图中所显示的就是医生勾画的肿瘤形状（阴影区域）的三维显示，该图来自一例典型的鼻咽癌病人，由上图可以直观的看出肿瘤的形状，大小和位置，该肿瘤几乎占据了头颈部的半壁江山，更重要的是该肿瘤附近都是极其重要的器官，前有晶体（很少的射线就会发生白内障），后有脑干（该器官是神经中枢，主要是维持个体生命，调节包括心跳、呼吸、消化、体温、睡眠等重要生理功能）。还有视神经，视交叉，垂体，颞叶，颞颌关节，腮腺等，这些器官和肿瘤互相交错在一起！
如何才能使射线能量尽可能地集中在肿瘤内将肿瘤杀死，又可以不伤及或少伤及周围重要器官呢？这就是医生，病人，物理师需要共同面对和解决的问题。当采用外照射时，射线从人体外部射入体内，杀死肿瘤细胞，由于射线是从人体外部穿透组织后才能到达病灶，所以伤及周围正常组织是在所难免的，只是程度大小不同而已。物理师的任务就是通过各种手段和方法尽量使射线集中在病灶，以杀灭肿瘤，同时降低这种伤害，尤其是对重要器官的伤害。
在说明物理师如何工作之前，先说明放疗是如何进行的，病人躺在治疗床上后，加速器开始工作，加速器围绕病人进行旋转，在不同的角度发出射线，这个过程类似于一个手电筒，转到不同角度发出光芒，不同的只是加速器发出的射线可以穿透人体组织直达病灶。第二点不同就是加速器发出的射线是根据治疗需要有各种不同形状的，不像手电筒发出的光野为一个圆形。
在计划设计阶段，物理师首先得到CT图像，图像上有医生精确勾画出的肿瘤轮廓和重要器官的轮廓，还有医生给予的肿瘤处方剂量和正常器官的耐受剂量。具体来说，医生会告诉物理师这个肿瘤必须接受多少的射线能量才可能将其杀灭，而其周围的重要器官受到多少辐射时才是安全的。物理师在计划系统中设计加速器的旋转角度和具体的射野形状，目的在于使射线能量尽可能地集中在肿瘤内，同时尽量不伤及周围正常器官。物理师可能会设计出多种方案，然后通过计划系统进行模拟，得出病人肿瘤和正常器官接受了多少射线能量，并进行评估：是不是肿瘤的每个部分都接受了足够的照射？有没有伤及周围重要器官？伤的严不严重？然后选择最优的计划方案，既能使肿瘤受到最大照射，而周围正常组织得到最大保护的方案，并将该方案的各个参数如加速器旋转角度、射野形状等传送到加速器，然后技术员进行加速器的严格操作和病人的精确治疗。
特别要说明的是：在中国医学科学院肿瘤医院放疗科，所有计划设计方案都需要通过多级审查后，才可以最终用于病人治疗。首先，物理师设计出数套甚至是数十套治疗计划，然后和主管医生讨论，并经过全科查房共同协商，最后还需要通过其主管物理师的审查及批准来确定一个最佳的治疗计划。另外放疗科使用的是当今世界上最先进的计划系统之一——Pinnacle计划系统，该系统的逆向调强设计功能非常强大，但每自动设计计算一次治疗计划就需要很长时间，具体时间会根据肿瘤的大小，形状，位置而异，物理师会根据计算结果，不断地进行优化，直到一个理想的方案出台，所以这个过程是非常耗费时间的，一般而言，调强计划需要五到十个工作日才可以完成。
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