调强放射治疗的处方、记录和报告ICRU83号报告解读
提纲
?ICRU关于体外照射规范的历史
?调强放射治疗的计划优化
?IMRT剂量和剂量-体积处方和报告
?各种体积的定义
?处方形成的过程
?临床举例
ICRU，国际辐射单位与测量委员会规范术语、定义、概念
?，29号报告：光子和电子照射的剂量规范
?，50号报告：光子治疗处方、记录和报告
?,62号报告：对于50号报告的增补
?,71号报告：电子束的处方、记录和报告
?,83号报告：IMRT的处方、记录和报告
调强放射治疗：主流技术非常复杂
?肿瘤和正常组织的三维确定、精确勾画
?剂量优化复杂
?验收和质控要求严格
第一部分调强放射治疗的计划优化
传统计划调强计划
三维适形和调强计划比较
优化的过程
?强制性和非强制性约束条件共同组成了优化目标函数
?目标函数是由大量复杂的参数组成，包含一些非线性函数，本身并没有准确的解
?优秀的优化算法只能折中求解，通过逐步求得局部的最小值达到最终求得全局的最小值。
举例：前列腺癌计划优化
?两次优化目标函数设置的对比
优化结果的对比
等效均匀剂量(EquivalentUniformDose,EUD)
?EUD的概念用于求解一个不均匀剂量分布的等效平均剂量，这个剂量不同于一般数学上的算术平均剂量，它具有生物效应上的意义，因此EUD也可以称为生物等效均匀剂量。
举例：头颈部肿瘤的计划优化1常规的基于吸收剂量和DVH的优化
举例：头颈部肿瘤的计划优化2基于EUD优化，靶区吸收剂量均匀性不限
举例：头颈部肿瘤的计划优化3基于EUD优化同时限制靶区吸收剂量均匀性
EUD优化的DVH比较
第二部分IMRT剂量和剂量-体积处方和报告的特殊考虑
ICRU83号报告：特色
剂量报告：单个点剂量(第1水平)
（ICRU参考点、最大剂量、最大剂量）
剂量体积报告(第2水平)；
TCP、NTCP、EUD、适形度、均匀度(第3水平)
ICRU（;;;）推荐的3个水平
?第1水平：最低标准的处方和报告，适用于简单的放射治疗。
第2水平使用计算机计划和三维影像。明确定义GTV、CTV、PTV,OAR,PRV。三维剂量分布和不均匀校正。DVH完整的质量保证计划。
第3水平：发展中的技术。其标准尚未建立。例如TCP（肿瘤控制率）、NTCP（正常组织并发症概率）、EUD
ICRU的参考点和参考剂量
?ICRU既往报告中，ICRU参考点的选择规定：
1.该点剂量应与临床相关。
2.该点易于清晰、明确地确定。
3.该点剂量可以准确的测定。
4.该点所在区域不应有陡的剂量梯度。
ICRU参考点总是位于PTV中心，尽可能选在多野射束轴的交叉点。
但是，
ICRU50和62号报告指出第1水平的报告对于复杂或3D适形放疗是不够的。
剂量-体积计算用于IMRT更为合理
1.IMRT中的PTV内剂量分布较常规放射治疗更不均匀，选择点剂量很难具备代表性。
2.MonteCarlo算法将常规用于IMRT的计算，其小体积点剂量的计算有困难且不确定
3.IMRT中，单野剂量分布比楔形放疗产生更大的剂量梯度。
4.IMRT中，PTV边缘的剂量梯度可以高于10%/mm，射野的一个小移动，即可影响点剂量报告的可靠性。
5.现代治疗计划系统具备评估第2水平剂量报告的工具。
因此，体积剂量应成为IMRT的标准。
第2水平的IMRT处方和报告
ICRU83报告的核心内容:DVH
ICRU83报告PTV的核心内容:
?D近似最小剂量=D98%
