治疗计划中的基本概念

一、治疗计划中的基本概念

(一)靶区及危及器官的定义

以往国际辐射学单位委员会(international commission radiological units,ICRU)50号(1993年)、62号〔1999年〕、71号〔2004年〕、78号〔2007年〕报告对放射治疗中计划设计和记录程序中涉及肿瘤和正常组织的相关区域进行了定义。这些区域的定义对治疗计划的制订意义重大。如果没有肿瘤靶区和正常组织区域的准确界定,吸收剂量将无法进行规范的制订、记录。

目前ICRU83号(2010年)报告中定义的肿瘤放疗的相关区域主要包含,如图2-4-1所示:

1.肿瘤区(gross target volume,GTV)

2.临床靶区(clinical target volume,CTV)

3.内靶区(internal target volume,ITV)

4.计划靶区(planning target volume,PTV)

5.治疗区(treated volume,TV)

6.危及器官(organ a trisk,OAR)

7.计划危及器官(planning organ-at-risk volume,PRV)

8.剩余危及区域(remaining volume a trisk,RVR)

图示

图2-4-1 肿瘤放射治疗各相关区域定义示意图

肿瘤区(gross target volume,GTV)指肿瘤的临床灶,为一般的诊断手段(包括CT和MRl)能够诊断出的可见的具有一定形状和大小的恶性肿瘤的位置范围,包括转移的淋巴结和其他转移的病变。当肿瘤已作根治术后,则认为没有肿瘤区。

临床靶区(clinical target volume,CTV)指肿瘤的临床灶(肿瘤区)、亚临床灶以及肿瘤可能侵犯的范围。根据这个定义,对同一个肿瘤区,可能出现两个或两个以上临床靶区的情况。

肿瘤区和临床靶区是根据患者的肿瘤分布情况、肿瘤行为在静态影像上确定的,没有考虑到器官的运动并与所采用的内外照射方式无关。

内靶区(internal target volume,ITV)肿瘤区(GTV)和临床靶区(CTV)都是在静态影像上确定的,没有考虑到器官的运动。但在患者坐标系中,CTV(GTV)的位置是在不断变化的,内靶区定义为在患者坐标系中,由于呼吸或器官运动引起的CTV外边界运动的范围。ITV范围的确定应使得CTV在其内出现的概率最高,以保证CTV在分次照射中,得到最大可能的处方剂量的照射。ITV一旦确定,它与患者坐标系的参照物内、外标记应保持不变;lTV的确定在适形治疗和X(γ)射线立体定向治疗中具有特殊的意义和地位。

计划靶区(planning target volume,PTV)指包括临床靶区CTV本身、照射中患者器官运动(由ITV表示)和由于日常摆位、治疗中靶位置和靶体积变化等因素引起的扩大照射的组织范围,以确保临床靶区CTV得到规定的治疗剂量。计划靶区决定照射野的大小。计划靶区PTV是联系患者坐标系和机器坐标系的几何概念,专用于治疗计划设计与执行。因此医生和计划设计者在确定计划靶区PTV范围时,一定要考虑到临床靶区CTV的解剖位置(由ITV表示)和将使用的照射技术

治疗区(treatment volume,TV)对一定的照射技术及射野安排,某一条等剂量线面所包括的范围。该等剂量线面原则上要由主管医生选定,但通常选择50%等剂量线作为治疗区范围的下限。

危及器官(organ a trisk,OAR)是指如果接受照射产生严重的并发症并能影响治疗计划和处方剂量制订的组织。原则上,所有不包含靶区的组织均为危及器官。但被考虑为危及器官的组织都是靠近CTV或者处方剂量的区域,而且危及器官的确定和吸收剂量的限值随着时间而不断演变。(https://www.daowen.com)

计划危及器官(planning organ-at-riskvolume,PRV)和PTV一样,为避免严重的放疗并发症,治疗过程中危及器官位置的不确定性必须予以考虑。因此有必要对OAR进行适当的外放以补偿这些不确定和变化带来的误差,这和PTV外放边界的应用原则相似,这就是所谓的PRV。

