放疗科规范化培训三维放射治疗计划-ppt课件

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农村职校教师结构层次、能力现状,以博白县职业中等专业学校为例,职业学校师资队伍建设存在结构不合理、教师素质不高等问题。主要表现在以下两个方面:,1.教师结构层次不合理,教育部颁布的中等职业学校设置标准(教职成201012号)第七条规定:中等职业学校专任教师一般不少于60人,师生比达到120,专任教师中,具有高级专业技术职务人数不低于20%,专业教师人数应不低于本校专任教师人数的50%,其中双师型教师人数不低于30%,每个专业至少应配备具有相关专业中级以上专业技术职务的专任教师2人。,博白县职业中等专业学校在校学生1353人,在职专任教师共153人。职校的教师结构层次是否合理呢?笔者对教师的基本情况做了一个详细调查,结果如下:(1)按教师从教的课程划分:专业课教师70人,公共基础课教师60人,实训指导教师23人。(2)按教师来源渠道划分:直接从大学分配到职校的教师116人,从普通中学调入的教师35人,从企业单位引进的教师2人。(3)按师资学历结构划分:第一学历是本科的教师32人,第一学历是专科的教师121人。(4)按是否是“双师型”教师划分:双师型教师54人。(5)按获得职称划分:高级教师5人,中级教师(含讲师)78人,初级教师(含助教)63人,未定职7人。(6)按年龄结构段分:1970年以前出生的教师26人,19701980年出生的教师98人,1980年以后出生的教师29人。,根据国家教育部的相关规定,结合调查数据进行比较,笔者认为,学校教师结构层次不合理,主要表现在以下几个方面:(1)本校师生比例过高,达到111;教师来源渠道单一,大部分教师从大学直接分配到学校,或者从其他中学调入职校,没有在企业工作的经历;(2)教师学历结构偏低,大部分教师的第一学历仅是专科,本科教师较少;(3)高级教师在专任教师的比例过低,只有3%;(4)教师年龄结构不合理,3444岁的教师太多,年轻教师较少。,2.教师能力现状不尽如人意,上表数据表现出三个方面的问题:(1)教学组织能力方面,只有一般能力的教师占78%,有很强能力的仅占10%。这说明教师自身教学组织能力不足,专业教学能力有待加强。(2)专业实践能力方面,87%的教师只有一般的能力,只有5%的教师专业实践能力很强。这说明大部分教师缺乏必要的实践经验,在教学上无法对学生进行有效的实践演练。(3)专业知识素养方面,77%的教师自己专业知识素养处于一般水平,这说明教师的专业知识陈旧,知识更新程度低,专业知识跟不上时代的要求,不符合社会的发展,教学水平无法有效提高。,二 职业学校师资培训现状,师资培训是职业学校提高教师业务水平的重要途径。我们就有关师资培训问题对中等职业学校的145位教师进行了问卷调查,结果如下:,1.科研活动方面,很愿意参加科研活动的教师占51.1%,视情况参加的教师占43.3%,对参加科研活动抱无所谓态度的教师占5.6%;参加科研活动的主要目的是提高自身科研素养的教师占37.8%,是为了提高教学质量的教师占51.1%,是为评职称的教师占11.1%。,2.参加培训方面,近三年参加过教师培训的比例是:国家级培训占7.8%,省级培训18.9%,市县级培训占27.8%,校级培训占8.9%,没有参加培训的占36.6%;要求在培训中获得专业实践经验的教师占44.4%,要求获得教学新方法的教师占41.1%,要求获得教育新理念的教师占14.5%;认为最有效的师资培训方式是到工厂、企业学习的教师占45.6%,请专家讲座的教师占37.8%,到外校参观学习的占16.6%。,通过分析以上数据,结合与学校相关领导、部分教师座谈所获得信息,笔者认为:博白县职业中等专业技术学校在师资培训方面存在四个方面的问题:(1)比较多的教师愿意通过培训来提高自身的科学素养和教学质量,但没有合适的机会。(2)较多教师培训没有统一、详细的计划,基本上是由上级下文件通知有某项培训,学校根据自身的实际情况派出教师参加培训。这样的结果是出现某些急需培训的专业教师因为没有培训任务而得不到培训的状况。(3)学校自身的培训条件不足,基本上不能让教师在本校完成培训任务。(4)培训实践的环节薄弱,较多的培训只是从理论到理论,没有到工厂、企业去进行实践锻炼,教师专业实践能力难于得到质的飞跃,达不到培训的效果。,三 加强农村职校教师专业能力培训的对策,国家中长期教育改革和发展规划纲要(20102020年)指出:大力发展职业教育的关键在于教师。提高教师业务水平,完善培训体系,做好培训规划,优化队伍结构,提高教师专业水平和教学能力,培养教育教学骨干,“双师型”教师加快发展面向农村的职业教育,把加强职业教育作为服务社会主义新农村建设的重要内容。因此,加强农村职校教师培训是职业学校的一件非常重要的工作。如何才能把这项工作做好呢?我们认为,农村职校师资培训工作要从四个方面入手:(1)学校行政必须从思想上深刻认识到师资培训对学校发展的重要作用,统一思想,把培训教师工作当作头等大事来抓;(2)对教师进行相关方面的思想教育,统一教师思想,促使教师积极参加培训;(3)成立专门的培训机构,建立一整套培训计划,引导教师参加相应的培训,深入了研究市场的变化,及时调整培训方向;(4)加大对教师培训的资金投入,确保培训工作的顺利开展。,从学校发展的前景来说,师资力量雄厚是学校发展的关键所在,学校只有将本校的师资通过培训的途径进行不断地更新,与时俱进,才能使自己长期拥有雄厚的实力,在社会竞争中立于不败之地。因此,职业学校大力抓好师资培训工作成为学校的生存之本,每所学校都必须把这项工作摆在更加突出的位置,才有利于学校的发展。,一、将创业教育融入专业课教学,创业教育是一种新的教育理念,是当今时代培养学生创新精神和创造能力的需要,是把人才培养引向深入的重要举措。