?D95%
?D50%(中位剂量)
?D近似最大值=D2%。
上图的D98%，D95%，D50%，D2%分别为
57Gy，57.5Gy，60Gy,63Gy
建议
Dmedian最具有稳定性和可比性
?PTV和CTV的剂量均应报告，比较二者可以评估扩边对于保持CTV足够剂量的能力。
放疗医师不能仅仅依靠DVH，而应仔细审查逐层的（或三维）剂量分布，以确保PTV可被充分照射。
如果剂量处方不统一------
在很多情况下，中位剂量D50%与ICRU参考点的剂量相对应。
OAR和PRV的剂量-体积报告
?并行器官
推荐Dmean和vD
Dmedian意义不大
?串行器官
Dmax,D2%
需勾画整个器官，否则应特别说明。
?串、并联属性不明的器官
Dmean，D2%，VD
治疗计划的版本
?应报告治疗计划系统所使用的算法、模型、软件版本等信息。
第3水平报告：发展中的技术和概念
剂量的均匀性和适形度
?剂量均匀性指数
适形度
?适形度指数
临床生物学指标
?TCP
?NTCP
?等效均匀剂量（EUD）
第三部分各种体积的定义
?GTV：肿瘤区
?CTV：临床靶区
?PTV:计划靶区
?OAR:危及器官
?PRV:计划危及器官区
?ITV:内靶区
?TV:治疗区
?RVR:其它危及体积
?例如：GTV-T（clin,0Gy)
GTV-T（MRI-T2,30Gy)
GTV应标明影像手段和放疗剂量
CTV
?潜在病灶存在的可能性高于5%-10%
?与肿瘤的类型有关
?与复发的后果有关
?与复发的挽救治疗效果有关
?良性肿瘤无CTV，但术后无GTV，只有CTV
?与天然屏障有关（肌筋膜、骨皮质）
?根据经验，更应遵循共识。
lPTV与PRV重叠时，不再主张退缩，解决办法是建立PTV亚体积，降低剂量目标，进行剂量优化。报告时，应针对全部PTVCTV-PTV的扩边，各单位不同，不同的治疗机，不同的技术员也不同。
减少CTV-PTV的扩边
?体位固定
?质控程序
?加强技术员的熟练程度
?影像引导技术的应用
前列腺因直肠前壁体积的增加而围绕其顶点旋转：气（中）或粪便（右）。
CTV、OAR扩边的计算
危及器官OAR
?IMRT的OAR增加
?OAR的设置和剂量限制也在不断发展。
?串型器官、并型器官、混和型（如肾，肾小球、远端小管）
?串型器官不必画全器官，但应统一（如头颈脊髓下至T1）
?并型器官应该画全器官。
串型器官直肠管壁与全腔的区别
并型器官腮腺勾画差别所致影响
IMRT时代的OAR剂量限制
?既往资料来源于常规放疗，IMRT则不同。
?如：腮腺平均剂量26-39Gy,1年后分泌恢复。
?如：全肝照射平均剂量应小于30Gy，但体积小于25%时，则无限制。
?OAR的分次剂量或分割次数显著减少时，OAR耐受量必须重新考虑。
PRV
?对串型器官更重要
?PRV与PTV重叠时，不必退缩。通过改变优先程度或分区限制剂量来解决。但报告时，应以整个PRV或PTV为准。
治疗区
?D98％
其它危及体积（RVR）
?定义：所有OAR、CTV之外的体内成像区。
?如果不勾画，可能忽略高剂量区。
?对评估远期效应的风险如致癌可能有意义。
?对预期寿命长的年轻患者，更为重要。
计划目标、处方和技术参数
IMRT的处方（Prescription)
?ICRU50,62,71,78号报告的含义：确定所希望达到各种感兴趣区的的剂量。目标简单时，易于实现。
?调强放疗的目标复杂，处方定义：治疗计划经优化后，最终被接受的剂量值。
