10第12章调强放射治疗技术

调强放射治疗计划
李宝生;于金明;王立英;徐本华;王仁本;孔丽;赵献光;周涛;李万龙
【期刊名称】《中国肿瘤》
【年(卷),期】2001(10)8
【摘要】调强放射治疗(IMRT)作为一种新近发展起来的先进放射治疗技术 ,在一些发达国家已经应用于临床。

其优势在于肿瘤靶区三维剂量分布的适形程度及其均匀性较标准的适形放疗更好 ,从而在减少或不增加正常组织受高剂量照射的前提下增加肿瘤组织的受照剂量 ,这样就可以提高肿瘤的局部控制率 ,降低正常组织并发症的发生率。

本文对调强放疗的计划过程、剂量计算及优化方式等进行了综述。

【总页数】3页(P461-463)
【关键词】调强放射治疗;放射治疗计划;放射治疗剂量;肿瘤
【作者】李宝生;于金明;王立英;徐本华;王仁本;孔丽;赵献光;周涛;李万龙
【作者单位】山东省肿瘤医院
【正文语种】中文
【中图分类】R730.55
【相关文献】
1.左乳腺癌保乳术后混合调强放射治疗计划与单纯调强放射治疗计划剂量学比较与分析 [J], 刘旭红;陈晓;艾毅钦;李文辉;杨毅;侯宇
2.自动调强放射治疗计划与手动调强放射治疗计划的剂量学比较研究 [J], 曾广平; 康盛伟; 唐斌; 黎杰; 王培
3.自制TOMO模体在螺旋断层放射治疗系统调强放射治疗计划验证研究 [J], 郭兴照; 刘静; 程金生; 徐伟; 戴相昆; 王刚
4.利用三维治疗计划系统对宫颈癌术后不同射野数调强放射治疗(IMRT)与三维适形放射治疗的计划作剂量学比较 [J], 李辉成;张晓敏;张永峰;张哲;刘丽波
5.乳腺癌保乳术后混合调强与全调强放射治疗的计划对比 [J], 余育贤;吴继平;张龙泉;张龙泉
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调强放射治疗自动计划技术的研究进展范嘉伟【摘要】逆向调强放疗(intensity-modulated radiation therapy,IMRT)技术在保证靶区接收足够照射剂量的同时极大地降低了正常组织的受照剂量.在IMRT治疗计划的设计过程中,需要进行多次尝试与优化才能在提高靶区覆盖率与减少正常组织受照剂量的矛盾中找到平衡点.这种常规的计划设计过程十分繁杂,而且很大程度上依赖于设计者自身的经验,缺乏统一的规范和评判标准.因此,如果可以在复杂的优化过程之前就利用某些方法(例如自动计划算法)预测出最终的计划结果,将会提高计划的设计效率和质量.该研究将对放射治疗中自动计划技术的研究进展做一综述.【期刊名称】《中国癌症杂志》【年(卷),期】2018(028)006【总页数】4页(P435-438)【关键词】逆向调强放疗;计划预测;自动计划【作者】范嘉伟【作者单位】复旦大学附属肿瘤医院放射治疗科,复旦大学上海医学院肿瘤学系,上海 200032【正文语种】中文【中图分类】R73-37近年来，随着计算机及加速器技术的迅猛发展，逆向调强放疗（intensity-modulated radiation therapy，IMRT）技术在保证靶区接收足够照射剂量的同时极大地降低了正常组织的受照剂量。

作为新兴技术，自动计划技术能够提高IMRT计划的质量和效率，已获得国内外研究者的重视。

自动计划技术是指通过某种自动化的算法或手段生成临床可接受的IMRT计划的技术。

本研究将通过回顾近年来的文献，就国内外在该领域的研究进展做一综述。

1 放射治疗自动计划研究的临床意义优质的IMRT计划需要专用的治疗计划系统（treatment planning system，TPS），也需要熟悉该系统的计划设计者不断尝试和反复修改(trial and error)。

