1、放射治疗计划系统及其应用主要的内容l放射治疗计划系统及相关问题l通用粒子植入治疗计划系统l头部立体定向粒子植入治疗计划系统肿瘤治疗的方法l 外科手术治疗l 化学药物治疗l 放射线照射治疗l 组合方式治疗放射治疗技术1、体外（远距离）照射 立体定向照射 X射线常规、旋转和适形照射 射线（伽玛刀）照射放射治疗技术2、体内（近距离）照射（1）、放射性粒子后装照射（2）、放射性粒子植入照射腔内照射腔内照射 -管内照射管内照射术中照射术中照射 -表面施源照射表面施源照射组织间插植照射组织间插植照射（3）经皮穿刺、图象引导经皮穿刺、图象引导放射治疗技术中的关键问题l靶区定位的准确性和体积精度l照射剂量场的
2、准确制定l照射路径（手术路径）的选择l重要结构和组织的有效保护l治疗方案优化（治疗简化）放射治疗方案的评价 好的治疗方案应合理地分布照射野或放射性粒子，确保对肿瘤组织的高剂量照射，肿瘤内部剂量场相对均匀，同时最有效保护周围的敏感组织和器官。3D放射治疗计划系统(TPS)l医学影像学和计算机技术发展的产物。医学影像学和计算机技术发展的产物。l放射治疗技术发展的急需。放射治疗技术发展的急需。lTPS使得放射治疗计划的设计和评估更使得放射治疗计划的设计和评估更为形象，放疗医生和物理师可以在计算为形象，放疗医生和物理师可以在计算机上使用计划系统对整个治疗过程进行机上使用计划系统对整个治疗过程进行模拟，
3、得到最佳的治疗方案，实现了治模拟，得到最佳的治疗方案，实现了治疗计划的定量设计。疗计划的定量设计。3D放射治疗计划系统l允许医生在患者的三维体空间中直接进行允许医生在患者的三维体空间中直接进行计划设计、优化，使治疗计划的设计过程计划设计、优化，使治疗计划的设计过程转变为虚拟治疗过程，结合三维空间定位转变为虚拟治疗过程，结合三维空间定位技术，真正实现了治疗计划的制定与治疗技术，真正实现了治疗计划的制定与治疗过程的一致，从技术上规范了治疗过程，过程的一致，从技术上规范了治疗过程，并保证了治疗精度和质量的提高。并保证了治疗精度和质量的提高。l3D治疗计划系统是计划系统的革命，治疗计划系统是计划系统的
4、革命，3D系系统使放射治疗更为科学。统使放射治疗更为科学。治疗计划系统的作用l为临床医生提供交互式的断层图像的为临床医生提供交互式的断层图像的三维构建工具；三维构建工具；l可以精确的确定体表、靶区及重要组可以精确的确定体表、靶区及重要组织、器官的几何描述；织、器官的几何描述；l精确测量靶区，提供相应的定量数据精确测量靶区，提供相应的定量数据l辅助医生和物理师制定治疗方案；辅助医生和物理师制定治疗方案；治疗计划系统的作用l计算剂量在体内组织间的空间分布计算剂量在体内组织间的空间分布并直观显示；并直观显示；l评估和优化治疗计划方案。评估和优化治疗计划方案。l打印输出治疗报告。打印输出治疗报告。l实
5、施治疗计划的验证，确定补救措实施治疗计划的验证，确定补救措施。施。放射治疗操作流程放射治疗操作流程安装定向框架安装定向框架MRI/CT扫描扫描传送图像数据传送图像数据图像工作站图像工作站治疗计划系统靶区定位，规划照射或手术路径。轴冠状位和立体显示靶区定位，规划照射或手术路径。轴冠状位和立体显示剂量分布，实时优化手术方案，打印治疗计划报告剂量分布，实时优化手术方案，打印治疗计划报告实施治疗实施治疗常用概念及术语l图象序列（组）(Study,Series）l电子数据、电子密度 l靶区或治疗区（TV）肿瘤和周围的淋巴结（GTV）计划靶区（PTV）临床靶区（CTV）一般GTVCTVPTV 常用概念及术
