放射治療計劃系統(tǒng)及其應(yīng)用

1、RadiationTherapyPlanningSystem(TPS)l放射治療方案系統(tǒng)及相關(guān)問題l通用粒子植入治療方案系統(tǒng)l頭部立體定向粒子植入治療方案系統(tǒng)l 外科手術(shù)治療l 化學(xué)藥物治療l 放射線照射治療l 組合方式治療1、體外遠距離照射 立體定向照射 X射線常規(guī)、旋轉(zhuǎn)和適形照射 射線伽瑪?shù)墩丈?、體內(nèi)近距離照射1、放射性粒子后裝照射2、放射性粒子植入照射腔內(nèi)照射 - 管內(nèi)照射術(shù)中照射 - 外表施源照射組織間插植照射3經(jīng)皮穿刺、圖象引導(dǎo)l靶區(qū)定位的準確性和體積精度l照射劑量場的準確制定l照射路徑手術(shù)路徑的選擇l重要結(jié)構(gòu)和組織的有效保護l治療方案優(yōu)化治療簡化 好的治療方案應(yīng)合理地分布照射野或

2、放射性粒子，確保對腫瘤組織的高劑量照射，腫瘤內(nèi)部劑量場相對均勻，同時最有效保護周圍的敏感組織和器官。 l醫(yī)學(xué)影像學(xué)和計算機技術(shù)開展的產(chǎn)物。醫(yī)學(xué)影像學(xué)和計算機技術(shù)開展的產(chǎn)物。l放射治療技術(shù)開展的急需。放射治療技術(shù)開展的急需。lTPS使得放射治療方案的設(shè)計和評估更使得放射治療方案的設(shè)計和評估更為形象，放療醫(yī)生和物理師可以在計算為形象，放療醫(yī)生和物理師可以在計算機上使用方案系統(tǒng)對整個治療過程進行機上使用方案系統(tǒng)對整個治療過程進行模擬，得到最正確的治療方案，實現(xiàn)了模擬，得到最正確的治療方案，實現(xiàn)了治療方案的定量設(shè)計。治療方案的定量設(shè)計。l允許醫(yī)生在患者的三維體空間中直接進行允許醫(yī)生在患者的三維體空間中

3、直接進行方案設(shè)計、優(yōu)化，使治療方案的設(shè)計過程方案設(shè)計、優(yōu)化，使治療方案的設(shè)計過程轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M治療過程，結(jié)合三維空間定位轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M治療過程，結(jié)合三維空間定位技術(shù)，真正實現(xiàn)了治療方案的制定與治療技術(shù)，真正實現(xiàn)了治療方案的制定與治療過程的一致，從技術(shù)上標準了治療過程，過程的一致，從技術(shù)上標準了治療過程，并保證了治療精度和質(zhì)量的提高。并保證了治療精度和質(zhì)量的提高。l3D治療方案系統(tǒng)是方案系統(tǒng)的革命，治療方案系統(tǒng)是方案系統(tǒng)的革命，3D系系統(tǒng)使放射治療更為科學(xué)。統(tǒng)使放射治療更為科學(xué)。 l為臨床醫(yī)生提供交互式的斷層圖像的為臨床醫(yī)生提供交互式的斷層圖像的三維構(gòu)建工具；三維構(gòu)建工具；l可以精確確實定體表、靶區(qū)及重

4、要組可以精確確實定體表、靶區(qū)及重要組織、器官的幾何描述；織、器官的幾何描述；l精確測量靶區(qū)，提供相應(yīng)的定量數(shù)據(jù)精確測量靶區(qū)，提供相應(yīng)的定量數(shù)據(jù)l輔助醫(yī)生和物理師制定治療方案；輔助醫(yī)生和物理師制定治療方案；l計算劑量在體內(nèi)組織間的空間分布計算劑量在體內(nèi)組織間的空間分布并直觀顯示；并直觀顯示；l評估和優(yōu)化治療方案方案。評估和優(yōu)化治療方案方案。l打印輸出治療報告。打印輸出治療報告。l實施治療方案的驗證，確定補救措實施治療方案的驗證，確定補救措施。施。安裝定向框架安裝定向框架MRI/CT掃描掃描傳送圖像數(shù)據(jù)傳送圖像數(shù)據(jù)圖像工作站圖像工作站治療方案系統(tǒng)靶區(qū)定位，規(guī)劃照射或手術(shù)路徑。軸冠狀位和立體顯示靶區(qū)