不同的计划设计者由于自身的经验、目标函数的设置等诸多方面存在差异，对同一患者可能设计出完全不同的IMRT计划。

调强放射治疗技术名词解释
调强放射治疗技术是一种利用计算机程序对放射源进行调节和控制的放射治疗技术,也被称为放射剂量调强技术。

该技术主要用于治疗一些需要较高剂量的肿瘤,如放射性照射剂量过高的肿瘤、肿瘤无法完全切除等情况。

调强放射治疗技术的基本思想是通过计算机程序对放射源进行精确的控制,使得治疗计划中的剂量达到预设的目标值。

在调强放射治疗技术中,放射源的剂量是通过一个数字信号控制的,这个信号可以通过计算机程序进行调节。

计算机程序会根据治疗计划、肿瘤的性质和患者的身体情况等因素,计算需要最合适的剂量,然后通过放射源发出正确的信号,使得剂量达到预设的目标值。

调强放射治疗技术的优点包括:精确、高效、安全。

该技术可以精确控制剂量,使得肿瘤得到更好的治疗效果。

同时,由于放射源的剂量是可以通过计算机程序进行调节和控制的,因此治疗过程更加安全和高效。

调强放射治疗技术也存在一些不足之处。

例如,由于放射源的剂量是可以通过计算机程序进行调节和控制的,因此治疗计划可能需要多次调整,以确保剂量达到最合适的目标值。

此外,调强放射治疗技术还需要精确的放射源定位和控制系统,以确保治疗过程的准确性和安全性。

调强放射治疗技术是一种高精度的放射治疗技术,可以用于许多不同的肿瘤治疗计划中。

随着技术的不断进步,调强放射治疗技术的治疗效果和安全性也在不断提高。

调强放射治疗技术的发展进程摘要】调强放射治疗是指能对射线强度进行调整的一种放射治疗方法。

调强技术从利用金属补偿器开始对X射线能量调节发展到利用独立准直器和MLC的调强技术，到现在广泛应用的旋转调强和断层调强以及IGRT技术。

调强放疗技术的不断发展旨在更加精准的确定治疗靶区，形成更加个体化的治疗方案。

【关键词】调强；IMRT；放射治疗；MLC【中图分类号】R319 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2015）08-0091-03随着计算机技术的日益成熟发展，放射治疗步入“三精”时代，精确定位，精确设计治疗计划到病人精确治疗。

调强放射治疗（intensity-modulated radiotherapy ,IMRT）以其独特的优势，精确的靶区定位跟踪、剂量适形、自适应照射等特点，正逐步引领着新放疗时代。

本文旨在简要概述调强放射治疗的发展进程，以及新的图像引导下的调强放射治疗的发展。

调强放射治疗（IMRT）定义为：它可以对不同方向入射的照射野强度进行调整，从而可以以非均匀射野对靶区进行照射，所有照射野的合成效果即可得到最终靶区剂量分布。

通过改变剂量率的调强方式有组织补偿器、一维楔形板等，通过改变照射时间的调强方式有独立准直器，多叶准直器静态和动态调强。

1.金属补偿器金属补偿器通过在均匀的照射野方向上放置厚度不等的金属补偿块，实现补偿器的调强功效。

金属补偿形成调强照射野，射线强度分布明显，易于计算。

缺点是设计工作繁琐耗时，每次使用需要搬动沉重的补偿块，制作和存储上的不便，需要更先进的电子操作而非人工操作来弥补[1][2]。

2.独立准直器调强通过直线加速器的铅门准直器的运动实现的调强技术可以分为[3]：静态模式调强和动态模式调强。

独立准直器调强的原理是基于两个铅门的相对运动来进行注量调制。

准直器动态调强是，在加速器出束过程中，一对铅门处于静止状态，另一对铅门来回运动，即完成对射束的调强。

只有当铅门的运动速率够快的情况下，能实现有梯度的强度，但是在20世纪的中期，加速器的准直器还未能达到用计算机来直接控制，再加上通过准直器的运动，需要对漏射线和散射线的影响进行循环的修正，以保证出束与计划设计要求一致，这也大大的增加了临床应用的难度[4,5]。

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。

调强放疗技术在临床治疗中的应用【关键词】调强放射治疗；临床；应用随着放射物理学、放射生物学、临床肿瘤学和医学影像学等相关学科的发展，放射治疗技术领域发生了巨大的变化，特别是肿瘤调强适形放射治疗技术(IMRT)有了迅速发展。

IMRT具有常规放疗、三维适形放疗所无法比拟的优点，能获得更高的靶区剂量均匀性，从而可适当提高肿瘤的照射量，被确认为21世纪肿瘤放射治疗技术发展的方向。

1 调强放射治疗技术概述调强放射治疗技术是以各种物理手段的放射治疗技术，根据肿瘤靶区的形状，通过调节和控制射线在照射野内的强度分布产生不同剂量梯度来达到对肿瘤靶区给予致死性的高剂量照射，而对肿瘤周围正常组织控制在正常耐受剂量以下的一种放射治疗技术，是按设计好的强度分布在治疗机上采用某种调强方式而实施的治疗。

调强放疗技术的原理来自CT的逆向思维：均匀射线束经过人体后变成强度不均匀的射束，如果给予一个不均匀的射束照射，则出射线就有可能是均匀的IMRT的关键是在照射野内给出强度不均匀的射线进行治疗，加上多野照射，就可以得到适合靶区立体形状的剂量分布，同时也可以使“剂量适形”。