6、语l等剂量线 l等剂量面 l剂量剖面直方图 l体积剂量直方图(DVH)l处方剂量、参考剂量、匹配周缘剂量常用概念及术语l剂量单位为Gy或cGy,1Gy=100cGy计划系统可以计算出靶区总的剂量值，以cGy单位给出常用概念及术语l由DVH导出的参数，如V100：承受100%处方剂量的体积大小，D100：包容100%靶区体积的剂量值，D90：包容90%靶区体积的剂量值，适形度：承受处方剂量的靶区体积占总体积的百分比等。图象序列的插值与重建。评估和优化治疗计划方案。配套手术器械：各种针、适配夹立体定向仪导向的原理是球心法，弓形架可绕框架作前后转动，装在弓形架上的拖板带这着手术器械又可沿弓形架的弧形
7、板作左右滑动，在转动与滑动过程中，始终保持手术器械的下端命中靶点。支持图像缩放、平移、翻转、漫游、窗宽和窗位调节，支持图像的多窗口显示及多模式显示；照射路径（手术路径）的选择将框架固定在患者颅骨上，病人头颅在由框架形成的三维直角坐标系中的位置也就确定下来，经CT/MRI扫描得到如右图像，形成六个标记点。体表、靶区和重要器官等多目标的三维重建以及原始图像数据的融合显示，支持透明和半透明显示；照射路径（手术路径）的选择需在局麻下进行，手术创伤小，病人在传统立体定向仪的基础上结合三维手术计划软件（TPS），应用MRI及CT扫描，三维规划手术路径，可以实现治疗方案的实时优化。体表、靶区和重要器官等多目
8、标的三维重建以及原始图像数据的融合显示，支持透明和半透明显示；X射线常规、旋转和适形照射0标准、视频采集和扫描输入；立体定向手术适用于下列神经外科手术治疗：治疗计划设计和剂量显示*高血压脑出血及脑内血肿、脓肿的排空立体定向照射将框架固定在患者颅骨上，病人头颅在由框架形成的三维直角坐标系中的位置也就确定下来，经CT/MRI扫描得到如右图像，形成六个标记点。打印输出所有的治疗计划数据、评估图形和图像。系统是一套三维可视化工系统是一套三维可视化工具，可以作为术前的计算机仿真平台具，可以作为术前的计算机仿真平台和术后验证工具，粒子植入内放射治和术后验证工具，粒子植入内放射治疗的重要组成部分。疗的重要组
9、成部分。具有友好的用户界面和极佳的图像显示效果。主要功能包括：影像设备的图像数据输入和整理、图像数据处理与测量、三维重建显示、粒子植入计划设计（包括手术路径、粒子分布等）、剂量评估和优化、治疗计划输出和病例数据库管理等功能模块。系统功能概述系统功能概述1、图像数据输入、图像数据输入l支持DICOM 3.0标准、视频采集和扫描输入；l支持电子数据图像和扫描图像并存，CT、B超和MRI等图象并存；l引入图像序列的概念，可同时或分阶段输入不同检查设备的不同序列图像。系统功能概述（系统功能概述（1）2、图像数据处理和三维显示、图像数据处理和三维显示l支持图像缩放、平移、翻转、漫游、窗宽和窗位调节，支持
10、图像的多窗口显示及多模式显示；l支持有框架和无框架定位方式，自动探测图像定位标记点和定位误差的评估及报警提示；l自动探测体表轮廓线，靶区和重要器官等目标轮廓的自动或交互提取；l图像的灰度、直线距离、角度和面积的测量和显示；l不同断层图像序列间的交互重建和剖切显示；l体表、靶区和重要器官等多目标的三维重建以及原始图像数据的融合显示，支持透明和半透明显示；l图象序列的插值与重建。系统功能概述（系统功能概述（2）3、粒子植入计划设计、粒子植入计划设计l交互式设计粒子植入计划，采用多窗口交互式设计粒子植入计划，采用多窗口的断层图像显示方式，可以在同一图像的断层图像显示方式，可以在同一图像序列的不同层面