RVR的保护
?RVR也应保护
?剂量限制，列入治疗目标。
治疗计划报告
?医生批准后，处方和技术资料即告完成。
?最终处方：各种体积的描述、PTV的剂量或剂量体积、分次方案、正常组织限量、剂量分布图。
?可与最初计划目标有所不同。
技术资料
?射野数及其方向、子野数及强度分布。
?MLC设置或孔径形状
?子野的机器跳数。
?患者的体位和固定参数。
第四部分临床举例
病例1：声门上喉癌
?1临床情况：声门上喉癌T3N0M0，III期
(ICD-O10：C32.1)
2治疗目的：根治性放射治疗，同期整合加量调强放疗(SIB-IMRT)
3患者体位和影像获取
?仰卧位，以头颈肩热塑成形膜固定。
?计划CT：双源螺旋CT，层厚2.7mm,重建层厚2mm。增强造影剂60ml静推，速度1ml/s,休息3分钟后再静推50ml,立即扫描。范围：额窦至胸锁关节。
?FDG-PET
4靶区设置
?GTV：FDG-PET自动勾画形成GTV-T(FDG-PET，0Gy)
?CTV-T1喉声门上、声门、声门下粘膜、会厌前间隙、咽旁间隙和甲状软骨。
?CTV-T2GTV-T外扩5mm
?CTV-N双颈II–IV组淋巴引流区
?PTV：CTVs外扩4mm,靠近皮肤处
只扩1mm.
OAR
?脊髓
?脑干
?双侧腮腺
?脊髓外扩4mm形成PRV，脑干和腮腺的PRV=OAR
5计划目标
?中位剂量D50%处方：
PTV-N55.5Gy/30f/6w,分次量1.85Gy
PTV-T.5Gy/30f/6w,分次量1.85Gy
PTV-TGy/30f/6w,分次量2.3Gy
剂量限制
6治疗计划系统和治疗机
?用HiArtiTomotherapy治疗机
?用卷积/叠加和collpased-cone算法，有不均匀校正。
7处方(根据TPS情况重新定义)
7处方
?由于在PTV-T2实现69Gy的情况下，右侧PTV-N和PTV-T1无法实现55.5Gy的目标，故右侧PTV-N和PTV-T1处方剂量分别为55.7Gy和61Gy.
8质量保证(QA)
?体模个体化验证剂量，剂量均在5%范围。
?每次治疗前均行兆伏级CT(MVCT)，每日行体位校正。
9剂量报告
?剂量分布、DVH、各种剂量
病例2.肺鳞癌患者
?1、临床情况：男，70岁，一般情况好，卡式评分90分。因“支气管肺炎”行抗生素治疗2周后未见好转，行胸部CT示：右肺下叶肿块；隆突下淋巴结肿大。纤维支气管镜：右下叶支气管腔内肿物。全身PET-CT：肿瘤部位及隆突下淋巴结高代谢。活检病理：鳞状细胞癌II级。诊断：右肺下叶鳞癌T3N2M0IIIa期(ICD-O10：C34.3)
2、治疗目的
?根治性治疗(诱导化疗+调强放疗)。
?先行诱导化疗(DDP+吉西他滨)，2周期后评价为稳定，予第3周期化疗后行调强放疗。
3患者体位及影像获取
?FDG-PET/CT定位：患者仰卧位，平静呼吸，双臂处于身体两侧，使用颈垫和膝架，平静呼吸。扫描层距为5mm，从头顶扫描到髋骨上缘。
?扫描两组图像：第一组图像没有对比剂，用于校正PET图像及计算剂量。第二组图像，通过静注对比剂，用于勾画靶区及OARs。将所有图像通过局域网传送到6.2bPinnacle计划系统。
?在PET-CT勾画靶区。
4靶区
?GTV：通过两步来勾画GTV
?第一步根据FDG显像勾画原发灶和LN。PET图像是在平静呼吸时获得的，因此此勾画靶区包括内部移动。自动勾画的肿瘤靶区分别命名为：GTV-T、GTV-N；