剩余危及区域(emaining volume at risk,RVR)剔除掉OAR和CTV剩余的组织即为剩余危及区域,即RVR勾画是指由相同影像层面上病人的外部轮廓和CTV、OAR之间的区域组成。

(二)剂量规定

靶剂量(又称名义剂量):为使肿瘤得到控制或治愈的肿瘤致死剂量。由于靶区剂量的不均匀性,不可能用整个剂量分布来描述靶区剂量,故用靶区内某一点的剂量来表示靶剂量,该点称为靶剂量规定点。

冷剂量区(cold volume)在ITV内剂量低于CTV处方剂量的下限(-5%)的范围。

热剂量区(hot volume)高于CTV处方剂量的上限(+5%)的范围。

靶区最大剂量:计划靶区内最高剂量。当面积大于或等于2cm2(直径l.5cm)时,临床上才认为有意义,当面积小于2cm2时,临床上不考虑其影响。

靶区最小剂量:计划靶区内最低剂量;靶区最小剂量不低于治疗区的剂量。

靶区平均剂量(MTD):计划靶区内均匀分割的剂量矩阵内的剂量的平均值。平均剂量是临床治疗中的一个很重要的量,它不仅代表组织中的局部能量的吸收,而且与生物效应相关。

靶区中位剂量:计划靶区内最大剂量和最小剂量的平均值剂量。

剂量热点:指内靶区ITV外大于规定靶剂量的范围。与靶区最大剂量一样,当剂量热点的面积等于或大于2cm2(直径1.5cm)时临床上才考虑,但对较小器官,如眼、视神经、喉等,小面积也必须给予注意。

靶剂量规定点的选择参照ICRU第50号、第83号报告。

规定1:所述靶剂量应针对具体的解剖部位,照射技术及其剂量分布;对一个以上的计划靶区,应该有相应的靶剂量。一旦靶剂量规定点确定以后,不应随疗程中照射野及其安排的改变而改变。

规定2:对只有一个计划靶区或多计划靶区的第一个计划靶区(通常是肿瘤区),靶剂量规定点选在计划靶区中心或中心附近。对多计划靶区的第二、第三个计划靶区,靶剂量规定点(一个或一个以上)应是解剖部位和剂量分布的代表点,并应注明这些点的位置。

规定3:靶剂量以及其他剂量规定点不能选在剂量变化梯度较大的地方,即剂量规定点应至少离开射野边缘2cm。

规定4:对固定野(包括等中心和固定源皮距)照射,按下述方法选取靶剂量规定点:

①单野照射时,靶剂量规定点应选在照射野中心轴上计划靶区中心处;②等剂量比的两个对穿野照射时,靶区剂量规定点应选在两射野中心轴的中点;③剂量比不等的两对穿野照射时,靶剂量规定点应选在两射野中心轴上计划靶区中心;④两野或三野以上交角照射时,靶剂量规定点应选在照射野中心轴的交点处。

规定5:X射线旋转治疗时,当旋转角α在270°~360°时,靶剂量规定点应选在旋转主平面的旋转中心处;当旋转角α小于270°时,靶剂量规定点应选在旋转主平面旋转中心或计划靶区中心处,旋转中心的安排应使得计划靶区中心的剂量接近于最大剂量。

规定6:高能电子束单野照射,当线束垂直入射时,靶剂量规定点应选在射野中心轴上最大剂量点处;当线束斜入射或使用不规则射野时,若用计算机计算剂量分布,靶剂量规定点选在射野中心轴上计划靶区中心处,并注明靶剂量不均匀性超过5%或10%的偏差量。若用查表计算时,靶剂量规定点应选在假设射野垂直入射时,射野中心轴上最大剂量点位置。

规定7:如果靶区剂量分布的剂量归一点(100%)与上述靶剂量规定点一致时,100%等剂量线就代表靶剂量,如果不一致时,用相应的等剂量线计算靶剂量。上述规定中,规定l、2、3、7是ICRU剂量规定点选择的普遍原则;规定4、5、6是规定2、3对共面射野的具体应用。对某些共面射野安排,当规定4、5、6不能使用时,或对非共面射野的安排时,剂量规定点应按规定2、3的原则自己选定。