11、间自由移动或在不同图序列的不同层面间自由移动或在不同图像序列上设计、修改计划参数；像序列上设计、修改计划参数；l根据靶区的位置自动安置计算框、模板根据靶区的位置自动安置计算框、模板的位置，使得设计更加快捷、准确；的位置，使得设计更加快捷、准确；l交互设计体表参考点；l交互设计粒子植入针和粒子的空间分布；l根据靶区体积自动计算粒子数量；l自动布设粒子在靶区中的位置；l支持同一计划多个模板设计、病人的多计划设计和计划数据的相互拷贝。系统功能概述（系统功能概述（3）4、剂量评估、剂量评估l可以在不同的图像序列的断层图像上直观地显示等剂量分布，多个等剂量线、等剂量面的同时显示；l显示等剂量面与靶区及断
12、层图像在三维空间中各个角度的吻合情况和相互关系；l支持多种剂量评估方法，如、Profile、DVH等；系统功能概述（系统功能概述（4）5、验证植入计划方面、验证植入计划方面l以CT图像为基础自动精确识别粒子的空间位置，在各个层面确定植入范围、涉及区域内的绝对剂量;l识别重复计数的粒子;l精确计算所植入粒子的整体剂量和分布;l精确显示所有平面的剂量分布和等剂量曲面。系统功能概述（系统功能概述（5）6、计划报告输出l打印输出所有的治疗计划数据、评估图形和图像。l验证报告输出，包括：剂量分布、粒子位置和粒子描述。放射治疗技术发展的急需。体积剂量直方图(DVH)处方剂量、参考剂量、匹配周缘剂量自动布设
13、粒子在靶区中的位置；三维剂量场及DVH显示可以精确的确定体表、靶区及重要组织、器官的几何描述；辅助医生和物理师制定治疗方案；不同断层图像序列间的交互重建和剖切显示；图像的灰度、直线距离、角度和面积的测量和显示；计算剂量在体内组织间的空间分布并直观显示；靶点定位，规划手术路径。主要功能包括：影像设备的图像数据输入和整理、图像数据处理与测量、三维重建显示、粒子植入计划设计（包括手术路径、粒子分布等）、剂量评估和优化、治疗计划输出和病例数据库管理等功能模块。需在局麻下进行，手术创伤小，病人立体定向照射靶区定位的准确性和体积精度可以在不同的图像序列的断层图像上直观地显示等剂量分布，多个等剂量线、等剂量
14、面的同时显示；图象序列的插值与重建。照射路径（手术路径）的选择由DVH导出的参数，如V100：承受100%处方剂量的体积大小，D100：包容100%靶区体积的剂量值，D90：包容90%靶区体积的剂量值，适形度：承受处方剂量的靶区体积占总体积的百分比等。具备完善的病例数据库管理、计划数据和图像序列管理功能，可以实现病例、计划和图像序列的新建、编辑、修改、删除等各项功能。系统功能概述（系统功能概述（6）7、数据资料管理、数据资料管理l具备完善的病例数据库管理、计划数据和图像序列管理功能，可以实现病例、计划和图像序列的新建、编辑、修改、删除等各项功能。B_TPS部分操作和显示界面病案资料管理及配置患
15、者图像界面轮廓线定义和三维重建界面治疗计划设计和剂量显示 三维剂量场及DVH显示 模板及导引针安装示意图计划验证及无模板引导计划自动布源界面自动布源结果（1）辅助医生和物理师制定治疗方案；靶区或治疗区（TV）打印输出所有的治疗计划数据、评估图形和图像。不同断层图像序列间的交互重建和剖切显示；痛苦少，可避免因开颅大手术给患者交互式设计粒子植入计划，采用多窗口的断层图像显示方式，可以在同一图像序列的不同层面间自由移动或在不同图像序列上设计、修改计划参数；模板及导引针安装示意图X射线常规、旋转和适形照射支持电子数据图像和扫描图像并存，CT、B超和MRI等图象并存；图像的灰度、直线距离、角度和面积的测
