第四章临床肿瘤放射治疗基础课件

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,*,第四章 临床肿瘤放射治疗根底,第四章 临床肿瘤放射治疗根底,1,学习目标,1、掌握：放射治疗的适应证、综合治疗原那么,2、熟悉：放射治疗的反响及处理方法,3、了解：常见恶性治疗的临床特点、治疗原那么,学习目标1、掌握：放射治疗的适应证、综合治疗原那么,2,第一节 临床肿瘤放射治疗原那么,一、放射治疗适应证与禁忌证,一放射治疗适应证：,1、根据肿瘤对放射线敏感程度不同，可将恶性肿瘤大致分为四类：,对放射线高度敏感的肿瘤,对放射线中度敏感的肿瘤,对放射线低度敏感的肿瘤,对放射线不敏感的肿瘤,第一节 临床肿瘤放射治疗原那么一、放射治疗适应证与禁忌证,3,2、根据放射治疗的目的不同，放疗可有以下三方面的作用：,根治性放射治疗,姑息性放射治疗,综合性放射治疗,2、根据放射治疗的目的不同，放疗可有以下三方面的作用：,4,二放射治疗禁忌证：,全身情况,肿瘤情况,放射治疗情况,二放射治疗禁忌证：,5,二、放射治疗方式的选择,1、远距离照射外照射,2、近距离照射内照射,3、两者的区别,二、放射治疗方式的选择,6,三、放射治疗的综合原那么,一放疗与手术结合,二放疗与化疗结合,三放疗与手术、化疗结合,三、放射治疗的综合原那么,7,四、放射治疗反响与损伤,放射引起的正常组织反响一般分为早期原发反响和晚期继发反响。,早期放射反响一般是指放射引起的组织细胞本身的损伤，还有可能并发的炎症，如口、鼻腔粘膜急性放射性反响引起局部粘膜红肿、痛、浅溃疡及伪膜形成等；皮肤急性干性或湿性放射性反响等。,四、放射治疗反响与损伤,8,晚期放射反响是指放射引起的小血管闭塞和结绨组织纤维化而影响组织器官的功能，如腺体分泌功能减退引起口干，肺、皮肤及皮下组织的纤维化收缩等。而较严重的放射损伤，如放射性截瘫、脑坏死、骨坏死和肠坏死等都是绝对不允许的。,晚期放射反响是指放射引起的小血管闭塞和结绨组,9,一正常组织的放射耐受性,1、肿瘤的放射敏感性,组织对放射线的敏感性指损伤程度与其增殖能力成正比，与其分化程度成反比，即繁殖能力越强的组织越敏感，分化程度越低的越敏感，反之亦然。,一正常组织的放射耐受性,10,2、正常组织的放射耐受性,受照射的体积,每次照射的分割剂量,放射的同时使用的化疗药物,原有脏器的功能,2、正常组织的放射耐受性,11,二皮肤的放射反响,三肺的放射反响,四食管的放射反响,五心脏的放射反响,六肝脏的放射反响,七中枢神经系统的放射反响,八脊髓的放射反响,二皮肤的放射反响,12,五、放射反响的处理,一皮肤放射反响的处理,二头颈部放射反响的处理,三胸部放射反响的处理,四腹部放射反响的处理,五盆腔放射反响的处理,六全身放射反响的处理,五、放射反响的处理,13,第二节 临床常见恶性肿瘤的临床特点,第二节 临床常见恶性肿瘤的临床特点,14,第五章 常用放射治疗设备,学习目标：,掌握：现代放射治疗技术实施过程中的常用设备的根本构造和特点,以及其原理和功能，包括电子直线加速、钴-60治疗机、后装治疗机、CT模拟机和治疗方案系统。,熟悉：X线治疗机、常用模拟定位机、射野挡块及组织补偿的制作设备。,了解：治疗验证设备和呼吸门控技术。,第五章 常用放射治疗设备学习目标：,15,kV级X射线治疗机和钴-60治疗机是早期的外照射设备，前者目前已趋于淘汰；后者由于设备构造比较简单，本钱较低，具有较好的临床意义，目前在中小医院仍有一定的市场。