放射治疗物理师

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1、放射治疗物理师概论放射治疗物理师概论李建东2004.11.26现有哪些现有哪些“光光”刀刀?伽马刀?X刀（又称光子刀）?质子刀?超声聚焦刀和聚能刀?激光刀?细胞刀?氩氦刀肿瘤放疗新概念肿瘤放疗新概念?小靶区，高剂量；?疗程短，高剂量；?个别情况，个别对待；?提高肿瘤的照射剂量可提高局部控制效果；?靶区范围大不利于提高局部剂量；?应该注意肿瘤的大小，位置，和器官的耐药性X()刀临床治疗概论刀临床治疗概论?定义； 在靶区周围边界形成一刀割状的清晰边界 采用多源多野三维聚焦原理?发展史 1968年瑞典； 1995年国产旋转式头部； 1998年国产体部；直线加速器直线加速器Gantry (机头机头)C

2、ouch (病床病床)Removable Sections (可置换部分可置换部分)病床转动轨道光子或电子束病床转动轨道光子或电子束Tray (托架托架)钴钴60治疗原理和技术特征治疗原理和技术特征?构造：将201个钴源安装在一个球型头盔内，使 之聚焦于颅内一点?X刀(光子刀) ：在直线加速器上加上三级准直器， 进行非共面多轨迹旋转照射焦皮比焦皮比?表皮吸收剂量与病灶中心吸收剂量之比的倒数半影半影?80%和20%的能量宽度的比值，描述了射线野内 和野外集束的变化平坦度平坦度?在特定深度（一般水下10cm),80%范围内与摄 影中心轴的能量比，一般不超过3%，是用于描 述射线均匀性的一个概念百分

3、深度剂量百分深度剂量?体模内照射野中心轴上任一深度的吸收剂量率， 与照射野中心轴上参考点吸收剂量率的比的百分 率X刀和刀剂量分布的区别刀和刀剂量分布的区别?刀利用高剂量点在靶区内叠加，剂量分不集中， 30%-50%的剂量线范围小，具备刀的特点?X刀通过多野每束射线70%左右的剂量在肿瘤内 叠加形成高剂量区，聚焦性不如刀，30%-50% 等剂量线范围较大，在肿瘤较大时不具备刀的特 点立体定向放射治疗技术立体定向放射治疗技术?立体定向放射手术(SRS)?立体定向放射治疗(SRT)?特点： 小剂量，集束照射。 单次，大剂量； 小的病变不适合于放疗，特别是使用体部治疗； 大的肿瘤野不适合于放疗； 放疗

4、比较适合于3mm-5mm的肿瘤立体定向放射治疗的危害立体定向放射治疗的危害?达不到治疗肿瘤应有的目的?引起放射性损伤?有些肿瘤根本不适合应用刀和X刀治疗?增加病人不必要的经济负担立体放疗和常规放疗的区别立体放疗和常规放疗的区别?常规放疗： 利用肿瘤组织和正常组织对射线敏感性的差异 更多的依赖于生物学基础?立体放疗 利用靶区周围组织剂量梯度的陡峭变化 更多的依赖于放射物理学基础放射外科手术后的病理变化放射外科手术后的病理变化?早期（水肿期）：1-10天出现?坏死期：2-3周出现?吸收期：坏死期后至一年?纤维化期（疤痕期）：可持续数年至数十年X刀立体定向装置的基本结构刀立体定向装置的基本结构?基本

5、任务： ?. 确定病变（靶区）位置和与周围组织器官的相对空间位 置. ?. 制定优化的三维治疗计划 ?. 实施立体定向放射治疗准直器治疗摆位系统治疗床适配器加速器治疗床治疗计划系统立体定向系统CT/MRI/床适配器CT/MRI治疗体位及体位固定治疗体位及体位固定?体位固定的基本原则： 有利于参考定位和患者舒适。 设立体位参考标记，建立患者坐标系，确保从 影像定位到治疗摆位过程中的患者坐标系的不 变性。患者摆位患者摆位?头部利用金属环；?其它部位可以利用金属球（3到4个，直径3mm) 通过手术的方式植入体内，在扫描图像的时候， 建立金属球和病变中心的相互位置；?外部标记。机械等中心的定义及确定方

6、法验证激光灯“+”字位于准直器旋转轴上验证准直器旋转轴与治疗床旋转轴的复合性寻找等中心位置和检验等中心位置的精度调整光距尺(ODI)的指示和检验其线性调整激光灯和机械等中心的重合即机架，床体，灯光中心位置的一致性适配器适配器-金属环金属环?金属环是定位的参照物 单次金属环 分次金属环（包括牙罩， 头罩）标记框架标记框架?N型标记框架 不同层面的两个标记点的距离是不变的。?V型标记框架 相邻两个外部标记点的是对称。?通过N,V型标记点的特点来校正摆位框架。?根据N,V型标记点的位置确定坐标系Dose delivery with Conformal BeamDose delivery withAr

7、c Therapy Resulting 3D dose distribution治疗效果的判定治疗效果的判定?常规X刀的精度为1mm，伽玛刀的精度为0.3mm， 但二者的治疗效果是相同的。 （原因：因为图像断层的扫描厚度为1mm，即定位 误差大于摆位治疗误差。 治疗精度=()21 22摆位精度治疗精度+放射治疗产生的生物学效应放射治疗产生的生物学效应?血管拴塞；?再生细胞死亡分次放射性治疗的生物学基础分次放射性治疗的生物学基础?肿瘤细胞的乏氧?早期和远期反应性组织的剂量响应的特点相差较大?即使肿瘤很小分次治疗也能产生较好的治疗增益比?治疗过程中根据如下的原则判定时候采取分次治疗 病变的生物学特

