NSCLC的放射治疗计划设计

IMRT特点： IMRT特点： 特点
１、照射野的形状和靶区投影的形状一致。 照射野的形状和靶区投影的形状一致。 2、每个传统的射野分为多个子野。 、每个传统的射野分为多个子野。 3、高剂量的射线分布与肿瘤在三维空间 、高剂量的射线分布与肿瘤在三维空间 上的形状一致。 上的形状一致。 4、多野共面或非共面。 、多野共面或非共面。 使轮廓不规则、组织不均匀的肿瘤获得理 使轮廓不规则、 想的剂量分布。 想的剂量分布。
摆位方便，减少一次移位过程
等中心不同设置的剂量图
等中心不同设置的剂量图
剂 量 分 布 影 响 不 大
多野设计分布图
射野方向需要考虑放疗原则 及实际可行性
设置射野，调整射野参数（机架 角、机头角、床角），设置权重 点及权重
计划评估
剂量分布评估 （靶区包绕情况、危及器官避开情况） DVH评估 （靶区平均受量、最低受量， 肺受量，脊髓受量等）
引起位置和形状发生变化的原因
1.分次治疗的摆位误差 1.分次治疗的摆位误差
治疗摆位的目的在于重复模拟定位时的体位,并 加以固定,以期达到重复计划设计时确定的靶区、 危及器官和射野的空间位置关系,保证射线束对 准靶区照射。 摆位误差主要来自3个方面: ①人体非刚体； ②摆位所依据的光距尺和激光灯有1~2mm定位 误差; ③治疗床和模拟定位机床的差别、体表标记线 的宽度和清晰程度等因素均会影响摆位的准确 度。
IGRT定义 IGRT定义
IGRT技术是这样一种技术,它在分次治疗摆位时和(或) 治疗中采集图像和(或)其他信号，利用这些图像和(或) 信号，引导此次治疗和(或)后续分次治疗。 采集的图像可以是二维X射线透视图像或三维重建图像， 或有时间标记的四维图像；也可以是超声二维断层图 像或三维重建图像。 其他信号可以是体表红外线反射装置反射的红外线， 或埋在患者体内的电磁波转发装置发出的电磁波等。 引导的方式可以是校正患者摆位或调整治疗计划或者 引导射线能够使早期NSCLC获得治愈 获得治愈 放射治疗能够使早期 放 射 治 疗 成 为 早 期 NSCLC 的 另 一 根治性治疗手段 放 射 治 疗 在 早 期 NSCLC 治 疗 中 的 地位的确立， 地位的确立 ， 是肺癌治疗进展中的一 个里程碑。 个里程碑。
早期NSCLC的放射治疗 早期NSCLC的放射治疗
3DCRT与IMRT的剂量分布比较 与 的剂量分布比较
图像引导放疗 IGRT
IGRT（Image-Guided Radiotherapy ），是继三 维适形放疗(3DCRT)和调强放疗(IMRT)之后， 又一新的放疗技术。 如果从字面理解IGRT的定义，3DCRT、IMRT IGRT 3DCRT IMRT 甚至传统的二维放疗(2DRT)都可称为IGRT， 因为它们在定位阶段、计划阶段和(或)实施阶 段都用到图像。 显然字面理解不能反映IGRT的技术特征，不能 区分它与其他放疗技术。
影像技术和计算机技术的进步 为精确放射治疗的实现 提供可能
谢 谢
解决呼吸运动的方法: 解决呼吸运动的方法: 扩大放射野
解决呼吸运动的方法: 解决呼吸运动的方法:屏气技术
解决呼吸运动的方法:四维CT 解决呼吸运动的方法:四维CT影像技术 CT影像技术
呼吸曲线 吸气 呼气 床位
螺旋开始
时相
由吸转呼
呼气末
由呼转吸
由吸转呼
等中心不同设置的MLC图 等中心不同设置的MLC图
1、计划靶区（PTV）设置 2、等中心放置（GTV中心或定位中心） 3、确定采用的放疗类型： 常规、适形、调强 4、采用多野共面照射或非共面照射 5、调整射野参数 （机架角、机头角、床角、权重等） 6、计划评估（剂量分布、DVH）
肺部肿瘤的位置 受呼吸运动影响较大
Shimizu等对 例患者在自由呼吸时进行 扫 等对16例患者在自由呼吸时进行 等对 例患者在自由呼吸时进行CT扫 描，发现位于肺上叶和中叶肿瘤头尾方向的平 均位移为6.2（ ～ 均位移为 （2.4～11.3）mm，肺下叶的平均 ） ， 位移为9.1 (3.4～24.0) mm 位移为 ～
常规、三维适形、调强IMRT、 生物适形放疗BCRT IGRT放疗放疗过程中靶区位置验证
常规放疗
常规放疗即通过模拟机定位后开始 采用单野、对穿野、三野等中心 射野为矩形野或加简单挡铅
三维适形放疗（ 三维适形放疗（3DCRT） ）
该技术的工作原理
1.多野非共面照射。 多野非共面照射。 多野非共面照射 2.多叶光栅调整射野形状。 多叶光栅调整射野形状。 多叶光栅调整射野形状
开展IGRT的必要性 开展IGRT的必要性
3DCRT和IMRT技术可以产生高度适合靶区形 状的剂量分布，达到了剂量绘画或剂量雕刻 (dosepainting、dosesculpture)的效果，基本解决 了静止、似刚性靶区的剂量适形问题。 但实际情况是：在患者接受分次治疗的过程中， 身体治疗部位的位置和形状可能发生变化，位 于体内的靶区形状，以及它与周围危及器官的 位置关系也会发生变化。
IGRT可解决这些问题 IGRT可解决这些问题
对于摆位误差和分次间的靶区移位，可 采用在线校位或自适应放疗技术; 对于同一分次中的靶区运动,可采用屏气、 呼吸门控、四维放疗或实时跟踪技术。
