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放射治疗计划系统(TPS)逆向调强参考步骤

如何制作调强计划2010年2月5日一、准备工作:(1) 导入病人数据 (CT、MRI、PET);(2) 勾画器官:勾画靶区 (GTV、 CTV、PTV) 及重要器官;(3) 添加射野,选择射线能量和种类。

二、调强步骤:1 添加射野 (BEAM)1.1 射野个数在制作调强计划的时候,通常需要添加4~13野。

野的具体个数要根据靶区的大小及周围器官的数目来确定。

(1)头颈部:靶区较大,重要器官较多,一般添加9~13个野。

(2)胸腔:一般添加4个野。

或者根据情况添加2~6个野。

(3)胸肺部:一般添加4~7个野。

(4)腹部:根据靶区形状大小添加4~9个野。

1.2 射野角度(1)小机头角度(COLLIMATOR)在选择小机头的角度时,应首选叶片运动方向上最小的角度,其次则应根据最佳的适形效果综合考虑。

一般情况下,可选择0度或90度。

光栅90度安装情况下,小机头为0度时叶片运动方向为Y1,Y2方向,如下图:需要注意:一个计划中各射野的小机头角度应尽量统一。

(2)大机架角度(GANTRY)在选择大机架的角度时,应遵循以下几点:A. 射野的中心线要尽量避开重要器官。

B. 选择靶区等中心离皮肤较近的角度选择射野,如下图,以减少正常组织受射量C. 布野要尽量避开对穿野。

D. 相邻射野之间要间隔一定的角度,一个计划中的所有射野应尽量实现均匀分布。

1.3 等中心 (Iso-center)靶区的等中心一般由放射治疗计划系统(TPS)根据靶区形状自动设置,无需手工定义。

如遇到特殊情况,系统自定义的等中心不够理想时,可以手工修改等中心。

一般只需修改等中心的W和H位置,L位置(层厚位置)不用修改。

特殊情况示例:(1)等中心在靶区边缘系统自定义的等中心位置在靶区边缘时,计算调强剂量后,靶区周围需要保护的其他器官受到的照射剂量会过高。

此时,可手工拖动等中心点,使其处在靶区内部,如下图:(2)等中心在靶区之外靶区形状较为特殊的情况下,等中心可能被自动设置在靶区之外,如下图所示,则此时需要手工调整等中心位置以保护靶区周围组织。

将等中心手工设置在尽量靠近靶区的位置,如下图,可以很好的保护靶区周围组织。

一般来说,等射野在肺部的宽度不超过2CM为宜,如下图。

1.4 调整钨门大小手动调整钨门的大小,使钨门各边界尽可能贴近靶区,不要留下明显的空隙。

2 设置调强约束条件 (ORGAN CONSTRAINTS)2.1 设置靶区约束条件(1) 设置靶区的CONSTRAINT TYPE为DOSE;MIN DOSE为100% OF PRESCRIBED DOS;MAX DOSE为105% OF PRESCRIBED DOSE;勾选HARD CONSTRAINT。

(2) 选定调强方式(SLIDING OR STEP SHOOT)和剂量率.一般做调强使用SLIDING 方式。

剂量率根据加速器的设定而设定(一般为250cGY/Min或300cGY/Min)。

点击start进行计算后,查看DVH图。

检查95%剂量是否覆盖95%靶区体积(通常情况下可以达到这个标准);如果DVH显示结果不理想,检查每层的剂量曲线看哪几层的曲线结果较差,相应修改BEAM参数,勾画虚拟器官,甚至调整等中心位置。

多次重复计算直到DVH图中靶区曲线达到理想状态。

2.2 设置重要器官约束条件完成步骤2.1后,查看DVH 图形,找出哪些器官的DVH图曲线不理想,对应地添加这些器官的剂量约束条件。

这些器官一般设定为:CONSTRAINT TYPE为DOSE;MAX DOSE为DVH图中显示的最大剂量;勾选HARD CONSTRAINT。

计算剂量后再次查看DVH图,再次Push器官MAX DOSE为DVH图中最大剂量的 80%,重复数次,直到降低这些器官的最大剂量到最小情况,同时得到较好的靶区剂量曲线。