5、定位，規(guī)劃照射或手術(shù)路徑。軸冠狀位和立體顯示劑量分布，實時優(yōu)化手術(shù)方案，打印治療方案報告劑量分布，實時優(yōu)化手術(shù)方案，打印治療方案報告實施治療實施治療l圖象序列組(Study, Series l電子數(shù)據(jù)、電子密度 l靶區(qū)或治療區(qū)TV l腫瘤和周圍的淋巴結(jié)GTV l方案靶區(qū)PTV l臨床靶區(qū)CTVl一般GTVCTVPTV l等劑量線 l等劑量面 l劑量剖面直方圖 l體積劑量直方圖 (DVH)l處方劑量、參考劑量、匹配周緣劑量l劑量單位為Gy或cGy, l 1Gy = 100cGyl方案系統(tǒng)可以計算出靶區(qū)總的劑l量值，以cGy單位給出l由DVH導(dǎo)出的參數(shù)，如V100：承受100%處方劑量的體積大小，

6、D100：包容100%靶區(qū)體積的劑量值，D90：包容90%靶區(qū)體積的劑量值，適形度：承受處方劑量的靶區(qū)體積占總體積的百分比等。 B_TPS具有友好的用戶界面和極具有友好的用戶界面和極佳的圖像顯示效果。主要功能包括：佳的圖像顯示效果。主要功能包括：影像設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)輸入和整理、圖影像設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)輸入和整理、圖像數(shù)據(jù)處理與測量、三維重建顯示、像數(shù)據(jù)處理與測量、三維重建顯示、粒子植入方案設(shè)計包括手術(shù)路徑、粒子植入方案設(shè)計包括手術(shù)路徑、粒子分布等、劑量評估和優(yōu)化、治粒子分布等、劑量評估和優(yōu)化、治療方案輸出和病例數(shù)據(jù)庫管理等功能療方案輸出和病例數(shù)據(jù)庫管理等功能模塊。模塊。1、圖像數(shù)據(jù)輸入、圖像數(shù)據(jù)輸入

7、l支持DICOM 3.0標準、視頻采集和掃描輸入；l支持電子數(shù)據(jù)圖像和掃描圖像并存，CT、B超和MRI等圖象并存；l引入圖像序列的概念，可同時或分階段輸入不同檢查設(shè)備的不同序列圖像。2、圖像數(shù)據(jù)處理和三維顯示、圖像數(shù)據(jù)處理和三維顯示l支持圖像縮放、平移、翻轉(zhuǎn)、漫游、窗寬和窗位調(diào)節(jié)，支持圖像的多窗口顯示及多模式顯示；l支持有框架和無框架定位方式，自動探測圖像定位標記點和定位誤差的評估及報警提示；l自動探測體表輪廓線，靶區(qū)和重要器官等目標輪廓的自動或交互提??；l圖像的灰度、直線距離、角度和面積的測量和顯示；l不同斷層圖像序列間的交互重建和剖切顯示；l體表、靶區(qū)和重要器官等多目標的三維重建以及原始圖

8、像數(shù)據(jù)的融合顯示，支持透明和半透明顯示；l圖象序列的插值與重建。3、粒子植入方案設(shè)計、粒子植入方案設(shè)計交互式設(shè)計粒子植入方案，采用多窗口的交互式設(shè)計粒子植入方案，采用多窗口的斷層圖像顯示方式，可以在同一圖像序斷層圖像顯示方式，可以在同一圖像序列的不同層面間自由移動或在不同圖像列的不同層面間自由移動或在不同圖像序列上設(shè)計、修改方案參數(shù)；序列上設(shè)計、修改方案參數(shù)；根據(jù)靶區(qū)的位置自動安置計算框、模板的根據(jù)靶區(qū)的位置自動安置計算框、模板的位置，使得設(shè)計更加快捷、準確；位置，使得設(shè)計更加快捷、準確；l交互設(shè)計體表參考點；l交互設(shè)計粒子植入針和粒子的空間分布；l根據(jù)靶區(qū)體積自動計算粒子數(shù)量；l自動布設(shè)粒子