它并非鼓励学生在校期间就去创业或者毕业后马上自主创业,而是为学生今后的就业和创业提供知识和能力的保障。在专业课教学中渗透创业教学理念时,要根据不同专业、不同课程、不同生源质量的特点,采取不同的方法。渗透式,要求在某专业的教学领域内,结合该专业各门课程的特点,将创业教育的有关内容和因素,有机地渗透到相应的教学内容中去,在课堂教学的特定时空中,努力完成与此紧密相关的创业教育教学的要求。本文结合中等专业学校的学生特点和学习目标,探讨采用“渗透式”方式将创业教育融入汽车维修财务管理的教学。,二、“渗透式”融入创业教育的途径,1.目标渗透将创业教育的目标融入专业课教学目标,汽车维修财务管理的学习目标是掌握财务管理的基础知识及与汽车维修相关的财务管理知识。具体应包括,筹集资金的各种主要方式应具备的条件、筹资的程序、优缺点;资金成本和资金结构的确定;维修企业主要资产的管理;维修成本费用的计算与控制;维修收入与利润分配的管理;财务报告的种类与财务分析的主要指标与方法;汽车维修企业注册的相关规定内容。,汽车维修财务管理是学生从事汽车行业创业必备的知识,让学生以创业者的身份和角色参与学习,能调动学生参与学习的积极性和主动性,提高学习效率,同时,教学就是今后创业的模拟。在这门课的开始,让学生思考问题,如果你要创立汽车维修公司,你该怎么准备?,学生通过查资料、走访汽车维修公司、访谈在汽车维修公司上班的已毕业的学生等途径寻找答案,一周以后的课堂上让学生分享心得。学生几乎都能说出与汽车维修财务管理相关的学习内容,比如,筹集资金、资产管理、维修成本的核算、收入分配等。通过这样的教学活动,不仅对即将学习的知识有了感性的认识,同时也激发了学生的创业意识,让学生以一个创业者的身份积累和学习知识。,2.内容渗透构建创业情景并重组教学内容,(1)汽车维修企业开业教学过程中的创业教育,创业时项目的选择至关重要,根据市场信息和创业者的现实情况来确定想开的汽车维修企业的规模和性质。让学生讨论自己想开的是什么样的企业,并阐述各自的理由。在汽车维修企业开业这一过程中,教师不可能直接给学生提出选择什么项目的建议,教给学生的只能是一整套选择和评估项目的思路,让学生自己选择合适的项目。,(2)维修企业收入管理和利润分配管理教学过程中的创业教育,在汽修财务管理课程教学中,营业收入是衡量企业经营成果的重要标志,是企业再生产顺利进行的必要条件,是实现企业利润的主要源泉。所以,对一个创业者来说,弄清汽车维修企业营业收入的来龙去脉,掌握收入情况是极其重要的。,3.教学方法渗透案例教学和创业实训,在汽车财务管理课程的资金筹集管理教学过程中要列举一些典型的案例来鼓励学生自己创业,让其克服畏难情绪,树立每个人都可以进行创业的想法。比如说,我校本专业的Z同学通过自己的努力,先是在4S店学习技术,后进行创业,开办了一家汽车美容店的事迹。,创业实训的目标是了解创业必备的汽修财务管理知识,加深认识维修成本对创业企业的关键作用,学习计算汽车维修成本的方法、成本控制的方法和成本费用日常管理的内容和方法。每个工作项目都按以基本业务操作技能为载体设计的活动来进行,实现理论与实践的一体化。,4.评价方式的渗透多元评价方式,在评价机制上,建立多样性和灵活性的评价机制,可采取提交学生的企业调查报告、创业计划书等方式作为考试的方式,为学生毕业后创业提供一个较好的技能基础,使学生在更宽松、自主、开放、进取的创业教育氛围中学习。,三、启示和思考,将创业教育的重点放在利用专业知识提升创业能力上,将创业教育和学科专业教育紧密结合,从专业教育延伸到创业教育,使学生的知识结构和能力满足创业的要求,为学生今后走上社会奠定良好的知识和能力的基础。本文仅仅针对汽车维修财务管理这门课程,谈了一点实践和体会。,放疗科规范化培训三维放射治疗计划41、俯仰终宇宙,不乐复何如,1,三维物理和治疗计划,三维物理和治疗计划,2,三维物理和治疗计划,放射治疗的目标就是取得局部的肿瘤控制而减少副作用。,取得这个目标的最佳的方法是给予靶区全部的照射剂量而正常组织的剂量为,0,。,三维物理和治疗计划放射治疗的目标就是取得局部的肿瘤控制而减少,3,三维物理和治疗计划,只有几种技术可以精确地给予靶区较高的剂量。,近距离照射是一种经受考验的技术,它可以部分地达到这个目标。术中放疗和立体放射治疗是较新的技术,试图达到同样的目标,然而临床使用中会有很多的限制。因此,外照射是放射肿瘤学家使用最多的一种方法,可以治疗绝大多数肿瘤。,三维物理和治疗计划只有几种技术可以精确地给予靶区较高的剂量。,4,三维物理和治疗计划,许多年以来,外照射治疗系统取得了很大发展,从千伏特的治疗机到钴,60,治疗机,再到最近的直线加速器。这种发展取得了较好的肿瘤局部控制,减少了毒副作用,提高了生存率。最新的发展是三维适形放射治疗。,三维物理和治疗计划许多年以来,外照射治疗系统取得了很大发展,,5,三维物理和治疗计划,放射肿瘤学家进入了新的时代,,三维(,3-D,)放射治疗或者三维适形放疗(,3-D CRT,)时代,。,光计算断层摄影术(,CT,)与磁共振影像(,MRI,)提供了一个癌症病人三维的解剖图,允许放射肿瘤学家更精确地标识瘤体积以及他们与其他危及正常器官的关系。,计算机的功能与可靠性飞快地提高,价格不断降低。,三维物理和治疗计划放射肿瘤学家进入了新的时代,三维(3-D),6,三维物理和治疗计划,三维适形治疗并不仅仅是一个补充,代表医疗上的根本变革。,三维适形治疗技术讲究根据疾病和正常解剖的范围作,个体化治疗,。,CT,模拟机和三维治疗计划系统过程可以执行有效的模拟、体积剂量计算、剂量传递和验证。使用它们可以提高三维治疗水平。,为了解决实时治疗时病人和内部器官的移动问题,该过程要求提高病人的摆位系统。,三维物理和治疗计划三维适形治疗并不仅仅是一个补充,代表医疗上,7,三维物理和治疗计划,通过发展全计算机控制的射野调强技术,剂量传递系统可以实现自动化。