?第二步，根据FDG和CT信息勾画GTV-T+N，要求GTV-T+N覆盖GTV-T、GTV-N。在肺窗勾画肺组织及肿瘤组织的边界，纵膈窗勾画肿瘤与纵膈的边界。
?CTV：不予预防性淋巴结照射，GTV-T+N外扩5mm为CTV-T+N，靠近骨骼、软骨及血管时不外扩。
?计划靶区：CTV-T+N在各个方向外扩5mm为PTV-T+N。
OAR和PRV
?OAR：脊髓、双肺、食管、心脏、肝脏及双侧肾脏。
?PRV：脊髓及食管分别扩5mm和3mm。
5治疗目标
?计划予PTV-T+N中位剂量(Dmedian)70Gy/35次，7周完成，分次量2Gy。
?剂量体积限制
6治疗计划系统及机器
?由ElecktaSli-plus直线加速器实施静态调强。
?优化及剂量计算通过Pinnacle6.2b的卷积或叠加算法完成。
7处方描述
8质量保证
?通过验证计划不同的剂量算法。
?第一周，每天拍正交的射野片，当误差大于5mm时在线更正。通过第一周获得的图像，评估X-Y-Z轴上的系统摆位误差，进而校正以后治疗中的误差。如果每次误差均小于5mm，可以不用每天进行拍片验证。
9剂量报告和计划评估
?用剂量分布图、DVH及小结表作计划评估和剂量报告。
?GTV、CTV、PTV的D2%,D95%,D98%,及Dmedian
?心脏、PRV食管的D2%,D33%,D67%
?脊髓及PRV脊髓的D2%
?肺的V20Gy和V30Gy
病例3.前列腺癌
1临床情况
?男，72岁，PSA8.68ng/ml。
?无泌尿道症状。
?指诊：前列腺肿大，表面无明显结节。
?病理：腺癌。Gleason评分
?诊断：前列腺癌T1cN0M0II期。
2治疗目的3患者体位和影像获取
?治疗目的：根治性放疗，IMRT。
?经病人同意后在超声指导下，将3枚金粒籽置入前列腺内，作为放疗标志。
?患者仰卧位，真空袋固定。平扫定位CT，扫描层厚2.5mm。
4靶区
?GTV：CT上未见肿瘤病灶，因此无GTV。
?CTV：整个前列腺定义为CTV-T。
?PTV：CTV向后外扩7mm，其它方向扩10mm。
危及器官
l直肠壁、膀胱壁、双侧股骨头及股骨颈
lPRV=OAR
5计划目标
PTV-T:中位剂量为78Gy/39f，8周完成,
分次量2Gy。
剂量体积限制
6治疗计划系统及治疗机
?用Pinnacle做计划，ElektaSynergy机放疗。
?卷积/迭加算法；做不均一性校正。
?7野共面6MVx线治疗。机架角度分别为40°、80°、°、°、°、°、°。
7处方描述
?根据剂量分布，处方为：中位吸收剂量为78Gy。
8质量保证
?第三方软件（RadCalc版本4.3）测得剂量精确性在3%之内。
?通过兆伏级射野成像设备获取各野的绝对剂量、剂量分布，并与计划比较。
?每次照射前，用正交的射野影像确定植入的标记位置，如果植入的三个标记在轴位上移动大于3mm，则重新摆位。
9剂量报告
?剂量分布和各种剂量
结束语
?ICRU83号报告是开展IMRT的指导文件和规范。
?剂量体积是IMRT处方、报告的基础。
?举例中的9点报告内容是IMRT报告的目标。
?D50%是联系常规放疗与调强放疗、适形放疗的纽带，建议将该值纳入剂量报告的内容。
?调强放疗的质控和验证至关重要，年纽约时报的2个报道敲响了警钟。
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