影像引导放射治疗技术 IGRT
二维配准
位置验证
射野电子实时成像系统显 示放射野和周围正常结构
实际放疗的放射野 和周围的正常结构
25%的病例发生远地转移。 的病例发生远地转移。 的病例发生远地转移 非肿瘤死亡占11~43%。 非肿瘤死亡占 。 肿瘤缓解率和生存率的相关因素： 肿瘤缓解率和生存率的相关因素： 1、肿瘤大小 、 2、放射剂量 、 3、一般状况差，预后不良。 、一般状况差，预后不良。
二、NSCLC的放疗计划设计 二、NSCLC的放疗计划设计
高剂量线包绕靶 区的情况，查看 剂量冷点和热点
靶区大小是影响肺受 量的关键
靶区和危及器官的 DVH图，查看最高剂 量、最低剂量、平均 剂量等
剂量剂量-体积因素 DVH
V20: 接受≥20Gy 照射剂量 接受 的肺体积与肺总体积的 百分比， 百分比，应 <30%
V10 V20 V30
三、NSCLC的放疗类型 三、NSCLC的放疗类型
非小细胞肺癌 放疗计划设计
主要内容
非小细胞肺癌（NSCLC） 一、放疗在 非小细胞肺癌（NSCLC） 治疗中的地位 二、NSCLC的放疗计划设计 的放疗计划设计 三、NSCLC的放疗类型 的放疗类型
一、放疗在肺癌治疗中的地位 NSCLC
64.3%±4.7% NSCLC病例在其疾病的不同 病例在其疾病的不同 时期需要接受放射治疗 45.9%±4.3%为首程治疗 为首程治疗 （in their initial treatment.） 18.3%±1.8%为复发和进展病例的治疗 为复发和进展病例的治疗 later in the couse of the illness
引起位置和形状发生变化的原因
2.治疗分次间(interfraction)的 2.治疗分次间(interfraction)的 靶区移位和变形
①消化系统和泌尿系统器官的充盈程度显著影 响靶区位置（如膀胱充盈程度会改变前列腺癌 靶区的位置）; ②随着疗程的持续进行,患者很可能消瘦、体重 减轻,这会进行性地改变靶区和体表标记的相对 位置; ③随着疗程的持续进行,肿瘤可能逐渐缩小、变 形,靶区和危及器官的相对位置关系发生变化, 计划设计时没有卷入照射野的危及器官可能卷 入。
引起位置和形状发生变化的原因
3.分次内(intrafraction)的 3.分次内(intrafraction)的 靶区运动 呼吸会影响胸部器官(肺、乳腺等)和上腹 部器官(肝、胃、胰腺、肾等)的位置和形 状； 心脏跳动和血管搏动也有类似呼吸作用, 只是影响范围更小、程度更轻； 胃肠蠕动也会带动紧邻的靶区。
Int J Radiat Oncol Biol Phys,2000,46(5):1127-1133
器官运动的误差
对病人体位变化等造成的偏差可用射野影 像监视予以纠正，但对器官的运动很难定量。 像监视予以纠正，但对器官的运动很难定量。 肺呼吸动度： 肺呼吸动度： 国外1.5~2.5cm； 国外 ； 国内≤1.5cm，肺尖 国内 ，肺尖0.5cm，肺底 ，肺底≤1.5cm。 。 PTV=GTV+1.5cm
该技术的目的
1. 使每一射野和其照射方向上靶 体投影的形状相一致。 体投影的形状相一致。 2. 剂量面和靶体的三维空间形状 相一致。 相一致。
3DCRT能够提高 3DCRT能够提高NSCLC 能够提高NSCLC 的治疗疗效
3D vs 2D in MEDICALLY INOPERABLE STAGE I NON–SMALL-CELL LUNG CANCER 总生存率
(a) Overall survival
无病生存率
(b) Disease-specific survival
Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 66, No. 1, pp. 108–116, 2006 108–
调强放疗（IMRT） 调强放疗（IMRT）
三维配准
IGRT位置配准结果 IGRT位置配准结果
2008年6月至今治疗21例病人CBCT数据355次， 其中 头颈部 167次 64.1% <2mm 胸部 113次 3.5% <2mm 头脚最大18.9mm 腹、盆部 75次 与胸部相似 从误差分布范围显示： 头颈部：外放3~5mm 胸部：左右、前后外放约6mm、上下外放 10mm，可以消除90%的摆位误差！
IMRT在NSCLC的临床研究 IMRT在NSCLC的临床研究
到目前为止只有少数临床试验的研究发表 IMRT没能应用到NSCLC病人日常放疗中的原因 IMRT没能应用到NSCLC病人日常放疗中的原因 没能应用到NSCLC 脏器移动的问题没有得到完全解决。 （1）脏器移动的问题没有得到完全解决。 肺癌在头尾方向的移动范围为1.5 3.0cm。 1.5肺癌在头尾方向的移动范围为1.5-3.0cm。 IMRT的调强谱和剂量不能得到准确执行 IMRT的调强谱和剂量不能得到准确执行 3DCRT已经满足了大多数NSCLC病人的需要 已经满足了大多数NSCLC病人的需要， （2）3DCRT已经满足了大多数NSCLC病人的需要， IMRT的设计 的设计、 IMRT的设计、实施和验证需要花费更多的时 间和精力。 间和精力。