,而在大型综合性医院和专业肿瘤医院，作为主流外照射设备，医用电子直线加速器正在放疗界得到迅速推广和应用。,在计算机控制下，以192铱作为放射源的近距离后装治疗机是目前应用最为广泛的内照射设备。,kV级X射线治疗机和钴-60治疗机是早期的外照射设备，前者目,16,而性能更加优越的重粒子加速器等高能粒子加速器，由于构造更加复杂，价格昂贵等原因，目前和今后相当长的时间内还难以推广应用。,放射治疗终究选用何种放疗设备，选用何种放射源，用多高的能量进展照射，要根据实际临床需要和当时的经济技术水平综合考虑来确定。,而性能更加优越的重粒子加速器等高能粒子加速器，由于构造更加复,17,第一节 KV级x线治疗机,一、X线的产生原理,二、X线治疗机的一般构造,三、X线治疗机的分类,四、X线能谱的特点,第一节 KV级x线治疗机一、X线的产生原理,18,第二节 远距离,60,钴治疗机,一、钴-60治疗机的根本构造,密封的钴放射源,源容器及防护机头,具有开关功能遮线器,定向限束功能的准直器,治疗机架,治疗床,计时器及运动控制系统,辐射平安及联锁系统,第二节 远距离60钴治疗机一、钴-60治疗机的根本构造密封,19,第四章临床肿瘤放射治疗基础课件,20,二、,60,钴治疗机几何半影及消半影装置,二、60钴治疗机几何半影及消半影装置,21,为了减少几何半影，准直器距体表越近越好，但太近了不利于机器转角旋转，同时由于准直器的散射剂量破坏建成效应反而提高了外表剂量，因此准直器一般距离体表不能低于1520cm。为了减少穿射半影，准直器的厚度应大于半价层，也就是说用铅作准直器时厚度应大于7cm，而且均采用复式球面构造。,为了减少几何半影，准直器距体表越近越好，但太近了不利于机器转,22,三、,钴,-60,治疗机种类,钴-60治疗机按构造:直立式和旋转式,直立式 运动范围135cm,旋转式 机头不能升降，只能360度旋转，源到等中心的距离为80cm或100cm。,固定式钴-60治疗机是早期产品，已被旋转式钴-60治疗机逐步取代。,旋转式钴-60治疗机的机架可以作360旋转，机头也可朝一定方向移动，照射起来方便，可以做多种治疗，如等中心治疗、切野照射等，有些还能作钟摆照射和定角照射等。,三、钴-60治疗机种类钴-60治疗机按构造:直立式和旋转式,23,四、钴源的更换,放射活度减少，治疗时间加长，效能下降,换源后需重新测量物理参数，如输出剂量、射野平坦度、对称度、半影测定及机器本身防护,四、钴源的更换放射活度减少，治疗时间加长，效能下降,24,钴,-60,治疗机的优缺点,射线的剂量分布特性不够理想，皮肤受量较大，能量不可调节，适应证受到一定限制,需要定期换源，对工作人员具有较大的放射危险性。,主要优点是构造简单，本钱较低，因此，在中小医院，目前仍有一定的市场。,钴-60治疗机的优缺点射线的剂量分布特性不够理想，皮肤受量较,25,第三节 医用电子直线加速器,第三节 医用电子直线加速器,26,输出能量较高,剂量分布特性较好,输出不同能量的光子,(X,射线,),不同能量的电子,医用电子直线加速器是放射治疗领域的主流机型,输出能量较高,27,一、医用电子加速器类型,感应加速器,盘旋加速器,直线加速器,直线加速器性价比最高,一、医用电子加速器类型感应加速器,28,二、医用电子,直线加速器的射线类型和能量,二、医用电子直线加速器的射线类型和能量,29,三、医用电子直线加速器的根本构造,医用电子直线加速器根本构造：电子枪、微波源、加速管、DC直流系统、真空泵系统、侍服系统(聚