这种根据预定靶区和危险器官结构计算出射束剖面的强度分布并使靶区获得最佳剂量分布的方法称之为大放射治疗计划的“逆向计划方法”，它的剂量计算方法与CT重建图像的计算方法类似，却从相反方向进行，把患者的照射部位分成如CT 扫描时的一个个体层，CT在扫描时给出空间上均匀的射束而接受到的是空间不均匀的出射线束，IMRT则给出空间上不均匀的调强入射线束，以期在靶区获得均匀的剂量分布。

2 调强放射治疗技术的临床意义IMRT最大的优点是其剂量分布可以在三维方向上与靶区形状适形。

常规三维适形放疗是采用照射形状与靶区投影相一致的方法来实现适形的，对于凸形靶区，可以使高剂量区的形状与靶区一致，对于凹形的靶区就无法满足要求。

IMRT 通过逆向计算所得的对线束元权重的优化调节，无论凸形或凹形都能实现适形。

调强放射治疗技术肿瘤是一种常见病、多发病，恶性肿瘤是危害人类健康最严重的疾病。

放疗是治疗肿瘤主要手段之一，它利用放射线杀死癌细胞使肿瘤缩小或消失来治疗肿瘤。

放射线破坏照射区（靶区）的细胞，使这些细胞停止分裂直至死亡。

放疗的目的是尽最大的努力杀死肿瘤细胞，同时保护正常组织。

目前的统计表明，约70%的恶性肿瘤病人在疾病发展的不同阶段需要放疗控制，但对于一个具体的病人来讲，是否采用放疗则应按照肿瘤的规范化治疗原则、肿瘤的发展期别及病人的身体状况而定。

临床上适合放疗的肿瘤主要有：鼻咽癌、喉癌、扁桃体癌、舌癌、恶性淋巴瘤、宫颈癌、皮肤癌、脑瘤、食管癌、乳腺癌、肺癌、直肠癌、骨肿瘤、肝癌、软组织肉瘤等。

调强适形放射治疗是放疗的一种，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。

调强放疗的优点显而易见：它使得放疗剂量的分布与靶区的形状相一致，靶区内接受分布均匀的高的剂量，保证对肿瘤细胞的杀伤，提高放疗的治疗效果。

同时使得正常组织接受较低的剂量照射，达到保护正常组织，减少不良反应的目的。

应用调强适形放射治疗（IMRT）技术治疗头颈部、颅脑、胸部、腹部、盆腔和乳腺等部位的肿瘤优于普通适形放射治疗的研究均已得到肯定的结论。

对头颈部肿瘤及鼻咽癌，调强适形放疗提高了疗效，同时降低了腮腺的损伤，减轻了口感的痛苦，而且降低了脑和脊髓的损伤；另外对复发的鼻咽癌，调强适形放疗能很方便地进行第二次放疗而不增加放疗的并发症；对于前列腺癌，调强适形放疗获得了与手术相同的疗效，同时病人免除了手术的痛苦和损伤；对脑肿瘤，调强适形放疗在提高疗效的同时，降低了放疗对正常脑组织的损害；对乳腺癌，调强适形放疗可以明显改善靶区剂量分布，对肺及心脏的保护更好；对肺癌，调强适形放疗能降低对正常肺组织、心脏、食道等脏器的损伤，可以使放疗和化疗的联合治疗因为副作用减少而变得容易实施，明显提高疗效；对胃肠肿瘤、肝肾等腹腔肿瘤，过去由于正常的胃肠肝肾组织对放射线比较敏感，但放疗时易导致明显的副反应，一般不适合放疗或者三维适形放疗不能完成计划的患者，调强适形放疗的出现，使此类病人放疗成为可能。

《放射治疗技术》教学大纲课程编号：适用专业：三年制医学影像技术专业学时数：64（其中理论52学时，实验12学时）前言【课程性质】放射治疗技术是放射治疗学的重要内容之一，放射治疗学时利用射线束治疗肿瘤的一门学科。

放射治疗技术是在实施放射治疗过程中的一种手段，放射治疗技术是否合理，实施过程是否准确直接会影响放射治疗效果。

自1899年开始使用射线治疗癌症以来，放射治疗学一直在飞速发展，并且相关学科的发展，放射治疗由原来的外照射为主改进成更精确的近距离治疗为主，形成了完整的治疗系统。

