放射線治療計画

放射線治療において、放射線治療計画（RTP）とは、放射線腫瘍医、放射線治療技師、医療物理士、医療線量測定士からなるチームが、がん患者に対して適切な外部照射放射線治療または内部密封小線源治療の治療法を計画するプロセスである。

放射線治療の初期には、2D X線画像に基づいて、多くの場合手作業で、手計算で治療計画が作成されていました。線量計算の精度と速度を向上させるために、1970年代にコンピュータ化された治療計画システムが使用され始めました。^{[ 1 ]}

1990年代までに、 CTスキャン、より高性能なコンピュータ、改良された線量計算アルゴリズム、マルチリーフコリメータ（MLC）により、3Dコンフォーマルプランニング（3DCRT）が実現し、欧州ダイナラッドコンソーシアムによってレベル2の技術として分類されました。^{[ 2 ] [ 3 ]} 3DCRTはMLCを使用して放射線治療ビームを標的腫瘍の形状に正確に合わせ、周囲の健康な組織への線量を低減します。^{[ 4 ]}

IMRTやVMATなどのレベル3の技術は、逆計画を利用して線量分布をさらに改善します（つまり、標的腫瘍のカバー率が向上し、健康な組織が保護されます）。^{[ 5 ] [ 6 ]}これらの方法は、特に特定の部位の癌に対して、最大の効果が得られることが示されており、使用が増加しています。^{[ 7 ] [ 8 ]}

通常、医用画像はコンピュータ支援設計手順用の仮想患者を作成するために使用されます。CTスキャンは治療計画の主要な画像セットであることが多く、磁気共鳴画像は軟部組織の輪郭付けに優れた二次画像セットを提供します。陽電子放出断層撮影はあまり一般的ではなく、特定の取り込み研究が計画ターゲットボリュームの輪郭付けを強化できる場合に限定されています。^{[ 9 ]}最新の治療計画システムは、画像位置合わせまたは融合としても知られるマルチモダリティ画像マッチングのためのツールを提供します。治療シミュレーションは、放射線輸送シミュレーションと最適化を使用して、治療の幾何学的、放射線学的、および線量測定的側面を計画するために使用されます。強度変調放射線治療( IMRT ) の場合、このプロセスには、適切なビームタイプ (光子、電子、陽子を含む場合がある)、エネルギー (たとえば、6、18メガ電子ボルト(MeV) の光子)、および物理的配置の選択が含まれます。近接照射療法では、適切なカテーテルの位置と線源の滞留時間（HDR近接照射療法の場合）またはシードの位置（LDR近接照射療法の場合）を選択する計画が含まれます ^{[ 10 ] [ 11 ]} 。

より正式な最適化プロセスは、通常、順方向計画と逆方向計画と呼ばれます。^{[ 12 ] [ 13 ]}計画は、線量体積ヒストグラム を使用して評価されることが多く、これにより臨床医は、病変組織（腫瘍）への線量の均一性と健康な構造の保護を評価できます。

将来計画

治療計画においては、計画担当者は、腫瘍に十分な放射線を照射しつつ、重要な臓器への照射を最小限に抑え、健康な組織への線量も最小限に抑えることができるように、放射線治療計画システムにビームを配置します。必要な決定事項には、使用する放射線ビームの数、それぞれのビームを照射する角度、減衰ウェッジを使用するかどうか、各ビームからの放射線を整形するためにどのMLC構成を使用するかなどが含まれます。

治療計画担当者が初期計画を作成すると、治療計画システムは、特定の領域に規定線量を照射するために必要なモニターユニット数と、それによって体内に生じる線量分布を計算します。患者の体内の線量分布は、解剖学的構造や、ウェッジ、特殊コリメーション、照射野サイズ、腫瘍の深さなどのビーム修飾子に依存します。患者の以前のCTスキャンからの情報により、放射線が患者の組織を通過する際の挙動をより正確にモデル化できます。線量計算モデルには、ペンシルビーム、畳み込み重ね合わせ、モンテカルロシミュレーションなど、さまざまなものがあり、精度と計算時間のバランスが重要なトレードオフとなります。

この種の計画は、腫瘍の形状が単純で、重要な臓器の近くにない比較的単純な症例にのみ十分対応できる。

• 近接照射療法計画
• 画像誘導放射線療法