,执行治疗验证可以使用强有力的记录验证系统、在线的电子入射影像设备、以及有功能的带自动影像登记软件的多重静态,X,光摄影设备。,所有相关的成分都可以集成进一个综合计划治疗传输验证系统的网络里,同时使用电子病历代替病人的纸病例。,三维物理和治疗计划通过发展全计算机控制的射野调强技术,剂量传,8,三维物理和治疗计划,显然,这个新的时代有改善治疗比和提高治疗效率的能力。,三维物理和治疗计划显然,这个新的时代有改善治疗比和提高治疗效,9,三维治疗计划系统的发展,1,日本的,Takahashi,、美国的,Proimos, Wright,和,Trump,等的小组首先提出了适形治疗的方法。,七十年代,有几个中心实行了计算机控制的放射治疗。,Kijewski,等,在,Harvard Medical School,以及,Davy,等,在伦敦的,Royal Free Hospital,进行了钴,60,循迹扫描项目。,三维治疗计划系统的发展1日本的Takahashi、美国的P,10,三维治疗计划系统的发展,2,Sterling,等,首先在治疗计划系统上做到了三维的逼近(剂量计算和显示)。,通过计算机产生的环状线给出全部治疗体积内所有相关解剖结构的三维观察,并计算的剂量分布(用二维的颜色)。,这种努力并没有导致将三维治疗计划系统应用到临床,只是将它作为简单的演示项目。,三维治疗计划系统的发展2Sterling等首先在治疗计划系,11,三维治疗计划系统的发展,3,Rhode Island Hospital, Brown University,的,McShan,等,迈出了在使用适应于临床的三维治疗计划系统方面迈出了真正的第一步,他们的系统基于一种新的显示模型,叫作,射野方向观视,(,beams eye view BEV,)。,BEV,提供给治疗设计者一个从放射源沿着放射线的轴方向透视的图像,与从模拟机拍摄的模拟片类似。,三维治疗计划系统的发展3Rhode Island Hosp,12,三维治疗计划系统的发展,5,BEV,是,3D RTP,的基石,三维治疗计划系统的发展5BEV是3D RTP的基石,13,三维治疗计划系统的发展,6,年,,Goitein,等,提供高质量的彩色,BEV,显示,并且可以计算和显示数字化重建,X,光片,digitally reconstructed radiographs,(,DRR,)。,这是三维适形治疗实践必备的工具,三维治疗计划系统的发展6年,Goitein等提供高,14,三维治疗计划系统的发展,7,从,CT,片中计算出,DRR,图。,DRR,可与模拟片及验证片相比较。,三维治疗计划系统的发展7从CT片中计算出DRR图。,15,三维治疗计划系统的发展,8,前列腺癌病人的,DRR,图。显示出直肠、,GTV,、,PTV,与射野孔径。,三维治疗计划系统的发展8前列腺癌病人的DRR图。显示出直肠,16,三维治疗计划系统的发展,9,在年,华盛顿大学发展了一种不成熟的实时“房间观视” (,room-view,)显示功能。,三维治疗计划系统的发展9在年,华盛顿大学发展了一种,17,三维治疗计划系统的发展,10,实时,RVD,显示肺癌治疗多射野配置以及外轮廓、脊髓、,PTV,。,可帮助计划设计者更好地“欣赏”射野的计划设置。,三维治疗计划系统的发展10实时RVD显示肺癌治疗多射野配置,18,三维治疗计划的步骤,1,三维适形放射治疗意味着使处方剂量和靶体积非常适形,同时降低正常组织的剂量。,以下讨论他的过程。,三维治疗计划的步骤1三维适形放射治疗意味着使处方剂量和靶体,19,三维治疗计划的步骤,2,预设计和定位,三维计划的计算机断层扫描图,主要结构、肿瘤、和靶体积的描绘,设计射线和射野形状,剂量计算,计划优化和计划评估,治疗文件,计划和治疗验证,三维治疗计划的步骤2预设计和定位,20,三维治疗计划的步骤预设计和定位,确定病人的治疗位置,并制作固定设备。,该任务可以在传统的放疗模拟机上完成,但是现在更有特色的是,在,CT,模拟机上完成。在病人体表放置射线透不过的标志点,它和固定设备一起使用可以帮助确立三维计划,CT,扫描的位置。,回顾,CT,图,并调整病人序列。,返回,三维治疗计划的步骤预设计和定位确定病人的治疗位置,并制作固,21,三维治疗计划的步骤三维计划的计算机断层扫描图,病人按放射治疗的体位在,CT,模拟机做测定体积的计划。,CT,扫描的草案根据病灶的位置不同,典型的范围是,-8mm,厚,,50-100,个层面。通过网络将图像传送给三维治疗计划系统或虚的模拟计算机工作站。,返回,三维治疗计划的步骤三维计划的计算机断层扫描图病人按放射治疗,22,三维治疗计划的步骤,主要结构、肿瘤和靶体积的描绘,由治疗计划设计员和放射肿瘤学家共同完成。可用鼠标和数字化仪手工的描绘结构,有明显边界的结构可以自动的描绘。,的累及结构(例如,神经)要求由放射肿瘤学家划出。,返回,三维治疗计划的步骤主要结构、肿瘤和靶体积的描绘由治疗计划设,23,三维治疗计划的步骤设计射线和射野形状,三维治疗计划系统有能力模拟所有的治疗动作,包括准直器和床的角度,也提供了设计非共面射野的能力。,BEV,显示用于选择光学射野的方向和设计射野的孔径。,房间观看显示用于设置等中心位置和合适的多野治疗技术。,返回,三维治疗计划的步骤设计射线和射野形状三维治疗计划系统有能力,24,三维治疗计划的步骤计划优化和计划评估,三维适形放射治疗的计划是这样优化的:反复改变射野的方向和孔径、计算剂量分布直到获得最优化的计划。,通过剂量显示工具,例如剂量体积直方图、二维剂量线和三维等剂量面来评估计划。,需要的话,改变射野参数,重新计算并评估剂量分布。