16、量和显示；将框架固定在患者颅骨上，病人头颅在由框架形成的三维直角坐标系中的位置也就确定下来，经CT/MRI扫描得到如右图像，形成六个标记点。处方剂量、参考剂量、匹配周缘剂量立体定向仪导向的原理是球心法，弓形架可绕框架作前后转动，装在弓形架上的拖板带这着手术器械又可沿弓形架的弧形板作左右滑动，在转动与滑动过程中，始终保持手术器械的下端命中靶点。1Gy=100cGy2、体内（近距离）照射腔内照射 -管内照射具备完善的病例数据库管理、计划数据和图像序列管理功能，可以实现病例、计划和图像序列的新建、编辑、修改、删除等各项功能。SurgicalPlan立体定向神经外科放射治疗计划系统传统立体定向手术普遍
17、不能显示手术通道,由于脑立体定向手术是在非直视下操作，术中易损伤深部脑血管和重要结构，引起一定的并发症。靶区定位的准确性和体积精度自动布源结果（2）自动布源结果（3）自动布源结果（4）自动布源结果（5）SurgicalPlan立体定向神经外科放射立体定向神经外科放射治疗计划系统治疗计划系统神经外科治疗方式 开颅手术治疗、微创伤手术治疗和无创伤治疗*微创伤手术治疗以立体定向引导为主，包括常规立体定向手术；*无创伤治疗是立体定向引导的，包括伽玛刀放射治疗和X-刀放射治疗、粒子植入放射治疗。立体定向技术立体定向技术在神经外科手术中已显示出越来越多的优势。立体定向手术方法简便，省时省力，安全可靠，仅需
18、在局麻下进行，手术创伤小，病人痛苦少，可避免因开颅大手术给患者带来的痛苦和并发症，而且，术后病人康复快。立体定向手术 立体定向手术适用于下列神经外科手术治疗：l*高血压脑出血及脑内血肿、脓肿的排空l*脑内活体组织检查l*小型脑瘤定位及脑深部某些核团的毁损l*瘤内同位素放疗及化疗l*脑内异物取出等立体定向系统立体定向系统可以分成四大部分：（1）定位基环（2）手术弓型架（3）定位显影图框（4）配套的手术器械立体定向组件立体定向组件立体定位框架立体定位框架手术弓型架手术弓型架立体定位立体定位CT显影图框显影图框通用粒子植入治疗计划系统轴冠状位和立体显示剂量分布，实时优化手术方案，打印治疗计划报告TP
19、S使得放射治疗计划的设计和评估更为形象，放疗医生和物理师可以在计算机上使用计划系统对整个治疗过程进行模拟，得到最佳的治疗方案，实现了治疗计划的定量设计。放射治疗计划系统及其应用实施治疗计划的验证，确定补救措施。2、体内（近距离）照射照射路径（手术路径）的选择图象序列的插值与重建。图象序列（组）(Study,Series）将框架固定在患者颅骨上，病人头颅在由框架形成的三维直角坐标系中的位置也就确定下来，经CT/MRI扫描得到如右图像，形成六个标记点。3D放射治疗计划系统(TPS)立体定向仪导向的原理是球心法，弓形架可绕框架作前后转动，装在弓形架上的拖板带这着手术器械又可沿弓形架的弧形板作左右滑动
20、，在转动与滑动过程中，始终保持手术器械的下端命中靶点。立体定向手术适用于下列神经外科手术治疗：（3）经皮穿刺、图象引导引入图像序列的概念，可同时或分阶段输入不同检查设备的不同序列图像。处方剂量、参考剂量、匹配周缘剂量SurgicalPlan立体定向神经外科放射治疗计划系统计划验证及无模板引导计划需在局麻下进行，手术创伤小，病人2、体内（近距离）照射立体定向组件（立体定向组件（1）配套手术器械：各种针、适配夹 立体定向手术图安装在病人头上的情况安装在病人头上的情况立体定向的原理 立体定向仪导向的原理是球心法，弓形架可绕框架作前后转动，装在弓形架上的拖板带这着手术器械又可沿弓形架的弧形板作左右滑动
