放射治療過程ppt課件

1、精準(zhǔn)放射治療技術(shù),基本目標(biāo) 努力提高治療增益比，即：最大限度的將放射線的劑量集中到病變區(qū)域（靶區(qū)）內(nèi)，盡可能的殺滅腫瘤細(xì)胞，而使周圍正常組織和器官免受或少受不必要的照射劑量。因為常規(guī)放射治療不能很好的達(dá)到這個目標(biāo)，所以為了能夠更好的達(dá)到這個目標(biāo)，精確放射治療技術(shù)就應(yīng)運而生了。,精確放射治療主要包括,適形放射治療 立體定向放射治療 三維調(diào)強(qiáng)放射治療 圖像引導(dǎo)放射治療,第一節(jié) 三維適形放射治療,適形放射治療是一種提高治療增益比的較為有效的物理措施，它作為一種治療技術(shù)，使得高劑量區(qū)分布的形狀在三維方向上與病變區(qū)域（靶區(qū)）的形狀一致，學(xué)術(shù)界稱為三維適形放射治療。,適形放射治療是如何實現(xiàn)適形的呢？,它是

2、隨著當(dāng)前計算機(jī)的高速發(fā)展而發(fā)展起來的，是放療技術(shù)實現(xiàn)放療四原則的突破。利用計算機(jī)根據(jù)CT掃描獲得的病人解剖數(shù)據(jù)，進(jìn)行病人的三維重建，獲得病人病變的三維體積信息。然后根據(jù)病變的形狀設(shè)置三維非共面射野，保證每一個射野的形狀與該方向上病變投影的二維形狀一致（圖91）,圖91 射野形狀與病變一致,圖92 適形放射治療劑量分布,一、適形放射治療的過程,病變（靶區(qū)）和重要器官及組織的： 空間定位 治療計劃設(shè)計 治療方案模擬與驗證 治療方案實施,空間定位,通過一些檢查獲得以患者身體為基礎(chǔ)模擬的三維坐標(biāo)系信息，病人的所有解剖結(jié)構(gòu)就在治療系統(tǒng)中具有了確定的位置坐標(biāo)和確定的大小。將數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)街委熡媱澲?，醫(yī)師勾

3、畫出病人的各部分器官組織。特別是治療靶區(qū)和鄰近靶區(qū)的需要保護(hù)的危及器官，必須精確的勾畫出來。勾畫完各部分器官，就可以重建出病人的三維組織結(jié)構(gòu)。,治療計劃設(shè)計,計算機(jī)根據(jù)收集數(shù)據(jù)以及病人的定位數(shù)據(jù)可以模擬實際治療情況。物理師首先利用計算機(jī)根據(jù)病人病變位置的情況，設(shè)計病人需要的最佳治療參數(shù)，包括射野數(shù)目，每個射野的機(jī)架角等等參數(shù)；然后計算出射線在病人體內(nèi)的劑量分布，再與醫(yī)師一起評價病人體內(nèi)劑量分布的優(yōu)劣，如果不符合臨床要求，則重新修改射野治療參數(shù)，計算劑量分布，進(jìn)行評價。如此反復(fù)，直到病人體內(nèi)得到最滿意的劑量分布結(jié)果。,治療方案模擬與驗證,制定好治療計劃之后，打印治療計劃，同時把治療計劃輸出到治療

4、機(jī)。 驗證計劃包括等中心驗證、射野形狀驗證、絕對劑量驗證和相對劑量驗證。具體操作時把病人的治療計劃移植到模體上，計算出劑量分布，然后在模體上執(zhí)行治療計劃，測量模體中的劑量分布，兩個劑量分布進(jìn)行比較，就可得出計劃的精確性。,治療方案實施,結(jié)果： 高劑量分布區(qū)與靶區(qū)在三維形狀上的適合度比常規(guī)治療有了很大的提高，進(jìn)一步減少了周圍正常組織和器官受照射的范圍。適形放療與常規(guī)治療的治療結(jié)果已在鼻咽癌、前列腺癌、非小細(xì)胞癌、顱內(nèi)腫瘤等病變的研究比較中得到證實。,二、靶區(qū)定位,主要目的是為了給病人建立一個空間參考坐標(biāo)系，獲取病人的解剖結(jié)構(gòu)信息以及靶區(qū)和鄰近重要器官的準(zhǔn)確位置和范圍，確定放射治療的位置和區(qū)域。定