焦线圈、对中线圈)、偏转系统(偏转室、偏转磁铁)、剂量监控系统、机头及治疗床,三、医用电子直线加速器的根本构造医用电子直线加速器根本构造：,30,医用电子直线加速器的主要构造介绍,加速管是加速器的核心部件,微波源是磁控管或速调管，提供,10cm,波段的电磁波,(,频率为,2998MHz,或,2856MHz),电子枪发射供加速的电子,医用电子直线加速器的主要构造介绍加速管是加速器的核心部件,31,自动控制系统包括能量控制和故障检测两大功能，在正常情况下，操作人员通过计算机对各大系统进展工作控制，发生各类故障时，计算时机自动进展检测报警，并制止治疗，以保证绝对平安。,真空系统由钛泵和真空器件构成，作用是保持加速管内部和电子枪等部位的高度真空状态，以防止烧坏灯丝、腔内打火和能量损失等。,自动控制系统包括能量控制和故障检测两大功能，在正常情况下，操,32,射线束引出系统,治疗床系统那么是对患者进展放射治疗时的床体构造，可以进展X、Y、Z三个方向的直线运动和治疗床整体绕等中心的旋转运动，以满足不同部位的治疗需求；,射线束引出系统,33,机架,机架,34,治疗头,射线束的准直和控制系统主要在机头，包括X射线和电子束两种。,直线加速器的治疗附件,治疗头,35,四、医用电子直线加速器的根本工作原理,电子在电场中受到电场力的作用而运动，电子因受电场力的加速而获得能量。在电子直线加速器的加速管内部，“谐振腔在微波的鼓励下产生沿轴线向前移动的高压电场，电子被持续加速而获得能量。不难理解，电场强度越强，加速距离越长，电子获得的能量就越高，这些获得高能量的电子，直接引出就是电子射线，打靶以后就可以输出X射线。,根据微波在加速管中的不同工作方式，电子直线加速器可分为行波加速器和驻波加速器两种类型。,四、医用电子直线加速器的根本工作原理电子在电场中受到电场力的,36,行波加速原理,行波加速管一般是“盘荷波导构造，是在一段光滑的圆形波导上周期性的放置具有中心圆孔的圆形膜片组成，这种构造称为“谐振腔。,在行波加速管中，微波电磁场以波的形式沿中心轴向前传播时，就会在谐振腔中鼓励生成行波电场，注入的电子就像踏着冲浪板一样，骑在行波电场上加速前进。如果能保持行波电场的速度始终与被加速的电子速度一致，就会持续不断地对电子进展加速，被加速的电子的能量就会不断增加，这就是行波加速原理。,行波加速原理行波加速管一般是“盘荷波导构造，是在一段光滑的,37,实际上，行波加速管可以分为两个加速阶段，在加速管的开场局部，由于电子速度低，圆盘及其孔的直径较大，圆盘间距也小，使波的传播速度慢些，随电子速度逐渐增快，圆盘直径逐渐绵小，间距增大，但这一段很短，很快就能使电子速度接近光速，通常这一局部叫做聚束段；之后，圆盘间距保持不变，腔的大小也逐渐一致。在这一阶段，电子速度根本不再增加，而电子能量的增加，主要表现在电子相对质量的增加，因此，与其说是加速器，倒不如说是加能器。根据相对论理论，电子速度永远不会超过光速，但电子能量可以无限制增加，这就是高能电子直线加速器得以实现的理论根底。,实际上，行波加速管可以分为两个加速阶段，在加速管的开,38,第四章临床肿瘤放射治疗基础课件,39,驻波加速原理,驻波加速管也是由多个谐振腔链接起来的，而谐振腔的大小和距离是相等的。在谐振腔轴线上有可让电子通过的中心孔，在腔中建立起随时间振荡的轴向电场，轴向电场的大小和方向是随时间交变的，而这种振荡的包络线都是原地不动，驻型波形，故称为驻波，这种加速管就叫做驻波加速管，采用驻波加速管的加速器就叫做驻波加速器。