不但治疗定位、计划、摆位、照射更加精确，医护人员的防护也更加完善。

这种精确地放射治疗技术被认为是21世纪放射治疗的主流。

【教学目标】通过本课程学习，要求学生达到以下目标：知识教育目标：1、掌握放射治疗基础理论的同时，着重掌握放射治疗技术的临床应用。

2、了解常见放射治疗的概念和用放射治疗设备治疗肿瘤的全过程。

能力培养目标：1、理论联系实际，并能运用于临床。

2、培养创新意识和协作精神树立良好的学风，养成良好的学习习惯，培养严谨的学习态度。

3、提高分析问题、解决问题、主动获取知识的能力。

思想培养目标：1、培养良好的职业素质。

2、培养理论联系实际、实事求是的科学作风。

【考核办法】按照掌握、熟悉和了解三个层次，记忆、解释和应用三个方面进行考核。

实践技能考核占30%、平时成绩占10%、理论考试占60%。

，题型为1、选择题，2、填充题，3、简答题，4、问答题。

【教材】韩俊庆王力军《放射治疗技术》人民卫生出版社【参考教材】⑴谷铣之《肿瘤放射治疗学》北京医科大学中国协和医科大学联合出版社⑵张天泽徐光炜《肿瘤学》天津、辽宁科学技术出版社⑶胡逸民《放射治疗技术》人民卫生出版社⑷王瑞芝《放射治疗技术》人民卫生出版社学时分配表理论教学内容及要求第一章总论【目的要求】1、掌握放射治疗技术的重要性，不同模式及放射治疗工作对放射治疗技术人员的要求2、熟悉放射治疗技术相关专业的形成和发展及发展趋势3、了解放射治疗的发展简史【教学内容】一、放射治疗技术研究的范畴1、放射物理学的形成于发展；2、放射生物学的形成于发展；3、高能线密度计重粒子的应用二、放射治疗在肿瘤治疗中的地位1、肿瘤放射治疗局部控制的重要性；2、常见肿瘤放射治疗效果；3、放射治疗在肿瘤综合治疗中的应用；三、放射治疗技术发展的趋势1、精确放射治疗技术的开展；2、非常规放射治疗技术的应用；3、靶向放射治疗技术的探讨；4、对个体化放射治疗的认识；5、综合治疗模式的应用四、放射治疗技师应具备的知识1、放射物理学知识；2、放射生物学知识；3、放射治疗学知识；4、临床肿瘤学知识；5、医学影像学知识；6、医学心理学知识；7、医学伦理学知识第二章临床放射物理学基础【目的要求】1、掌握常用放射线的物理特性2、掌握常用放射线和电子线的剂量学原则、影响高能放射线百分深度剂量及等剂量曲线、【教学内容】一、常用放射线的物理特性1、高能X射线的物理特性；2、60钴γ射线的物理特性；3、高能电子线的物理特性；4、质子射线的物理特性；5、种子射线的物理特性；6、其他重粒子射线的物理特性二、放射线射野计量学1、放射线的临床剂量学原则；2、高能X射线的百分深度剂量及影响因素；3、60钴γ射线的百分深度剂量计影响因素；4、高能电子线的临床剂量学；5、等剂量曲线的分布及影响因素；6、人体曲面和不均匀组织的修正；7、临床处方剂量的计算方法第三章临床放射生物学基础【目的要求】1、掌握放射线作用机体后产生的电离和激发的生物学效应2、熟悉传能线密度、自由基与活性氧、氧效应、靶学说等概念3、了解放射损伤的机制等【教学内容】一、放射生物学的基本概念1、电离和激发；2、传能线密度和相对生物效能；3、自由基与活性氧；4、氧效应与氧增强剂；5、靶学说和靶分子；6、影响辐射生物效应的主要因素；二、临床放射生物学效应1、正常组织细胞的放射生物学效应；2、肿瘤组织细胞的放射生物学效应；三、放射治疗的时间、剂量分割模式1、常规分割照射的生物学基础；2、非常规分割照射的生物学基础；3、生物剂量等效换算的数学模型；4、不同时间、剂量分割照射是应注意的事项四、提高放射生物学效应的方法1、增加氧在肿瘤细胞内的饱和度；2、放射增敏剂的临床应用；3、放射防护剂的临床应用五、加温治疗的原理及应用1、加温治疗的方法；2、加温治疗的作用机制第四章常用放射治疗设备【目的要求】1、掌握现代放射治疗设备的基本结构和特点2、熟悉放射治疗设备的功能3、了解放射治疗设备的原理【教学内容】一、远距离60钴治疗机1、60钴γ射线的特点；2、60钴治疗机的一般结构；3、60钴治疗机的半影4、60钴源的更换；5、60钴治疗机的种类二、医用直线加速器1、加速器的基本结构；2、电子的加速过程；3、加速管的结构；4、高频功率源；5、线束偏转系统；6、多叶准直器；7、加速器治疗机头三、近距离放射治疗机1、后装治疗机；2、近距离治疗常用核素；3、近距离治疗粒子源的特征；四、立体定向放射治疗系统1、立体定向装置；2、三维治疗计划系统3、放射治疗机五、模拟定位机1、普通模拟定位机；2、模拟CT机；3、CT模拟机第五章常用放射治疗方法【目的要求】1、掌握放射治疗中常用放射源的种类及区别、放射治疗方法及技术。