放射治疗计划设计与剂量计算

出处：按学科分类—医药、卫生 中国科学技术出版社《常见肿瘤放疗简明手册》第20页（5030字）

1．6．1 放射治疗计划设计与执行

现代放射治疗计划设计与执行，由医生、技术员、放射物理学家和其他技术人员相互配合、明确分工下完成。一个比较满意的治疗计划应使靶区得到准确、均匀和足够高的吸收剂量，减少周围正常组织受量及保护重要器官免受或少受照射。力求使大部分靶区剂量大于90%，治疗区剂量大于80%和照射区正常组织剂量低于50%。为此，必须取得患者解剖学和物理技术两方面的资料。计划设计过程包括以下基本步骤。

病人资料 利用CT、核磁共振、超声扫描、模拟定位机或X线诊断机和人体轮廓描迹器，取得患者轮廓、靶区位置、范围及与周围脏器的关系和组织密度等临床资料。对根治性放疗，靶区应包括肿瘤的临床灶、亚临床灶与肿瘤可能侵犯的区域，即靶区包括肿瘤区也可以包括预防照射的非肿瘤区。

计划设计 体内剂量分布的计算是治疗计划设计的主要内容。应充分利用线束剂量学资料，通过专用计算机或手工计算来完成。内容包括：射线种类、能量、照射技术及射野数目、尺寸与形状的选择；射野剂量配比的调整；滤板及组织补偿技术的应用；非均匀组织的校正；靶区吸收剂量、分次量与分次数的确定；靶区周围正常组织与重要器官吸收剂量的计算。设计时还应考虑到患者周身状况、靶区在照射中可能的移动、形状的改变与摆位引起的误差。总的原则是各种参数的选择对每个病人均应达到最优化。

计划确认 利用模拟定位机或常规X线诊断机对治疗计划进行实际核查、修正。选择适当的线束挡块和摆位参数、标记照射野。常以图示说明患者治疗体位、摆位要求与注意事项。

计划执行 在治疗机下对患者摆位执行治疗计划。正确使用线束挡块、补偿滤板和其他辅助工具，核对、记录各照射野分次剂量、治疗天数及总剂量。通过观察窗或闭路电视监视病人。一种闭路自动监视系统已被采用，可显示病人移动引起的误差，亦可及时终止治疗，保证了治疗精度与重复性。

为了保证计划设计与执行过程中病人体位一致，CT室、模拟定位机室与所有治疗室都应使用相同的摆位固定器和其他辅助设备，安装相同的等中心定位装置。

1．6．2 照射野的结合

照射野数目的选择与布置应采取个别对待原则。对根治性放疗，X，γ射线单野固定照射很少使用。当靶区位于体内深部时，只有使用多野或旋转照射才能获得满意的剂量分布。电子束适用于浅表和偏心肿瘤单野照射，也可用多野技术治疗深部肿瘤或采用不同剂量配比的X射线与电子束混合照射。

图1－4是钴－60几种常用照射野结合布置及剂量分布示意图。图1－5是几种能量的X，γ射线不同间距同轴对野照射中心轴百分深度量曲线，显示中心区高能较低能射线剂量分布均匀。两野以上多野交叉照射可以改善靶区剂量分布、降低靶区以外组织剂量。旋转照射剂量分布曲线形状似同心圆，曲线轮廓更为平滑。楔形野结合照射剂量分布与楔形板尖指向、射野中心轴夹角(Φ)和楔形角(θ)的选择有关，楔形板尖指向确定后，它们的关系为。

图1－4 几种常用照射野的结合布置

(显示钴60 90%与50%等量曲线的形状，A、B、C、DSSD=80cm．E、F SAD=80cm)

图1－5 X，γ射线对野照射中心轴相对剂量与体厚的关系

1．6．3 靶区吸收剂量计算点与射野剂量配比

借助电子计算机可以准确、迅速地获得靶区吸收剂量分布。在射野数目与布置确定后，亦可用手工方法计算照射野中心轴特定点吸收剂量。一般规定，单野照射靶区吸收剂量为射野中心轴上靶区中心点的吸收剂量；两同轴对野同剂量配比时，靶区吸收剂量为照射野中心轴上两野间距的中心点吸收剂量；两野或两野以上交叉照射，靶区吸收剂量为射野中心轴的交叉点吸收剂量；旋转照射吸收剂量计算点为旋转中心；对相邻照射或其他特殊照射，应选取与靶区有关的点作为靶区吸收剂量计算点。

调整多野交叉照射各射野间的剂量配比有助于改善靶区剂量分布。剂量配比有两种基本表示方法：即各照射野最大剂量点吸收剂量的比值与各照射野在交叉点吸收剂量的比值。各放疗单位应统一选择使用其中一种方法。

下面以三野交叉照射为例，说明最大剂量点剂量配比的计算过程：图1－6是钴－60三野交叉照射，SSD=80cm，当1、2、3野最大剂量点剂量配比为1∶1∶1时，每野对靶区A、C、P点的剂量贡献列于表1－13中。表中还列出了调整剂量配比后，每野对靶区A、C、P三点的剂量贡献，剂量分布均匀。