5、位主要通過CT、MRI和X射線數(shù)字減影等先進(jìn)影像設(shè)備，獲得影像數(shù)據(jù)之后由計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行三維重建。,定位過程,先對病人進(jìn)行體位固定 制作熱塑膜 在體模上做參考標(biāo)記 擺位和計算機(jī)制定治療計劃，建立一個共同的參考系統(tǒng)。,調(diào)強(qiáng)適形放射治療,在達(dá)到適形放射治療的同時，如果每一個射野內(nèi)各個點的輸出劑量率能按要求的方式進(jìn)行調(diào)整，使靶區(qū)內(nèi)及靶區(qū)表面的劑量處處相等。調(diào)強(qiáng)放療將是未來放射治療技術(shù)的主流。,三、適形放射治療計劃的設(shè)計,CT定位數(shù)據(jù)傳輸 輪廓勾畫 計劃設(shè)計 計劃評估和確認(rèn),（一）CT定位數(shù)據(jù)傳輸,進(jìn)行適形放射治療時的CT定位，數(shù)據(jù)量很大，每個病人需要掃描CT圖像幅數(shù)很多，于是只能通過網(wǎng)絡(luò)傳輸或者光盤傳

6、輸?，F(xiàn)在大多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)都有自己的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，都可以使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)速度快，不易出錯。,（二）輪廓勾畫,通過CT定位傳輸?shù)街委熡媱澲械腃T數(shù)據(jù)是一系列CT圖像的集合，計算機(jī)還不能自動識別人體的各部分器官組織，更不能自動識別放療靶區(qū)。為了讓計算機(jī)能夠知道人體的解剖結(jié)構(gòu)和照射靶區(qū)等器官組織，我們必須分別定義和勾畫出各部分器官組織的輪廓。靶區(qū)和器官需要臨床醫(yī)師勾畫。,（三）計劃設(shè)計,基本步驟是： 第一步，設(shè)計靶區(qū)等中心 第二步，添加照射野 第三步，設(shè)置照射野參數(shù) 第四步，射野適形形狀設(shè)計 第五步，進(jìn)行劑量計算， 第六步，評估計劃和修改計劃,（四）計劃評估和確認(rèn),等劑量線評價 DVH評價,第

7、二節(jié) 立體定向放射治療,一、X射線立體定向放射治療 二、射線立體定向放射治療,一、X射線立體定向放射治療,（一）發(fā)展過程 上個世紀(jì)80年代是立體定向放射外科發(fā)展和廣泛應(yīng)用的年代。1980年，F(xiàn)abrikant首次應(yīng)用氦離子治療腦血管畸形。,（二）基本原理,X射線立體定向放射治療的基本原理是 應(yīng)用多個非共面旋轉(zhuǎn)弧圍繞1個或多個顱內(nèi)靶點，照射弧的大小由機(jī)架旋轉(zhuǎn)所決定，弧面的位置與治療床旋轉(zhuǎn)所規(guī)定的病人的位置有關(guān)，所有各個照射弧的劑量全部聚焦在靶點上，由于聚焦的作用在靶點上形成很高的劑量分布，而在靶區(qū)邊緣劑量迅速下降，靶區(qū)周圍的正常組織受到很低的照射劑量，這種照射技術(shù)達(dá)到的效果類似于使用手術(shù)刀在靶區(qū)

