DICOM-RT：DICOM3.0标准中关于放疗的基本知识点

背景：

专栏上一篇博文提到过，近期有博友对DICOM标准中的放疗部分（DICOM RT）比较感兴趣，因此决定后续几篇博文会由浅入深逐步介绍一下放疗领域的相关知识点。从一个工程技术人员角度给大家呈现放疗的全流程，介绍大致分为放疗综述与基本知识点、DICOM标准中DICOM RT的剖析、基于DICOM RT的放疗信息化建设三个系列，具体细节请浏览最新的专栏博文。

Radiotherapy基本流程简介

放疗治疗整体流程示意图：

各个环节细节如下：
①诊断

②开处方

③制定治疗计划

④模拟机定位

⑤执行治疗

⑥记录和追踪

Radiotherapy在DICOM标准中的定义:DICOM RT

DICOM RT(Radiotherapy Objects)作为DICOM标准的扩展，定义了放疗领域的相关概念、流程和应用场景。DICOM RT 信息对象定义主要包括五大部分，分别是RT Structure Set（放疗结构集合）、RT Plan（放疗计划）、RT Dose（放疗剂量）、RT Image（放疗影像）和RT Treatment Record（放疗治疗记录），其中RT Treatment Record又可以细分为RT Beams、Treatment Record、RT Brachy Treatment Record和RT Treatment Summary Record。标准中给出的信息对象定义（IOD）模型如下：

上图中给出了DICOM RT IOD与传统DICOM标准中Patient、Study、Series、Image四级IOD之间的关联性，更形象的结构图如下：

需要注意的是，

DICOM RT扩展的四种IOD（RT Structure Set、RT Plan、RT Dose、RT Image）与传统DICOM的Image IOD相关，以Image IOD作为基础参考数据。但是DICOM RT 四种IOD是与Image IOD所组成的Series在同一级，共同归属于同一次Study检查。 因此可以认为RT Structure Set、RT Plan、RT Dose、RT Image是与之前常规的DICOM 序列（即一组Image IOD集合） 并列的序列，是在常规DICOM序列基础上进行的相关后处理，诸如靶区勾画、剂量统计等等。

Radiotherapy相关概念介绍

【注】：由于本人不是临床专业，部分概念并无法深入细致的讲解，如需了解更详细的细节可查看相关领域书籍或咨询临床专业人士。

1. 临床概念介绍

肿瘤区（GTV）：采用以影像为主的一般诊断方法经肉眼可以观察到的在一定部位可确定形状大小的可见肿瘤。包括肿瘤原发灶、转移淋巴结和远处血行转移灶。治疗时要给予肿瘤区足够的剂量力求消灭肿瘤达到根治（CR），通过观察肿瘤区的变化判断治疗效果、修改治疗方案和开展临床研究。
临床靶区（CTV）：按照放射生物要求及肿瘤发生、转移因素考虑的应给与一定照射剂量的肿瘤原发灶周围浸润形成的亚临床灶、区域淋巴转移路径等。是肿瘤区域放射治疗控制复发转移的基础。
计划靶区（PTV）：实施放射治疗时实际照射的范围。除包括临床靶区外，还要包括由于照射区域由呼吸、心跳、空腔脏器的充盈与排空等造成的生理变化范围，患者分次照射造成的摆位误差，仪器设备的机械误差等。该扩大的照射范围是为了保证临床靶区获得有效的治疗剂量。
IMRT：Intensity Modulation Radiated Therapy，是一种先进的高精度放射线疗法，它利用计算机控制的X光加速器去向恶性肿瘤或肿瘤内的特定区域发射精确的辐射剂量。
OAR：指卷入照射野内的重要脏器或器官。由于这些器官的放射敏感性高（耐受剂量底）其放射损伤会严重影响患者的生命或生存质量，所以会影响或左右设计照射计划的设计与实施。

2. 信息化概念介绍

2.1 放疗科室主要角色：放疗医师/肿瘤学家、物理师、技师；
2.2 放疗科室主要系统：TPS（治疗计划系统）、TDS（技师工作站）、OIS（网络系统）、LCS（加速器控制系统）。需要补充的是，实际工作流程中，物理师也会操作OIS系统，进行计划的确认。

3. 相关设备介绍

3.1 直线加速器：

3.2 电子束射野：

3.3 多页光栅：

3.4 gantry旋转：

3.5 多叶准直器：

总结：

该博文作为DICOM专栏中第一篇介绍放疗的博文，主要从基础概念和流程上进行介绍，让大家对放疗整体有一个宏观认识，具体细节可详细阅读文后给出的参考资料。

参考资料：

1. DICOM-RT and Its Utilization in Radiation Therapy
2. DICOM IN RADIOTHERAPY
3. DICOM Supplement 11 DICOM RT
4. 放疗基础概念
5. 放疗流程图解说

作者：[email protected]
时间：2016-03-13