图1－6 三野交叉照射剂量配比的调整

(1)各野剂量配比为1∶1∶1时，前野(1野)从A→P剂量减少值为：85%－55%=30%。

(2)两个后斜野(2、3野)结合后，由P→A剂量减少值为：45%×2－27%×2=36%

(3)前野剂量配比应调整为：。

(4)剂量配比调整前后A、C、P三点总剂量值详见表1－13。

表1－13 剂量配比调整前后各野对靶区A、P、C点剂量贡献

1．6．4 多野交叉照射

多野交叉照射包括等中心照射与固定源皮距交叉照射技术。各射野剂量配比确定之后，可根据拟给予靶区交叉点的总吸收剂量(D_t)，各射野的剂量配比值W_i和百分深度量P_i(等中心照射用组织最大比TMR_i)，计算每野最大剂量点的吸收剂量D_i，其中i=1，2，3……n。

等中心照射：

例如表1－13中，钴－60三野交叉照射，拟给予C点总吸收剂量为6000cGy，求1，2，3野最大剂量点的吸收剂量。

1．6．5 动野照射

动野照射指在照射过程中，线束对病人作相对运动，实际上是固定野照射的延伸。旋转治疗是动野照射的常用方式，照射时病人静止，线束围绕固定中心进行单弧旋转、双弧旋转、双中心旋转或锥形旋转。旋转照射的剂量计算可采用平均组织最大比或平均组织空气比法。在图1－7中，钴－60单弧旋转照射360°，照射野面积8cm×15cm。如果拟给予旋转中心4000cGy，计算等中心点最大吸收剂量。计算过程如下：

图1－7 旋转治疗剂量计算

(1)取病人轮廓资料，确定靶区内旋转中心。

(2)将360度分成18份，每份20度。

(3)分别量出图1－7中每份旋转中心至皮肤的距离，查出相应TMR值列于表1－14中。

表1－14 平均TMR的计算

TMR_总=11．288

(4)将TMR相加后除以18得到平均TMR值，即：

(5)等中心最大剂量点吸收剂量应为：

1．6．6 相邻照射野

当治疗机最大照射野尺寸不能满足实际需要时，可以将照射野分成两个或两个以上的相邻射野。相邻射野边缘间隔距离不适当，会引起射野交界处剂量偏低或过高，从而导致靶区剂量分布不均匀。可采用下式计算野间距。即：

在图1－8中，D为两射野边缘在皮表的间距，d为拟使射野边缘交叉深度，L为射野边长，SSD为源皮距。

图1－8 相邻照射野边缘间距的计算

有时也可采用相邻照射野间距相错的布置方法，使得相邻部分剂量分布更均匀些。射野间距计算方法同上，照射次序与间距相错如图1－9所示。

图1－9 照射野间距相错

1．6．7 条形照射野

移动条形照射野技术适用于大面积靶区的分段治疗。可以使靶区局部在短期内受到高剂量照射，从而克服了前后对野大面积照射，病人反应重或生物效应差的缺点。移动条形照射要求摆位精度高，否则剂量严重不均匀。常用的条形照射野宽度为2．5～5．0cm，照射次序如图1－10所示。移动条形对野照射时，靶区吸收剂量计算点为总照射区的中心点。通常，该点吸收剂量是在水模中测量获得的，测量条件应与治疗条件一致，这些条件包括：源皮距(SSD)、源遮线器距(SSD)、条形野尺寸与照射次序等。图1－10为8MVX线与钴－60前后移动条形对野照射，中心点实际累积吸收剂量随半体厚变化曲线，图上方显示了条形野宽与照射次序，照射区总面积为30cm×30cm，条形照射野尺寸为25cm×30cm共计12条。

图1－10 前后移动条形野照射每野每次D_m=100_cGy时，肿瘤量随半体厚的变化

(照射区面积=30cm×30cm)

1．6．8 大面积不规则照射野

对何杰金氏病、淋巴瘤与白血病的淋巴转移及可能侵犯的区域，需进行大面积照射，照射野形状往往是不规则的，剂量计算也与规则射野不同。前后“斗篷”野及“倒丫”野是最常见的布置方法。“斗篷”野照射范围包括颈部、锁上、腋下及纵隔淋巴结，“倒丫”野照射范围包括腹股沟、股部、髂深及主动脉旁淋巴结。应适当屏蔽喉部、肺部、后野照射还应屏蔽脊髓等。常用拍平片方法确定照射区与保护区。图1－11是大面积不规则照射野布置示意图。

图1－11 大面积不规则照射野的布置

靶区吸收剂量指半体厚深处照射野中心点吸收剂量。固定源皮距、标准照射野面积40cm×40cm条件下，空气中参考点处小体积软组织吸收剂量(D_．)可由测量获得。用下式计算体内任何深度(d)的吸收剂量(D_d)。即：

式中：F为重金属挡块阻止射线百分率，取决于挡块厚度；SSD为源皮距；d₀为参考点深度；A为计算点之上参考点深度水平的离轴比值；T_d0为零面积、d深度处的组织空气比；为d深度处平均散射空气比。