8、周圍切割了一周，因此俗稱“X刀”。,（三）治療過程,治療前的準(zhǔn)備 校準(zhǔn)和測試激光束的精度 治療計劃的確認(rèn) 病人的擺位和固定定位 病人的治療,二、射線立體定向放射治療,通過電離輻射的聚焦，立體定向放射外科可在密閉的顱腦內(nèi)制作一精確的顱內(nèi)靶點毀壞灶。 1951年Leksell首次提出該技術(shù)，此后在射線源、聚焦、定位技術(shù)等方面均取得巨大進(jìn)展。采用Co60放射源的就稱為射線立體定向放射治療，又稱為伽瑪?shù)吨委熛到y(tǒng)。,（一）刀的構(gòu)成,有兩種類型的伽瑪?shù)叮↙eksell）： U型 B型（最新型，在歐洲、亞洲安裝使用）,（二）靶區(qū)的立體定位,CT、MRI掃描或血管造影用于辨別靶病灶，MRI較CT具有更多優(yōu)點，

9、MRI的解析度更高、定位更準(zhǔn)確、腫瘤邊界顯影更好等。CT僅用于不能行MRI檢查的病人。,（三）計算機(jī)輔助劑量計劃系統(tǒng),刀放射外科的計算機(jī)系統(tǒng)包括： 計算機(jī)工作站 監(jiān)視器 打印機(jī),（四）治療的精確度,經(jīng)過幾十年的實踐，建立了放射精確度方面的一系列評價方法。Pittsburg大學(xué)的Wu等人報道了刀機(jī)械精確度測量的結(jié)果。刀系統(tǒng)的總體誤差系經(jīng)三個平面上的偏差的平方和再開平方根計算所得，大約為0.25mm。其機(jī)械偏差由生產(chǎn)工藝所決定，應(yīng)小于0.3mm。 對于橋小腦角部位聽神經(jīng)瘤、腦干腫瘤和視交叉周圍的病灶，制定治療計劃時所考慮的精確度以零點幾毫米來計算。,（五）臨床適應(yīng)征,刀放射外科已有30年的發(fā)展歷史

10、，其應(yīng)用面越來越寬，最初的刀僅用于功能神經(jīng)外科制作顱內(nèi)毀損灶，現(xiàn)在臨床應(yīng)用擴(kuò)展到部分良性腫瘤和較小的惡性腫瘤。 刀技術(shù)所治療的病灶大小通常為平均直徑35mm，有時亦可用刀治療較大范圍的病灶，但是需減少邊緣劑量以保證安全性。直徑35mm以上的病灶要選用較低的邊緣劑量，以降低并發(fā)癥的發(fā)生率。,第三節(jié) 三維調(diào)強(qiáng)放射治療,適形放療因只要求BEV方向上不規(guī)則照射野與病變靶區(qū)投影形狀一致，雖然多野組合照射使它的靶區(qū)劑量分布適形度明顯優(yōu)于常規(guī)照射，但仍然無法保護(hù)嵌入腫瘤或被腫瘤包繞的重要組織和器官，而且劑量分布的均勻性仍不理想，如果想在適形放療的基礎(chǔ)上使靶區(qū)內(nèi)及表面的劑量處處相等，就必須要求每一個射野內(nèi)諸點

11、的輸出劑量率能按要求的方式進(jìn)行調(diào)整。這就形成了三維調(diào)強(qiáng)放射治療（IMRT）。,一、調(diào)強(qiáng)放射治療的物理原理,（一）調(diào)強(qiáng)放射治療的發(fā)展和臨床意義 調(diào)強(qiáng)放射治療（IMRT）最初于20世紀(jì)70年代提出，由于當(dāng)時的計算機(jī)技術(shù)和劑量計算模型條件的限制，IMRT還不能在臨床上實現(xiàn)。隨著多葉準(zhǔn)直器技術(shù)和計算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，調(diào)強(qiáng)放射治療得到了迅速發(fā)展。多葉準(zhǔn)直器動態(tài)調(diào)強(qiáng)照射中，利用每一對葉片的相對運動，可得到兩維強(qiáng)度不均勻分布的照射野。 具有一定特征的腫瘤患者，通過調(diào)強(qiáng)適形放射治療，可望提高腫瘤的局部控制率進(jìn)而提高生存率。除此之外，采用調(diào)強(qiáng)適形放射治療技術(shù)，正常組織和器官可以得到保護(hù)，特別適用于位于復(fù)雜解剖結(jié)