直到放射肿瘤学家认为该计划是最优的计,返回,三维治疗计划的步骤计划优化和计划评估三维适形放射治疗的计划,25,三维治疗计划的步骤治疗文件,文件包括射野参数设置、给模室的挡块模板拷贝或通过计算机网络传寄的多野准直器参数,它控制治疗机的多叶光栏系统。,返回,三维治疗计划的步骤治疗文件文件包括射野参数设置、给模室的挡,26,三维治疗计划的步骤计划和治疗验证,使用模拟机确认片、第一天的治疗验证片、体内测量和记录验证系统以确保三维治疗的有效性和精度。,返回,三维治疗计划的步骤计划和治疗验证使用模拟机确认片、第一天的,27,使用,GTV,、,CTV,、,PTV,观念,物理治疗计划过程依赖于三个体积(,GTV,、,CTV,和,PTV,)的描绘和靶剂量的规定。他们必须由放射肿瘤学家指定,而不依赖于剂量分布。,GTV,按照病人的解剖,CTV,按照病人的解剖或在,GTV,增加一定的边界,,PTV,在,CTV,上增加一定的边界以解决位置的不确定。,使用GTV、CTV、PTV观念物理治疗计划过程依赖于三个体积,28,使用,GTV,、,CTV,、,PTV,观念,最典型的情况是,使用测定体积的,CT,扫描来决定,GTV,、,CTV,和危险器官。,在某些部位,MRI,可能是决定,GTV,边界的更好的方法。,影像相关软件发展很快,将来的发展趋势是使用多种影像来更精确的定义,GTV,边界。,使用GTV、CTV、PTV观念最典型的情况是,使用测定体积的,29,使用,GTV,、,CTV,、,PTV,观念,图象扫描必须在病人的治疗位置执行,使用可靠的病人固定装置。,在,CT,影像上放置射线透不过的基准标志,作为计划和最终的治疗执行传输坐标系统。,使用GTV、CTV、PTV观念图象扫描必须在病人的治疗位置执,30,使用,GTV,、,CTV,、,PTV,观念,三维计划的扫描草案依赖于肿瘤的位置,,典型的要求是:层厚范围,2,10mm,,影像,50-100,个。,螺旋,CT,的引入可以使数据集可以达到二百个层面之多,如此大的数据集大大的提高了,DRR,的质量,不过,要描绘的轮廓和对数据储存的要求也提高了。,使用GTV、CTV、PTV观念三维计划的扫描草案依赖于肿,31,使用,GTV,、,CTV,、,PTV,观念,描绘,GTV,时,使用合适的,CT,窗高和窗平很重要,它可以充分考虑潜在的肿瘤病灶,以便划出最大的范围。,使用GTV、CTV、PTV观念描绘GTV时,使用合适的CT窗,32,使用,GTV,、,CTV,、,PTV,观念,描绘,GTV,时,使用合适的,CT,窗高和窗平很重要,它可以充分考虑潜在的肿瘤病灶,以便划出最大的范围。,定义,CTV,更加困难,必须依靠放射肿瘤学家的临床经验判断,因为目前的影像技术不能用来直接诊断亚临床病灶的累及。,使用GTV、CTV、PTV观念描绘GTV时,使用合适的CT窗,33,使用,GTV,、,CTV,、,PTV,观念,大多数的放射肿瘤学家不太熟悉使用轴向的,CT,层面来定义靶区和正常组织,所以在三维适形治疗的早期有必要请诊断医师来帮助。,使用GTV、CTV、PTV观念大多数的放射肿瘤学家不太熟悉使,34,使用,GTV,、,CTV,、,PTV,观念,计划靶区应该由放射医师和放射肿瘤物理师协商确定,也依赖于临床的经验。,虽然有报导研究了某些部位(如,前列腺)的不确定性,但对大多数部位仍缺乏内部器官运动以及摆位误差的数据。,使用GTV、CTV、PTV观念计划靶区应该由放射医师和放射肿,35,使用,GTV,、,CTV,、,PTV,观念,确定计划靶区时,放射肿瘤学家必须了解位置不确定的不均匀特点。,例如,现在已认识到,前列腺器官的运动以及每日的摆位误差是各向异性的(病人的侧向和旋转运动与前后方向似乎不同)。因此,围绕着临床靶区的计划靶区边界一般是不统一的。,使用GTV、CTV、PTV观念确定计划靶区时,放射肿瘤学家必,36,使用,GTV,、,CTV,、,PTV,观念,计划靶区与正常组织轮廓重叠时,就会产生麻烦,涉及到计算剂量体积直方图时象素应该分配给哪一个体积。,使用GTV、CTV、PTV观念计划靶区与正常组织轮廓重叠时,,37,使用,GTV,、,CTV,、,PTV,观念,我们必须清楚地认识到计划靶区概念将计划靶区内所有点都视为和临床靶区一样总是会发生,这在实践上显然不可能。,可否计算剂量时将位置不确定性的概率统计包括在内?,使用GTV、CTV、PTV观念我们必须清楚地认识到计划靶区概,38,3D RTP,的,多种影像数据融合,CT,是最主要的影像数据来源。,3D RTP的多种影像数据融合CT是最主要的影像数据来源。,39,3D RTP,的,多种影像数据融合,为什么要将多种影像融汇到,3D RTP,中?,MRI,提供优质的软组织对比,可精确的描绘正常组织结构和治疗体积的轮廓,单光子发射计算机断层扫描影像,SPECT,和正电子发射断层扫描影像,PET,影像提供关于组织新陈代谢和放射性同位素传输的详细功能信息。,3D RTP的多种影像数据融合为什么要将多种影像融汇到3D,40,3D RTP,的,多种影像数据融合,为什么要将多种影像融汇到,3D RTP,中?,然而,这些类型的影像不能提供基于的三维治疗计划系统所需的必要的几何和物理信息。,例如身体组织的电子密度和电子碰撞本领,不能反映骨头与空气的分界。,这些信息对病人的剂量计算以及设计塑造射野形状的补偿器和调节器非常必要。,3D RTP的多种影像数据融合为什么要将多种影像融汇到3D,41,3D RTP,的,多种影像数据融合,治疗计划中使用的,MR,、,SPECT,或,PET,影像必须已登记并融进治疗计划的,CT,数据中。,这要求作三维的数据转换,将这些特殊影像的坐标与计划,CT,的坐标联系起来。已经发展了各种定量方法来确定转换参数,包括点匹配、直线或曲线匹配、表面匹配和体积匹配。