يقوم أخصائي الأورام الإشعاعي بتطوير خطة علاج للمريض من خلال عملية تسمى تخطيط العلاج والتي تبدأ بالمحاكاة. أثناء المحاكاة تظهر عمليات المسح التصويرية التفصيلية لموقع ورم المريض والمناطق الطبيعية المحيطة به. هذه المسحات هي عادة ما تكون تصوير مقطعي محوسب, ولكنها يمكن أن تشمل أيضاً تصوير بالرنين المغناطيسي, التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني, وفحص بالموجات الفوق الصوتية.
غالباً ما تستخدم الأشعة المقطعية في تخطيط العلاج للعلاج الإشعاعي. أثناء المسح المقطعي, يتم إنشاء صور داخل الجسم بواسطة جهاز كمبيوتر مرتبط بجهاز أشعة سينية.
خلال المحاكاة والعلاجات اليومية, من الضروري التأكد من وضعية المريض الصحيحة التي يجب أن تكون نفس الوضعية يومياً عند القيام بالتصوير أو عند آلة تقديم العلاج. قد يتم بناء قوالب للجسم, أقنعة للرأس أو غيرها من الإجهزة لكل مريض لكي يسهل على المريض البقاء. تستخدم علامات الجلد المؤقتة أو حتى الوشم في المساعدة على تحديد مواقع الورم بدقة للمريض.
المرضى الذين يتعرضون للإشعاع في الرأس قد يحتاجون لقناع. القناع يساعد الرأس في الحفاظ على توازنه وعدم التحرك بحيث يكون المريض في نفس الوضعية في كل جلسة.
بعد المحاكاة, يتم تحديد الأورام والمنطقة الدقيقة التي سيتم علاجها بالإشعاع, وجرعة الإشعاع الكلي التي ستعطى للورم, وكم جرعة يسمح للأنسجة الطبيعية حول الورم والزوايا الأكثر أماناً (المسارات) لإستلام الإشعاع.
الموظفين الذين يعملون في الأورام والإشعاع (بما في ذلك الفيزيائيين وعلماء الجرعات) يستخدمون أجهزة كمبيوتر متطورة لتصميم تفاصيل خطة الإشعاع الدقيقة التي سيتم استخدامها. بعد الموافقة على الخطة, يقوم المختص بالأورام الإشعاعي ببدء العلاج.
في اليوم الأول من العلاج, وبعد ذلك على الأقل اسبوعياً, يتم إجراء العديد من الفحوصات لضمان إن الجسم يستقبل العلاج بالطريقة التي تم التخطيط لها.
يتم قياس الجرعات الإشعاعية لعلاج السرطان بوحدة تسمى غراي, وهي مقياس لكمية الطاقة الإشعاعية التي تمتصها 1 كيلوغرام من الأنسجة البشرية. وهناك حاجة إلى جرعات مختلفة من الإشعاع لقتل أنواع مختلفة من الخلايا السرطانية.
يمكن للإشعاع أن يضر ببعض أنواع الأنسجة الطبيعية بسهولة أكثر من غيرها. على سبيل المثال, الأعضاء التناسلية (الخصيتين والمبايض) أكثر حساسية للإشعاع من العظام. يأخذ المختص بالأورام الإشعاعي كل هذه المعلومات في عين الإعتبار أثناء التخطيط للعلاج.
إذا كانت منطقة من الجسم قد عولجت سابقاً بالعلاج الإشعاعي, قد لا يكون المريض قادراً على العلاج الإشعاعي في تلك المنطقة مرة أخرى, وذلك يعتمد على مقدار الإشعاع الذي أُعطى له خلال جلسات العلاج الأولى. إذا كانت منطقة واحدة من الجسم قد تلقت بالفعل الجرعة القصوى من الإشعاع مدى الحياة, وهناك منطقة أخرى لا تزال تحت العلاج الإشعاعي ف هي آمنة إذا كانت المسافة بين المنطقتين كبيرة بما فيه الكفاية.
المنطقة المختارة للعلاج عادةً ما تشمل الورم كله بالإضافة إلى كمية صغيرة من الأنسجة الطبيعية المحيطة بالورم. يتم علاج الأنسجة الطبيعية لسببين رئيسيين:
- أن تأخذ في الإعتبار حركة الجسم من التنفس والحركة الطبيعية للأجهزة داخل الجسم, والتي يمكن أن تغير موقع الورم خلال فترة العلاج.
- الحد من إحتمالية تكرار الورم من الخلايا السرطانية التي انتشرت في الأنسجة الطبيعية بجانب الورم (تسمى الإنتشار المحلي المجهري).