。

由物理师通过对平时治疗技师摆位后拍治疗验证⽚以⾻性标记或DRR⽚图像对⽐定量分析后得出头部、胸部、腹部等外扩数据。

1.5采⽤正向或逆向⽅式确定射野参数物理师检查医师勾画的靶区及危及器官⽆误后，根据医师提供的剂量要求设定⽬标函数。

逆向⽅式是指物理师根据医师提供的剂量要求填写⽬标函数和约束条件及各⾃的重要性，⽤约束条件描述靶区剂量均匀度要求和正常组织耐受量要求，然后⽤计算机以⼀定的数学模型进⾏优化，然后给出⼀组数据最优的射野参数和剂量分布，若医师满意，射野参数就确定下来；若不满意，则调整优化的射野参数，如：正常组织最⼤耐受量、靶区的剂量限值、以及相应的重要系数，如此反复，直⾄计划满意。

三维适形放疗与调强放疗在浸润型胸腺瘤术后的效果对比目的比較浸润型胸腺瘤术后行三维适形放疗与调强放疗肺部剂量学的差异及放射性肺损伤发生率。

方法选取2014年1月～2016年6月在广东省惠州市中心人民医院诊治的28例浸润型胸腺瘤术后患者，随机分为三维适形放疗（3D-CRT）组及调强放疗（IMRT）组，各14例。

两组术后给予放疗，3D-CRT 组给予三维适形放疗，IMRT组给予调强放疗，每个患者同时制定三维适形放疗计划及调强放疗计划，并比较两个放疗计划的肺部剂量学。

随访患者，比较两组患者的放射性肺损伤发生率。

结果IMRT组的肺V5[（65.68±11.32）%]高于3D-CRT组的（57.17±9.46）% （P＜0.0.5），肺V10[（45.78±10.00）%]、V20[（23.19±7.12）%]、V30[（13.40±5.15）%]分别低于3D-CRT组的（47.70±9.48）%、（26.54±7.76）%、（15.10±4.90）% （P＜0.0.5）。

随访期间，IMRT组有2例出现放射性肺损伤，3D-CRT组有1例出现放射性肺损伤，两组的放射性肺损伤发生率差异无统计学意义（P>0.05）。

结论浸润型胸腺瘤术后行调强放疗，肺部低剂量区照射的体积较三维适形放疗大，在接受10、20、30 Gy 照射的肺部体积较三维适形放疗小，在剂量较高时，对肺部的保护性更佳。

[Abstract]Objective To compare the difference of pulmonary dosimetry and the incidence of radiation-induced lung injury in patients with invasive thymoma after three-dimensional conformal radiotherapy （3D-CRT）and intensity-modulated radiotherapy （IMRT）operation.Methods From January 2014 to June 2016，28 patients with invasive thymoma treated in Huizhou Central People′s Hospital in Guangdong Province were selected and they were randomly divided into 3D-CRT group （n=14）and IMRT group （n=14）.After surgery，radiotherapy was necessary.They were provided with 3D-CRT and IMRT separately in the two groups.Plan of 3D-CRT and IMRT were designed for every patient and pulmonary dosimetry in two-radiotherapy plans was compared.They were all followed up，and the incidence of radiation-induced lung injury was also compared between the two groups.Results The lung V5 was （65.68±11.32）% in IMRT group，which was higher than that in 3D-CRT group [（57.17±9.46）%] （P＜0.05）.The lung V10，V20，and V30 in IMRT group was （45.78±10.00）%，（23.19±7.12）%，and （13.40±5.15）% respectively，which was lower than that in 3D-CRT group [（47.70±9.48）%，（26.54±7.76）%，and （15.10±4.90）% accordingly] （P＜0.05）.During the follow-up，there were two cases occurred with radiation-induced lung injury in IMRT group，one in the 3D-CRT group，which was not displayed significant difference about the incidence of radiation-induced lung injury （P>0.05）.Conclusion Postoperative IMRT for invasive thymoma，the radioactive volume in low-dose area of the lung is larger than 3D-CRT，but in 10 Gy，20 Gy，and 30 Gy the radioactive lung area is smaller in comparison with that by 3D-CRT，which indicates the protection of lung is better when the dosage is higher.[Key words]Invasive thymoma；Three-dimensional conformal radiotherapy；Intensity modulated radiotherapy；Radioactive lung injury胸腺瘤是成人前纵隔最常见的肿瘤，约占成人所有前纵隔肿瘤的30%，可发病于任何年龄，好发年龄为40～50岁，男女发病率基本相同。