,3D RTP的多种影像数据融合治疗计划中使用的MR、SPEC,42,三维剂量计算算法,传统的剂量计算方法基于在标准情况下测量水体模所得的参数剂量分布,临床使用时,要依据不规则的表面轮廓或者射线的斜入射、组织不均匀性以及射野修正器(如挡块、楔形板和补偿器等)作修正。,在过去的十年中,已发展几种更先进的算法,例如卷积算法,使用最原始数据计算剂量,仅仅使用有限的测量数据以获得最佳的匹配模型。,三维剂量计算算法传统的剂量计算方法基于在标准情况下测量水体模,43,三维剂量计算算法,使用复杂的人体解剖结构代替标准的几何情况时,剂量分布会发生转变。,这是由于原始光子和散射光子释放能量的变化,光子线与物质相互作用产生次级电子的能量沉积的改变。,三维剂量计算算法使用复杂的人体解剖结构代替标准的几何情况时,,44,三维剂量计算算法,不均匀修正比病人表面修正复杂得多。,包围一点的低密度组织,例如肺,提高了原射线的通量,倾向于提高原射线剂量和散射线剂量。然而,由于缺少来自低密度区域的散射通量,散射剂量会减少。,组织介面会引起电子平衡的混乱。,例如,与均匀的组织相比,靠近射野边缘的低密度会导致更多的电子离开射野。这会导致射野内剂量变低,射野外剂量变高。,高原子数目的组织例如头骨会干扰电子的通量及他们的射程。,三维剂量计算算法不均匀修正比病人表面修正复杂得多。,45,三维剂量计算算法,在低能量时,由于原射线和散射线的干扰引起的变化更应值得注意。,射线穿过低密度物质时,通常穿透会增加,剂量也就会提高。穿过密度高于水的物质时情况刚刚相反。,然而,剂量分布的改变被散射剂量的减少或增加所中和。,例如,,10cm,的肺组织,对,60Co,射线和,MV,的,X,射线,剂量会提高,15,,对,15MV,的,X,射线,仅仅提高,5,。,三维剂量计算算法在低能量时,由于原射线和散射线的干扰引起的变,46,三维剂量计算算法,较高能量的光子射线,由于散射电子的能量和射程的增加,次级电子的影响值得注意。由于电子穿过的距离有限,剂量的改变常常局限在不均匀的组织附近,但是会非常大。,例如,在肺和气腔边缘附近,剂量的减少会大于,15,。对密度大于水的不均匀组织,由于会产生更多的电子,局部剂量会增加。然而,大多数高密度的组织原子序数都高于水,最终的剂量扰动是混合了电子的多重库伦散射的影响。在骨组织与水样组织介面附近,会出现剂量热点和难点,三维剂量计算算法较高能量的光子射线,由于散射电子的能量和射程,47,剂量体积直方图,DVH,评估三维适形治疗计划时,需要分析大量的剂量学数据,这些提示我们发展一种新的方法浓缩数据并以一种易于理解的格式呈现。,一种浓缩数据的工具就是,剂量体积直方图,。在三维适形放射治疗中使用的剂量体积直方图有两种类型,,分别为微分和累积,DVH,。,剂量体积直方图DVH评估三维适形治疗计划时,需要分析大量的剂,48,剂量体积直方图,DVH,微分剂量体积直方图,dDVH,假设计划的剂量格栅。被照射的器官被分为,100,个,5cm,3,的体素,每一个接受,0,7.5Gy,的剂量。图中表明了接受某一给定剂量范围的体素数目。例如,有,22,个体素接受到大于或等于,1Gy,小于,2Gy,的剂量。,剂量体积直方图DVH微分剂量体积直方图dDVH假设计划的剂,49,剂量体积直方图微分剂量体积直方图,即使基本的剂量体积数据相同,微分剂量体积图的形状也可能不同,它依赖于盒子的选择,。,剂量体积直方图微分剂量体积直方图即使基本的剂量体积数据相同,50,剂量体积直方图积分剂量体积直方图,cDVH,cDVH,上每一个剂量盒(,Y,轴)代表体积或着体积的百分比,该体积接受的剂量等于或大于,Y,轴标明的剂量。,任何一个剂量盒的数值都通过将相应的,dDVH,上该剂量盒右边的体元数目相加。,剂量体积直方图积分剂量体积直方图cDVHcDVH上每一个剂,51,剂量体积直方图积分剂量体积直方图,cDVH,注意,第一个剂量盒(剂量起点)的体积值等于该结构的全部体积,因为所有的体积都接受了至少剂量,最后一个剂量盒的体积等于接受最大剂量的剂量盒的体积。,剂量体积直方图积分剂量体积直方图cDVH注意,第一个剂量盒,52,剂量体积直方图剂量体积统计,DVS,可从剂量体积直方图中提取清楚的剂量体积参数,称之为剂量体积统计或简单称为剂量统计。,例如,对靶区,包括最大点剂量、最小点剂量、平均剂量,接受大于或等于处方剂量的百分数体积,对危险器官,包括最大点剂量、最小点剂量、平均剂量,接受大于或等于制定的耐受量的百分数体积。,至于这些点的剂量是否有明显的临床意义还是一个问题。,剂量体积直方图剂量体积统计DVS可从剂量体积直方图中提取清,53,剂量体积直方图使用,DVH,和,DVS,评估计划,剂量体积直方图是比较三维适形放射治疗计划的,基本工具,。,设计者可以在一张图上添加几个候选方案的剂量体积直方图,并直接比较感兴趣器官的剂量体积直方图。,要全面评估计划,必须看每个定义体积的,DVH,。,另外,建造未确定组织的,DVH,也很有用的。可以帮助放射肿瘤学家避免忽略有重要临床意义的高剂量信息。,剂量体积直方图使用DVH和DVS评估计划剂量体积直方图是比,54,剂量体积直方图使用,DVH,和,DVS,评估计划,一套,DVH,提供了全,3D,的,剂量概括,显示了大于或小于某一特定剂量水平的靶体积和重要结构的数量。,然而,他们没有给出空间的信息,所以必须,补充空间分布显示,。,剂量体积直方图显示有效地指出了接受过高剂量的重要结构和接受过低剂量的靶区。在剂量体积直方图上添加任何的剂量或剂量体积的限制可表明对任何器官想要达到的,剂量约束,。可以很容易的观察到是否有使任何剂量体积直方图违反了这种约束。,剂量体积直方图使用DVH和DVS评估计划一套DVH提供了全,55,剂量体积直方图使用,DVH,和,DVS,评估计划,有时,所比较两个计划的感兴趣体积的剂量体积直方图的差别很清楚。,然而,情况并不总是这样,,这种困难提示我们发展一种计划评估的生物学指数。