2.3 设置特定器官约束条件完成步骤2.2后,重要器官的最大剂量已经被限制到最小值,但是有些器官的体积剂量曲线仍不够理想。

如下图所示,绿色为直肠(RUCTUM), 黄色为膀胱(BLADDER),图中可见这两个器官的曲线不够理想,此时需要为他们添加dose-volume约束条件。

添加约束条件后重新计算剂量,并查看DVH图的变化。

根据DVH结果再次调整约束条件,重复数次,直到得到较为满意的DVH曲线。

2.4 Leaf sequence和Deliver Dose如此时DVH图中,靶区及其他器官的曲线结果都较好,则进行Leaf Sequence“和Delivery Dose 的操作。

这两个步骤花费时间较长,一般来说靶区越大约束条件越多,所需的计算时间也就越长,大约在30~60分钟左右。

2.5 复查DVH曲线经过Leaf sequence和Deliver Dose之后,DVH图会较之前添加约束后的计算结果略有变化,一般简单案例的调强计算变化较小,而比较复杂的调强计算的剂量变化会比较大(如头颈部调强计划,靶区大、约束器官多、器官离靶区较近,这些都会对计算结果造成影响)。

如果DVH图不理想,则需要重复步骤2.1,直到得到满意的结果。

2.6 检查热点剂量(HOT SPOT)检查HOT SPOT的位置是否在靶区内,同时检查HOT SPOT值,一般应控制在120%范围内(头颈部的会略高)。

如果HOT SPORT不在靶区内,在HOT SPOT 剂量不是很高的情况下,可以接受该结果;如果HOT SPOT剂量很高,则需要在HOT SPOT 的位置模拟一个重要器官,并对其添加合适的约束条件,以达到将HOT SPOT 驱赶到靶区内的目的。

2.7 检查每层的剂量曲线查看每层(Slice)的剂量曲线,如靶区外的剂量过高,则可以手工勾画器官,限定靶区周围组织的剂量。

如下图。

2.8 完成调强计划在检查DVH图、POI点和每层图像的剂量曲线分布状态后,如都符合要求,则可保存该计划。

接着可以多新做几个不同的计划,与该计划进行比较,选择最满意的结果进行治疗。

2.9 其他注意事项如果靶区很小又靠近肺部,有时靶区的DVH剂量曲线结果较差,此时可做一个虚拟靶区(将原靶区稍做扩大(ENLARGE)形成一个新的靶区),为该虚拟靶区添加约束条件后计算剂量,原靶区范围内的剂量曲线结果会较好。

如下图,肺部有一个较小的靶区,只对靶区(PTV3)添加约束条件,计算剂量后可看到DVH曲线不理想。

此时将PTV3扩大形成新靶区PTV6,并对PTV6添加约束条件,计算剂量后在DVH图中可看出,虽然PTV6的曲线不理想,但是原靶区PTV3的曲线结果却很好。

三、调强示例:1 头颈部调强计划1.1 勾画器官做头颈部病例时,需要勾画的器官一般为:9 Skin;9 GTV、CTV、PTV;9 Lip;9 Spinal-Cord;9 Brain-Stem;9 EyeLeft、EyeRight;9 LensLeft、LensRight;9 LungLeft、LungRight;9 ParotidLeft、ParotidRight;9 Optic-NerveLeft、Optic-NereRight;9 Optic-Chiasm;在制作调强计划的时候,有时需要多勾画一个或几个虚拟器官以使剂量曲线结果更好。

如下图中青色的为勾画的虚拟器官,设定剂量约束条件后可以使剂量曲线控制在靶区范围内,如下图:如果没有勾画虚拟器官并添加响应的约束条件,剂量线有时会超出靶区范围内,HOTSOPT也可能不在靶区范围内。