8、点 周围组织的生物学特点 靶区的生物学特点等剂量线的定义规则等剂量线的定义规则?根据病变的性质。?有利于保护病变周围的组织?剂量分布的适合度（=1，最佳）BEV,REV,GTV, PTV,BPV?GTV (Gross target volume) -肿瘤体积?PTV (Planning target volume)-计划靶体积?BEV -射野方向视图?REV -医生方向视图?BPV 射束平射视野治疗计划设计的步骤治疗计划设计的步骤?体模?设计?确认?执行治疗计划系统的地位和功能治疗计划系统的地位和功能?治疗计划系统是治疗过程中一个有力的连接纽带， 它的功能应包括： 剂量计算和剂量显示，体位及体

9、位固定，参 考标记，建立坐标系，建立扫描，输入治疗要求， 在3D假体上进行模拟，对计划进行评估，利用 模拟射野片和加速器射野校正片对计划进行校正。治疗计划治疗计划?计划要求： 治疗计划以完全靶区的剂量线为处方剂量； 对于不规则区域，要求至少95%的剂量线在靶区为 处方剂量； 50%靶区剂量线分布情况来决定分次治疗和总剂量 TCP:提高单次剂量是现代放射治疗的关键问题 NTCP:正常组织产生并发症的概率来评估计划的效 率放疗四原则放疗四原则?靶区剂量高,高剂量区(如80%剂量区)与病灶尽可 能多的重合;?正常组织剂量低,特别是关键组织上剂量很低,并 远小于各自的耐受剂量;?靶区剂量分布均匀;?靶

10、区边缘剂量梯度陡降。3D假体是这个纽带中的核心假体是这个纽带中的核心?用于模拟，验证，显示剂量分布，采集治疗信息 和患者部位，确定病变范围及组织间的相互位置， 参考标记，确定治疗方案，显示射野CT模拟机模拟机以以CT位基础的模拟定位机位基础的模拟定位机?组成： 高档CT扫描设备 3D重构显示软件 三维激光射野定位装置?功能： 重构患者治疗部位的3D图像 在3D图像上实现类似常规模拟机的肿瘤定位(DRR) 在3D图像上实现类似常规模拟机的肿瘤定位(治疗模拟)以核磁为基础的治疗计划以核磁为基础的治疗计划轮廓图的不同表示方廓图的不同表示方法?区分边界?位置?三维重建肿瘤（采用轮廓勾画的方法）DRR和

11、和DCR?DRR是和X射线片的相同点和不同点?DCR是DRR的一个数字剪辑图像DVH,TCP,NTCP?DVH多少靶区体积，受到多高剂量的照射?TCP肿瘤控制概率?NTCP正常组织损伤概率TCP剂量肿瘤细胞控制率100%90%- | | |DVH适形治疗适形治疗?适形治疗是一种治疗技术，使得剂量分布区与靶 区形状在三维上一致?适形治疗的分类 常规适形治疗（能够进行大约70%疾病的治疗） 调强适形治疗 （鼻癌，前列腺）调强调强?调节均匀的输入为不均匀的输入， 是在治疗机 上实现的。逆向设计过程逆向设计过程?根据均匀的剂量分布图，考虑到重要的器官的存 在，设计剂量为不均匀的分布，即设计调强的过 程

12、?实现调强，治疗计划系统必须能做逆向设计射野数的合理选择射野数的合理选择?3个野和10个野的治疗效果是相同的（即射野数 不要太多?一般情况下3到9个野就足够了。射野方向的优化射野方向的优化?注意射野方向夹角对剂量分布的影响调强方式的分类调强方式的分类?物理补偿器（固体，液体作为2D的补偿器）；?电磁扫描方式；?MLC 整野：动态，静态，动态旋转； 扇形束：步进式，螺旋式。多叶准直器多叶准直器(MLC)调强调强?动态MLC: 叶片和射线同时动作?静态MLC: 叶片和射线动作不一致?MLC控制文件放射治疗全过程放射治疗全过程治疗计划设计治疗计划设计治疗计划执行治疗计划执行期望较好的剂 量分布期望较

13、好的剂 量分布剂量误差允许 度（剂量误差允许 度（%）病人体内最后得到 的剂量分布病人体内最后得到 的剂量分布治疗计划设计治疗计划设计模拟治疗方针模拟治疗方针A.临床检查临床检查B.治疗方针治疗方针C.确定治疗剂 量确定治疗剂 量病人资料病人资料A.身体外轮廓身体外轮廓B.肿瘤定位肿瘤定位C.重要器官重要器官D.不均匀组织不均匀组织计划设计计划设计A.计算模型计算模型B.射线种类和能量射线种类和能量C.射野设计射野设计,剂量配比剂量配比E.楔形板，档块楔形板，档块F.组织补偿组织补偿计划证实计划证实A.检查体位和射野设置检查体位和射野设置B.机器的几何参数机器的几何参数C.靶区及重要器官 的入

14、射程度靶区及重要器官 的入射程度X线机，线机， CT/MRI放疗医生放疗医生放疗医生，物 理师，技术员放疗医生，物 理师，技术员治疗计划系统， 设野数据采集 系统治疗计划系统， 设野数据采集 系统放疗医生，物 理师放疗医生，物 理师放疗医生，物 理师，技术员放疗医生，物 理师，技术员CT/MRI,模拟 机，体模模拟 机，体模模拟机模拟机治疗计划执行治疗计划执行治疗摆位和体 位固定治疗摆位和体 位固定治疗动态监测实时射野影像 系统治疗动态监测实时射野影像 系统治疗参数设置机器几何参数照射野射定处方剂量设定治疗参数设置机器几何参数照射野射定处方剂量设定放疗医生 物理师 技术员放疗医生 物理师 技术员射野证实片检查证实系统射野证实片检查证实系统