,剂量体积直方图使用DVH和DVS评估计划有时,所比较两个计,56,生物学模型,三维适形放射治疗计划提供了剂量和体积两方面的信息,传统的确定最佳治疗方案的习惯已证实相当困难。,例如,随着剂量的逐步提高,我们可忍受的计划靶区剂量不均匀性的程度,或着,对于小部分正常组织,我们可忍受的最高剂量有多大,这些我们都不太清楚。,过去,由于没有可使用的三维剂量体积数据,采用基于临床经验的分类解决方法。,生物学模型三维适形放射治疗计划提供了剂量和体积两方面的信息,,57,生物学模型,发展了生物学模型,特别是,肿瘤控制率,和,正常组织并发率,,试图将剂量体积信息转化为对生物效应的评估。,虽然尚不能用其绝对值来预测反应的程度,但是他们却可以用来比较候选的计划。无论如何,在日常临床使用牢固确定其功效之前,还可以在草案中使用这样的生物学指标。,生物学模型发展了生物学模型,特别是肿瘤控制率和正常组织并发率,58,数字化重建影像,DRR,数字化重建影像,(Digitally Reconstructed Radiographs DRR),是计算机产生的投影影像,在,3D RTP,中计算,CT,数据,获取沿着射线方向射线的衰减信息。,数字化重建影像DRR数字化重建影像(Digitally Re,59,数字化重建影像,DRR,DRR,作为将三维治疗计划传送到临床设置的参考影像,扮演了一种和模拟机片相类似的脚色。图象必须根据空间解析度和病人的结构对比给出合理的数字化重建。,这在用虚拟的模拟完全代替物理模拟片上是非常重要,这样他代替了物理片作质量保证。,数字化重建影像DRRDRR作为将三维治疗计划传送到临床设置的,60,计算机控制的适形放射治疗机,执行三维适形放射治疗的一个主要推动力量是发展了多叶准直器(,MLC,)。,为了执行任意形状的适形射野,很有必要发展一种个体化的射野孔径装置,来代替基于铅屏蔽装置。当治疗超过一个射野时,临床治疗学家必须进入治疗室,来手工改变照射野的形状。多叶准直器采用一系列薄的叶片来代替治疗机的简单的矩形准直器系统,可以在计算机的控制下设置叶片位置。,计算机控制的适形放射治疗机执行三维适形放射治疗的一个主要推,61,计算机控制的适形放射治疗机,执行三维适形放射治疗的一个主要推动力量是发展了多叶准直器(,MLC,)。,典型的多叶准直器有,26,40,对叶片,每个叶片宽度为,1.01.25cm,,可以在计算机的控制下设置个体化的射野形状,而不需要放射治疗学家进入治疗室手工改变照射野的形状,这样就可以使治疗机的其它功能在计算机的控制下展示出新的重要性。,由于照射野的形状现在是由多叶准直器完成,人们可以很容易的考虑到,在治疗机的多个射野之间可使用计算机自动移动。,计算机控制的适形放射治疗机执行三维适形放射治疗的一个主要推,62,计算机控制的适形放射治疗机,新的计算机控制的治疗机器和上一代的医用加速器相比有更多的功能。,新一代的医用加速器现在可以执行计算机控制的适形放射治疗,computer-controlled conformal radiation therapy (CCRT),。,计算机控制的适形放射治疗机新的计算机控制的治疗机器和上一代,63,计算机控制的适形放射治疗机,我们区分一下两种不同类型的,CCRT,。,分段的,CCRT,治疗采用固定射野(分段),在计算机的控制下自动的传输多个治疗分段。,动态,CCRT,是射野开启时移动直线加速器和多叶准直器。,所有治疗技术的使用还处于初始阶段,有许多研究和开发工作要做,但是我们可以很清楚地说,三维,CRT,治疗在全世界的临床上都可有效地执行。,计算机控制的适形放射治疗机我们区分一下两种不同类型的CCR,64,计算机控制的适形放射治疗机,最新发展了一种开拓的技术,各个射野的强度可以改变。该项技术称之为,调强治疗,intensity-modulated radiation therapy (IMRT),。,该技术可以产生一种,凹形,的剂量分布,在复杂的治疗几何条件下可提供给敏感的正常组织一种特殊的保护。射野的强度可作成与靶区的厚度成正比,并根据围绕的病人旋转,BEV,来确定。在靶区最厚的地方,射野的强度最大,在靶区最薄的地方,强度也就最小。,计算机控制的适形放射治疗机最新发展了一种开拓的技术,各个射,65,计算机控制的适形放射治疗机,一种,IMRT,方法称之为,断层治疗,。,计算机控制的适形放射治疗机一种IMRT方法称之为断层治疗。,66,计算机控制的适形放射治疗机,另一种调强方式是以一种动态方式使用传统的多叶准直器。,计算机控制的适形放射治疗机另一种调强方式是以一种动态方式使,67,计算机控制的适形放射治疗机,另一种调强方式是以一种动态方式使用传统的多叶准直器。,计算机控制的适形放射治疗机另一种调强方式是以一种动态方式使,68,病人三维治疗计划和影像数据的管理,执行三维,CRT,中涉及的各种步骤,需要获取、显示、应用和贮存各种病人影像和其它数据。,典型的情况是,从几种影像系统中获取病人影像数据,将其传输给,3D RTP,,以备治疗计划所使用。,也必须综合几种软件成份,使一个过程的输出可作为另一个步骤的输入使用。,病人三维治疗计划和影像数据的管理执行三维CRT中涉及的各种步,69,病人三维治疗计划和影像数据的管理,3D RTP,描述放射治疗详细资料时存在差别,包括测量的单位和描述病人与治疗射野之间几何关系的坐标系统。,应定义一些一致的数据对象以及对这些数据对象的表述,以将其用于设计、评估、执行和验证三维,CRT,计划。,病人三维治疗计划和影像数据的管理3D RTP描述放射治疗详细,70,病人三维治疗计划和影像数据的管理,这些包括用作交换治疗计划数据的放射治疗肿瘤学格式,它建立在美国医用物理协会的第,10,号报告上:数字化影像交换的标准格式。,这个数据转换规范定义了个数据对象:,CT,扫描(,3D,影像),结构(体积轮廓),射野几何学,数字化胶片影像(模拟片、验证片和,DRR,),剂量分布(,3D,),DVH,以及注解(自由文本)。