如下图:1.2 添加射野(BEAM)头颈部的调强计划一般需要设置7~13个射野。

射野分布要均匀,而射野的等中心线应尽量避开重要器官,如眼睛、脊髓、腮腺等。

头颈部的调强计划中,射野的光栅(MLC)叶片运动方向一般为Y2、Y1方向(该方向叶片运动范围最小)。

可手工调节钨门,使其边界更贴近靶区边缘。

如下图:1.3 设置调强约束(1)设置靶区约束条件首先设定靶区的剂量约束,如下图所示,设置靶区PTV3的Min Dose为处方剂量(Prescribed Dose);Max dose为处方剂量的105%(图中处方剂量为1440cGY,并非第一次治疗阶段。

)设置完成后点击start进行计算后,查看DVH曲线,第一次计算结果如下图所示:查看DVH图,添加重要器官约束条件,选择用CONSTRAINT TYPE为DOSE;MAX DOSE 为DVH中最大剂量;勾选CONSTRAINT为HARD CONSTRAINT(例:上图中蓝色线为右腮腺,从上图看,它的最大剂量为1150左右,则设定右腮腺的MAX DOSE=1150);添加器官约束条件后重新计算再次查看DVH图并设定约束条件(如第二次计算时右腮腺的MAX DOSE=1000,第三次计算时右腮腺的MAX DOSE=800),重复数次,在靶区DVH剂量曲线较好的情况下,将所有器官的最大剂量降至最小,如下图:(2)Leaf sequence和deliver dose完成 2.1步骤后就需要进行Leaf sequence和deliver dose,此计划中计算时间大约为25~60Min,计算完成后DVH图会有所变化,如下图所示。

如对结果不满意则重做步骤2.1,多做几个计划,进行改进和比较,选择最满意的结果。

(3)查看剂量分布和HOT SOPT查看每层的剂量线分布,是否完好包裹靶区;查看HOT SOPT位置是否在靶区内,HOT SOPT剂量不能太高,如下图所示:(4)锁定计划在DVH 曲线、每层剂量线分布、HOT SPOT剂量结果都理想的情况下,可以锁定此计划,完成调强设置。

也可多做几个计划进行比较,选择结果最好的计划进行治疗。

2 胸腔调强计划2.1 勾画器官做胸腔病例时,通常需要勾画的器官有:9 Skin;9 GTV、CTV、PTV;9 Heart;9 LungLeft、LungRight;2.2 添加射野(BEAM)做胸腔调强,一般使用2~6个射野。

射野方向为胸腔切线方向,射野等中心点一般需要手工调节到贴近靶区的位置,如下图所示:手工调节射野的钨门,使贴近靶区,尽量减少肺部组织受到照射。

如果是做乳腺癌病例,一般添加两个射野便足够:如果靶区稍大,可添加四个射野做调强。

其中Beam001和Beam002的大机架角度相同,钨门设定不同 (Beam001钨门大些,包含所有靶区;Beam002钨门小些,只包含主要靶区,避开肺部)。

Beam003和Beam004同理,如下图:Beam001 Beam002 Beam003 Beam004也可以用不同角度的四个射野来做调强计划,如下图所示:2.3 设置器官约束条件(1)首先只设置靶区条件,如下图所示。

计算后查看DVH图,如下所示(红色为靶区,绿色为左肺,蓝色为心脏)(2)添加重要器官添加LUNG and Heart 的约束条件,用”CONSTRAINT TYPE”:DOSE;”MAX DOSE”= MAX organ dose in DVH,从上图可以看出,可以心脏设置最大剂量4500左右,左肺为4750左右,计算后再次查看DVH图变化,再次设置心脏和左肺的最大剂量分别为4000和4400左右后再次计算,多次反复后,直到靶区和器官的曲线在DVH途中都满意为止。

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