12、構(gòu)中、形狀比較復(fù)雜、多靶點的腫瘤的治療，可減少放射并發(fā)癥和改進(jìn)患者放療后的生存質(zhì)量。,（二）調(diào)強(qiáng)放射治療的逆向 計劃設(shè)計過程,調(diào)強(qiáng)的概念啟發(fā)于X射線橫向斷層CT成像原理的逆過程。當(dāng)CT X射線球管發(fā)出強(qiáng)度均勻的X射線束穿過人體后，其強(qiáng)度分布反比于組織厚度與組織密度的乘積，反向投影形成組織的影像；如果使用類似于CT X射線穿過人體后的強(qiáng)度分布的高能 X（）射線、電子束或質(zhì)子束等，繞人體旋轉(zhuǎn)（連續(xù)旋轉(zhuǎn)或固定野集束）照射，在照射部位會得到類似CT斷層影像的適形劑量分布。 逆向計劃設(shè)計是根據(jù)腫瘤靶區(qū)及周圍重要器官和正常組織的解剖特點，預(yù)定靶區(qū)的劑量分布以及危及器官（OAR）的限量，利用優(yōu)化設(shè)計算法，借

13、助治療計劃計算出每個射野方向上需要的強(qiáng)度分布。然后按照設(shè)計好的強(qiáng)度分布在治療機(jī)上采用某種調(diào)強(qiáng)方式實施調(diào)強(qiáng)治療。,二、調(diào)強(qiáng)放射治療的分類,（一）二維物理補(bǔ)償器調(diào)強(qiáng) （二）MLC靜態(tài)調(diào)強(qiáng) （三）MLC動態(tài)調(diào)強(qiáng) （四）旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng) （五）斷層治療 （六）NOMOS 2D調(diào)強(qiáng)準(zhǔn)直器,三、調(diào)強(qiáng)治療體位的精確固定,（1）采取類似瑞典Elekta立體定位框架，體位由真空成型袋固定，借助治療部位上預(yù)置的體表多點標(biāo)記進(jìn)行體位校核。 （2）為減少甚至消除體表皮膚彈性對體表標(biāo)記點與腫瘤相對位置的影響，將體表標(biāo)記移至腫瘤內(nèi)或腫瘤周圍，這稱為內(nèi)置標(biāo)記點技術(shù)。 （3）盡管金點技術(shù)能夠較好保證金點和腫瘤的相對位置不變。 （4）

14、與照射同步的方法。 （5）采用呼吸門控技術(shù)。,四、調(diào)強(qiáng)放射治療計劃的設(shè)計過程,選擇靶區(qū)中心點 設(shè)計調(diào)強(qiáng)照射野數(shù)目和照射方向 設(shè)計射野適形范圍 設(shè)計目標(biāo)函數(shù) 計算機(jī)開始進(jìn)行優(yōu)化計算,五、調(diào)強(qiáng)放射治療的驗證,由于調(diào)強(qiáng)放射治療采用了逆向計劃設(shè)計方法，設(shè)計產(chǎn)生了大量的子野進(jìn)行照射，使治療過程變的更加復(fù)雜，整個治療過程中的劑量不確定性也更加復(fù)雜，必須在調(diào)強(qiáng)放射治療實施之前進(jìn)行劑量驗證。 驗證目的： （一）使用簡單的情況容易評估，確定射野參數(shù)是不是 精確。 （二）確定臨床情況下劑量精確度達(dá)到的水平。 （三）進(jìn)行單個病人治療計劃的劑量驗證。,第四節(jié) 圖像引導(dǎo)放射治療,定義： 一種四維的放射治療技術(shù)，可以保證對腫瘤進(jìn)行精確的治療，它在三維放療技術(shù)的基礎(chǔ)上加入了時間因數(shù)的概念，充分考慮解剖組織在治療過程中的運動和分次治療間的位移誤