,病人三维治疗计划和影像数据的管理这些包括用作交换治疗计划数据,71,病人三维治疗计划和影像数据的管理,另一个努力是由国家癌症中心放射治疗计划工具,CWG,所承担的为放射治疗计划数据对象而定义的公共陈述。,工具,CGW,模型是一族数据对象以及描述这些对象的约定(坐标系统、测量单位等等),其中包括,2D,和,3D,影像、,3D,剂量分布、器官和靶体积以及治疗射野的几何学,。,病人三维治疗计划和影像数据的管理另一个努力是由国家癌症中心放,72,病人三维治疗计划和影像数据的管理,国家电气制造协会,(NEMA),也为三维,CRT,数据对象发展了一种表述方法。使用为表述和沟通数字医学影像而发展的,American College of Radiology (ACR)/NEMA DICOM 3.0,标准框架。将影像和治疗计划数据模拟为,DICOM,信息对象,并且确定作用于这些信息对象的服务(例如,储存或打印)。,虽然现有的信息对象用于表述,CT,扫描,也已经为描述结构、治疗计划规范、剂量分布和,DVH,、,2D,射线照片以及治疗验证系统定义了个新的信息对象。,病人三维治疗计划和影像数据的管理国家电气制造协会 (NEMA,73,病人三维治疗计划和影像数据的管理,病人影像,CT,是基本的输入数据。在计划设计前,必须将从影像系统中获取的影像数据转换入,3D RTP,计算机系统。,影像的转换过程一般分为数据的传输与格式的转换。,有几种方法可实现将数据传送给,3D RTP,系统,包括物理媒质转换(磁盘和磁带)、点到点的联结或着网络传送。,考虑到计算机网络有功效高、适应性强以及花费小等特点,一般采用它作为将数字数据传输给,3D RTP,系统的方法。,病人三维治疗计划和影像数据的管理病人影像CT是基本的输入数据,74,病人三维治疗计划和影像数据的管理,在局部网,LAN,上有几种方法可将计算机联结在一起。,由,Xerox Corp.,发展的以太网是连接,3D RTP,工作站的最受欢迎的局部网。它的优点包括对所有类型的计算机工作站都有便宜的工作站硬件适应性。以太网上的数据传送速度比较适中,(10 Mbit/sec, peak),,但已经可以完全满足,3D RTP,影像的传输需要(除非需要非常快的反应)。,病人三维治疗计划和影像数据的管理在局部网LAN上有几种方法可,75,病人三维治疗计划和影像数据的管理,在局部网,LAN,上有几种方法可将计算机联结在一起。,以太网是连接,3D RTP,工作站的最受欢迎的局部网。它的优点包括对所有类型的计算机工作站都有便宜的工作站硬件适应性。以太网上的数据传送速度比较适中,(10 Mbit/sec, peak),,但已经可以完全满足,3D RTP,影像的传输需要(除非需要非常快的反应)。,病人三维治疗计划和影像数据的管理在局部网LAN上有几种方法可,76,病人三维治疗计划和影像数据的管理,获取影像数据并将其从影像系统传送到,3D RTP,工作站以后,依然有两个重要的步骤。,首先,必须将影像数据转化为,3D RTP,软件使用的数据格式,其次,影像数据必须同解释他的相应非影像信息相联系。,病人三维治疗计划和影像数据的管理获取影像数据并将其从影像系统,77,病人三维治疗计划和影像数据的管理,非影像信息必须同来自于获取影像的系统以及临床环境相联系。,例如,解释影像象素值的校准信息的格式,比如代表空气和水的,CT,值以及影像象素的大小。临床信息包括病人的验证及统计,影像获取的日期和时间以及获取系统的确认。,病人三维治疗计划和影像数据的管理非影像信息必须同来自于获取影,78,三维适形放射治疗的质量保证,三维治疗计划过程所要求的精度和正确性超过了传统二维治疗计划。,三维适形放射治疗的质量保证过程必须执行所有的个体化过程。包括对硬件和软件的系统测试,每个病人的治疗计划和治疗计划执行的仔细回顾。,三维适形放射治疗的质量保证过程要求包含物理师、测量员、医生和放射治疗技术员。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划过程所要求的精度和正,79,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,在临床执行以前,必须对,3D RTP,作确认和验证测试。,这些测试包括计算程序的测试,数据输入和输出的软件和硬件的功能测试。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证在临床,80,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,剂量计算的程序和算法的验证包括对执行运算的程序的测试、提供关于计算模型的资料,也包括对输入数据的评价。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证剂量计,81,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,合理性测试包括了一套测试,每经过一阵时间就要执行,以确保软件版本的功能和输入输出设备硬件的功能正确。,合理性测试与算法验证测试有关,但不能代替它。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证合理性,82,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,软件合理性测试是治疗计划过程的计算机基础的一部分,包括:,病人数据获得,(从,CT,和,MRI,获得的扫描),病人解剖结构的定义(正常危及结构和靶体积的描绘)、,射野设置,、剂量计算、射野剂量合计和剂量显示、,剂量体积直方图计算和显示,、,输出的硬拷贝,(射野设置、剂量分布、病人解剖、射野孔径、,DRR,等,。