21、，在转动与滑动过程中，始终保持手术器械的下端命中靶点。定位标记点三维立体定向手术的优势 传统立体定向手术普遍不能显示手术通道,由于脑立体定向手术是在非直视下操作，术中易损伤深部脑血管和重要结构，引起一定的并发症。在传统立体定向仪的基础上结合三维手术计划软件（TPS），应用MRI及CT扫描，三维规划手术路径，可以实现治疗方案的实时优化。完整手术治疗操作流程完整手术治疗操作流程安装定向框架安装定向框架局麻局麻MRI/CT扫描扫描传送图像数据传送图像数据图像工作站图像工作站三维手术治疗计划系统靶点定位，规划手术路径。轴冠状位立靶点定位，规划手术路径。轴冠状位立体显示手术通道，实时优化手术方案体显示手
22、术通道，实时优化手术方案l颅骨钻孔颅骨钻孔l相应手术相应手术安装手术弓型架安装手术弓型架部分操作界面部分操作界面（1）部分操作界面（2）部分操作界面（3）可以精确的确定体表、靶区及重要组织、器官的几何描述；立体定向技术在神经外科手术中已显支持多种剂量评估方法，如、Profile、DVH等；痛苦少，可避免因开颅大手术给患者痛苦少，可避免因开颅大手术给患者将框架固定在患者颅骨上，病人头颅在由框架形成的三维直角坐标系中的位置也就确定下来，经CT/MRI扫描得到如右图像，形成六个标记点。根据标记点的位置即可计算出图像中的任意点相对于框架基环的空间坐标。为临床医生提供交互式的断层图像的三维构建工具；靶区
23、定位的准确性和体积精度体积剂量直方图(DVH)肿瘤和周围的淋巴结（GTV）引入图像序列的概念，可同时或分阶段输入不同检查设备的不同序列图像。图象序列的插值与重建。交互设计粒子植入针和粒子的空间分布；主要功能包括：影像设备的图像数据输入和整理、图像数据处理与测量、三维重建显示、粒子植入计划设计（包括手术路径、粒子分布等）、剂量评估和优化、治疗计划输出和病例数据库管理等功能模块。2、图像数据处理和三维显示医学影像学和计算机技术发展的产物。通用粒子植入治疗计划系统三维剂量场及DVH显示2、体内（近距离）照射部分操作界面（4）部分操作界面（5）部分操作界面（6）立体定向手术适用于下列神经外科手术治疗：
24、自动布设粒子在靶区中的位置；0标准、视频采集和扫描输入；立体定向系统可以分成四大部分：主要功能包括：影像设备的图像数据输入和整理、图像数据处理与测量、三维重建显示、粒子植入计划设计（包括手术路径、粒子分布等）、剂量评估和优化、治疗计划输出和病例数据库管理等功能模块。B_TPS系统是一套三维可视化工具，可以作为术前的计算机仿真平台和术后验证工具，粒子植入内放射治疗的重要组成部分。SurgicalPlan立体定向神经外科放射治疗计划系统靶区定位的准确性和体积精度立体定向仪导向的原理是球心法，弓形架可绕框架作前后转动，装在弓形架上的拖板带这着手术器械又可沿弓形架的弧形板作左右滑动，在转动与滑动过程中
25、，始终保持手术器械的下端命中靶点。支持多种剂量评估方法，如、Profile、DVH等；立体定向仪导向的原理是球心法，弓形架可绕框架作前后转动，装在弓形架上的拖板带这着手术器械又可沿弓形架的弧形板作左右滑动，在转动与滑动过程中，始终保持手术器械的下端命中靶点。通用粒子植入治疗计划系统重要结构和组织的有效保护需在局麻下进行，手术创伤小，病人立体定向技术在神经外科手术中已显靶区定位，规划照射或手术路径。轮廓线定义和三维重建界面交互式设计粒子植入计划，采用多窗口的断层图像显示方式，可以在同一图像序列的不同层面间自由移动或在不同图像序列上设计、修改计划参数；精确测量靶区，提供相应的定量数据3D治疗计划系统是计划系统的革命，3D系统使放射治疗更为科学。部分操作界面（7）