9、在靶區(qū)中的位置；l支持同一方案多個模板設(shè)計、病人的多方案設(shè)計和方案數(shù)據(jù)的相互拷貝。4、劑量評估、劑量評估l可以在不同的圖像序列的斷層圖像上直觀地顯示等劑量分布，多個等劑量線、等劑量面的同時顯示；l顯示等劑量面與靶區(qū)及斷層圖像在三維空間中各個角度的吻合情況和相互關(guān)系；l支持多種劑量評估方法，如P.O.I、Profile、DVH等；5、驗證植入方案方面、驗證植入方案方面以以CT圖像為根底自動精確識別粒子的空間圖像為根底自動精確識別粒子的空間位置，在各個層面確定植入范圍、涉及區(qū)位置，在各個層面確定植入范圍、涉及區(qū)域內(nèi)的絕對劑量域內(nèi)的絕對劑量;識別重復(fù)計數(shù)的粒子識別重復(fù)計數(shù)的粒子;精確計算所植入粒子的

10、整體劑量和分布精確計算所植入粒子的整體劑量和分布;精確顯示所有平面的劑量分布和等劑量曲面。精確顯示所有平面的劑量分布和等劑量曲面。6、方案報告輸出打印輸出所有的治療方案數(shù)據(jù)、評估圖形和圖像。驗證報告輸出，包括：劑量分布、粒子位置和粒子描述。7、數(shù)據(jù)資料管理、數(shù)據(jù)資料管理具備完善的病例數(shù)據(jù)庫管理、方案數(shù)具備完善的病例數(shù)據(jù)庫管理、方案數(shù)據(jù)和圖像序列管理功能，可以實現(xiàn)病據(jù)和圖像序列管理功能，可以實現(xiàn)病例、方案和圖像序列的新建、編輯、例、方案和圖像序列的新建、編輯、修改、刪除等各項功能。修改、刪除等各項功能。局部操作和顯示界面 開顱手術(shù)治療、微創(chuàng)傷手術(shù)治療和無創(chuàng)傷治療 * 微創(chuàng)傷手術(shù)治療以立體定向引導(dǎo)

11、為主，包括常規(guī)立體定向手術(shù)； * 無創(chuàng)傷治療是立體定向引導(dǎo)的，包括伽瑪?shù)斗派渲委熀蚗-刀放射治療、粒子植入放射治療。立體定向技術(shù)在神經(jīng)外科手術(shù)中已顯示出越來越多的優(yōu)勢。立體定向手術(shù)方法簡便，省時省力，平安可靠，僅需在局麻下進行，手術(shù)創(chuàng)傷小，病人痛苦少，可防止因開顱大手術(shù)給患者帶來的痛苦和并發(fā)癥，而且，術(shù)后病人康復(fù)快。 立體定向手術(shù)適用于以下神經(jīng)外科手術(shù)治療：* 高血壓腦出血及腦內(nèi)血腫、膿腫的排空* 腦內(nèi)活體組織檢查* 小型腦瘤定位及腦深部某些核團的毀損* 瘤內(nèi)同位素放療及化療* 腦內(nèi)異物取出等立體定向系統(tǒng)可以分成四大局部： 1定位基環(huán)2手術(shù)弓型架3定位顯影圖框4配套的手術(shù)器械立體定位框架立體定位框架手術(shù)弓型架手術(shù)弓型架立體定位立體定位CT顯影圖框顯影圖框配套手術(shù)器械：各種針、適配夾 安裝在病人頭上的情況安裝在病人頭上的情況 立體定向儀導(dǎo)向的原理是球心法，弓形架可繞框架作前后轉(zhuǎn)動，裝在弓形架上的拖板帶這著手術(shù)器械又可沿弓形架的弧形板作左右滑動，在轉(zhuǎn)動與滑動過程中，始終保持手術(shù)器械的下端命中靶點。 傳統(tǒng)立體定向手術(shù)普遍不能顯示手術(shù)通道, 由于腦立體定向手術(shù)是在非直視下操作，術(shù)中易損傷深部腦血管和重要結(jié)構(gòu)，引起一定的并發(fā)癥。在傳統(tǒng)立體定向儀的根底上結(jié)合三維手術(shù)方案軟件TPS，應(yīng)用MRI及