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证软件合,83,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,每个用于病人数据获得的影像设备在投入临床使用前都必须进行测试。,典型的情况是,在,CT,上扫描特殊的模型,然后将其传送到三维治疗计划系统,将传送的影像与照片影像和已知体模的几何情况进行比较,以确保定位(前、后、左、右)和层面位置的正确。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证每个用,84,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,如果由于扫描机与,3D RTP,系统的,坐标,系统不同而引起位置的改变(通称在层面上会标注相对的符号或左右),必须证实这种修正并重新验证。因为在扫描机上病人的定位会影响横断面的定位,所以病人计划的所有定位方式都必须通过这种验证。,必须验证及证实影像的体模,尺寸,以及传送到,3D RTP,系统的尺寸。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证如果由,85,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,CT,值到电子密度也必须验证,重要的密度分布同样需要证实。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证CT值,86,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,定义一个射野、将它设置到合适的方向并计算剂量是一个综合过程,必须对它的进行广泛的合理化测试。,对算法的验证是一个个别的测试,先进行一个单野的剂量计算测试。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证定义一,87,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,例如,改变射野的基本参数,诸如能量、形态、摆位方式(等中心治疗、弧度治疗、源皮距治疗),以确保有合理的影响;,增加和删除射野辅助设备,诸如滤过板、补偿器以及个体化的射野挡块,确保这些已被正确的移去或代替,并在剂量分布中表现出来;,对固定的射线能量及形态,改变其他所有的参数,使用所有的操作方式,确保这些改变在图形和文字显示以及剂量计算中表现出来。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证例如,,88,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,评估数字化仪及其它输入射野形状的方法的精度;,计算几个已知几何形状的,DRR,,与实际的,X,线照片、,BEV,解剖图形和手工计算的边界位置进行比较。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证评估数,89,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,虽然算法的验证只涉及单独的射野,最终的验证过程必须解决多野的剂量分布合成问题。,可执行一个典型的手工计算验证。例如,设置四个计划,每个计划一个射野,射野的臂架角不同,分别对应于前、后、左、右四个方向,从每个分布中抽取几个点的剂量。手工将这些点的剂量相加,计算合并四个射野的计划中各点的剂量,以之进行比较。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证虽然算,90,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,从治疗计划中删除一个射野,在剂量分布中也应当有时表现,要验证这些,可删除四个射野计划中任意一个射野,并手工计算这些点的剂量,与计划计算的相比较。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证从治疗,91,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,弧度治疗的剂量分布可由计算机模拟弧度来产生,从弧度治疗的开始角度到结束角度以常数的角度设置多个固定射野。同样,抽取一些点进行剂量计算,以保证模拟的弧度治疗的射野剂量分布与弧度治疗的剂量分布相匹配。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证弧度治,92,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,用一个已定义好内部结构及靶体积的特殊结构的体模来测试,DVH,,这种测试有已定义好的剂量分布。好的几何形状及剂量分布适宜于手工计算,DVH,,与计算机计算的,DVH,相比较,以保证直方图计算和显示的正确性。,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证用一个,93,三维适形放射治疗的质量保证三维治疗计划系统的质量保证,用一个已定义好内部结构及靶体积的特殊结构的体模来测试,DVH,,这种测试有已定义好的剂量分布。好的几何形状及剂量分布适宜于手工计算,DVH,,与计算机计算的
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