CN103706044A - 一种放射治疗的计划设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种放射治疗的计划设计方法，在一个计划中，它同时利用静态调强与容积旋转调强两种方式，设计一个混合计划。步骤是首先在合适的方向上预设静态射野；以此为基础，增加照射野数，使整个空间形成均匀或近似均匀的射野分布，依照静态调强的方式优化一次，形成子野与MU；保留预设静态野所有参数不变，删除其他射野，并添加动态弧，以弥补删除的射野空出的空间角度，优化弧形野，直至剂量分布达到设计要求。本发明同时兼顾静态调强的剂量调制能力强和容积旋转调强的执行时间短两个优点。
Description
技术领域
本发明涉及放射治疗领域，具体地，本发明涉及应用于X射线外照射的计划设计方法。
背景技术
精确放射治疗有很多种，其中最早出现的是三维适形放射治疗（CRT），它利用CT成像技术在三维方向上确定靶区位置，并可以在三维方向上寻找照射方向，每个照射方向都可以利用光栅形成与照射靶区形状一致的照射野。使得剂量集中在靶区位置，保护正常组织免受高剂量照射。
调强放射治疗（IMRT）是在三维适形基础上发展起来的，是一种特殊的三维适形放疗技术，他同样是在三维方向上寻找最佳照射方向，不同之处是每个照射野可以分化为许多个照射子野，利用子野调整射线在入射方向上不同位置的强度，使得靶区剂量更加均匀，同时正常组织得到更好的保护。调强放射治疗的特点是，入射方向由计划设计者人为设定不可优化，治疗过程中机架旋转到设定位置停止不动，变动光栅形成各种形状的子野，利用相同的剂量率输出剂量。治疗时间较长，MU数较多。但剂量调整能力较强，获得的最终剂量分布较理想。
螺旋断层放疗（HT）是一种采用螺旋CT扫描方式治疗癌症的放射治疗方式，它属于二维旋转调强的一种，在治疗层面可以实现360°旋转，多个弧度照射，治疗完成后，步进至下一治疗层面继续治疗。螺旋断层放疗的特点是计划设计的剂量分布较理想，可以实现较大靶区甚至是全身靶区的照射，不会受到靶区过大的限制；缺点是和普通的子野式调强相比，治疗时间过长。
容积旋转调强（VMAT）是一种全新的动态调强方式，它在治疗过程中可以实现连续的机架旋转、光栅运动，剂量率调整，使得治疗计划最优化。它克服了静态调强治疗时间长，MU数量多的缺点。虽然容积旋转调强有着明显的潜在优势，但是目前主流应用于临床的治疗计划系统，在面对复杂靶区时，无法利用容积旋转调强技术获得更加优质的剂量分布，特别是晚期鼻咽癌的放射治疗和两个或者两个以上相互分离的靶区同时照射时，都无法获得静态调强那样的危及器官保护结果。
在乳腺癌和中心型肺癌或者食管癌的的放射治疗中，适形/调强混合计划（HybridCRT/IMRT）得到应用，这种方法兼顾适形计划剂量投递的准确性，和调强计划对危及器官的保护与靶区剂量分布的均匀性。在临床上得到了很好的应用。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种计划设计与剂量投递的新方法。
本发明的另一个目的是要在一个计划中即体现IMRT计划优质的剂量调制能力，又拥有VMAT技术执行快速的特点。
本发明涉及放射治疗的计划设计与实施的一种方法，该方法包括以下步骤：
观察靶区及其周围危及器官的解剖位置和三维结构，依次选择若干入射方向，预设静态调强野，静态调强野方向的选择要至少符合如下两个条件之一，a.从此方向入射的静态野可以躲避重要危及器官免受高剂量照射；b.我们希望计划整体剂量分布的走向是沿着这个或者这些方向的;
以预设的静态野为基础，在360°空间中等角度地添加射野，使得整个空间形成均匀分布或者近似均匀分布的射野角度安排，最终，总射野数量要＞7个，以使优化时空间角度最大限度地得到利用;
设置优化处方，对计划进行一次优化，生成子野和跳数;
保留预设角度射野的子野和跳数不变，删除其他射野的全部信息，并用动态弧形野填补所删掉射野空出的空间角度，继续优化弧形射野，调整处方设置，并做进一步优化，最后生成一个既包含静态调强野，又包含VMAT弧的混合计划(Hybrid IMRT/VMAT)。
适用范围
1.两个或者多个相互分离的靶区同时接受照射时；
2.下颈部双侧淋巴结需要进行预防性照射的中晚期鼻咽癌;
3.双侧锁骨上需要预防性照射的中、上颈段食管癌;
4.中心型肺癌或者食管癌.
附图说明
图1示出了计划设计的流程。
图2至图4示出了优选实施例的实施细则。
具体实施方法
参考图2，针对VMAT计划对于多个靶区之间的正常组织保护不利的特点，根据中晚期鼻咽癌下颈部预防照射靶区解刨结构，为了躲避喉和气管，预设0°一个照射野（1），再根据颈部靶区解刨结构，沿着靶区形状的纵向再添加200°（2）、160°（3）两个照射野。
参考图3，每隔40°添加一个射野用来填充空间角度，共添加了6个照射野（4～9），形成9野入射的均匀分布。设置处方，进行一次优化，每个射野都生成相应的子野与跳数（MU）。
参考图4，保留（1）、（2）和（3）三个照射野的子野与MU不变，删除射野（4～9），添加200°到0°（10），0°到160°（11）的两个动态弧形野，优化处方根据需要稍作调整，进行优化。
优化完成后，查看剂量分布与剂量体积直方图（DVH），根据实际情况，调整处方继续优化，直至剂量分布达到设计要求。
为更好地说明本发明的特点，依据本实施例的具体实施方法，选取9个鼻咽癌病例，分别设计混合计划，结果分别与IMRT计划，VMAT计划相比较，数据在下表中示出：
注：表中GTV为临床靶区；PTV1为鼻咽部计划靶区；PTV2为下颈部预防照射区；HI为均匀性指数；CI为适形度指数；Dmean为平均受照剂量；Dmax为最大受照剂量；v30为受到大于30Gy照射的百分体积；v40为受到大于40Gy照射的百分体积。
Claims (2)
1.一种静态调强与容积旋转调强混合应用于放射治疗的计划设计方法，该方法包括以下步骤：
观察靶区及其周围危及器官的解剖位置和三维结构，依次选择若干入射方向，预设静态调强野，静态调强野方向的选择要至少符合如下两个条件之一，a.从此方向入射的静态野可以躲避重要危及器官免受高剂量照射；b.我们希望计划整体剂量分布的走向是沿着这个或者这些方向的；
以预设的静态野为基础，在360°空间中等角度地添加射野，使得整个空间形成均匀分布或者近似均匀分布的射野角度安排，最终，总射野数量要＞7个，以使优化时空间角度最大限度地得到利用；
设置优化处方，对计划进行一次优化，生成子野和跳数；
保留预设角度射野的子野和跳数不变，删除其他射野的全部信息，并用动态弧形野填补所删掉射野空出的空间角度，继续优化弧形射野，调整处方设置，并做进一步优化，最后生成一个既包含静态调强野，又包含VMAT弧的混合计划(Hybrid IMRT/VMAT)。
2.根据权利要求1所述的放射治疗计划设计方法，其特征在于所述的一个计划中同时运用静态子野式调强和容积旋转调强两种调强方式。
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