,驻波加速原理驻波加速管也是由多个谐振腔链接起来的，而谐振腔的,40,驻波加速过程是，电场随时间渐渐从小到大，而方向又正好适合加速电子时，电场方向却是减速的，但过一会，场值随时间变成减速方向时，腔电场的方向变得正好能加速电子。因此可以设想，如果让电子在腔的场强正好由负变正那一瞬间(场强正是加速方向)注人其中，电子在前进时，场强不断增加，电子不断获得能量，场强到达峰值时，电子也正好到达腔的中央。其后场强开场下降，电子在后半腔中飞行，当场强开场由正变负时，电子正好飞出1#腔进入下一个腔。这时2#腔的场强又正好由负变正。电子在2#腔中又能继续加速获得能量。如果这种安排能得到满足，电子就可不断获得能量。这就是驻波加速原理。,驻波加速过程是，电场随时间渐渐从小到大，而方向又正好适合加速,41,第四章临床肿瘤放射治疗基础课件,42,五、多叶准直器,(MLC),一多叶准直器根本构造,多叶准直器是由几十对相对独立的叶片构成，每个叶片由一个步进电机控制，可以独立运动，各个叶片的运动是由计算机控制自动完成的，从而可以到达“适型治疗和“调强治疗技术，以到达准确治疗目的。,五、多叶准直器(MLC)一多叶准直器根本构造,43,第四章临床肿瘤放射治疗基础课件,44,MLC的最初应用是取代传统的挡块, 形成期望的射野形状,开展经典适形放疗。与射野挡块相比, MLC 适形具有显著优势: 能大幅提高适形治疗的效率, 操作简便, 不会产生有害气体或粉尘。,MLC的最初应用是取代传统的挡块, 形成期望的射野形,45,二多叶准直器的漏射线和半影,三多叶准直器的特点,二多叶准直器的漏射线和半影,46,第四节 近距离放射治疗机,一、后装治疗机,第四节 近距离放射治疗机一、后装治疗机,47,第四章临床肿瘤放射治疗基础课件,48,第四章临床肿瘤放射治疗基础课件,49,近距离治疗常用核素,放射性同位素放射,、,、,三种射线。放射治疗主要使用,射线、,射线，,射线的应用多于,射线。近距离照射常用的辐射源是,辐射源，有,226,镭源、,137,铯源、,60,钴源、,192,铱源，国内,98%,用的是,192,铱源。,近距离治疗常用核素放射性同位素放射、三种射线。放射治,50,三、粒子源,适合粒子近距离治疗的放射源必须满足,穿透力强,易于放射防护,半衰期不易过长,易制成微型源,三、粒子源适合粒子近距离治疗的放射源必须满足,51,四、近距离治疗机的特点,辐射能量绝大局部被肿瘤吸收，最大限度杀灭肿瘤细胞，保护正常组织和危及器官。,四、近距离治疗机的特点辐射能量绝大局部被肿瘤吸收，最大限度杀,52,一现代近距离治疗,二近距离治疗剂量学特点,1、距离平方反比定律,2、剂量率效应,3、剂量分布的特点,一现代近距离治疗,53,第五节 模拟定位机,模拟定位机的根本构造,X射线管(俗称球管),上下电压发生器,影像增强器,可上下移动和等中心旋转的机架,可作360旋转的X线机头,机头内设有准直器和射野“井型界定线,模拟床跟加速器治疗床的构造原理完全一样，能做上下左右和前后三个方向的运动，并能做等中心旋转；,影像增强器也能做三维方向的移动，以方便成像定位。,控制操作系统、激光定位灯系统等,第五节 模拟定位机模拟定位机的根本构造,54,工作原理,模拟定位机除了具有透视和拍照功能之外，还具有模拟加速器相关机械参数的功能。当对患者实施模拟定位时，先将患者扶到模拟床上躺下，并粗调机架高度和治疗床的前后左右及上下位置，使需要治疗的病变部位大概处于等中心处。然后，工作人员退出机房，并关好防护门。在控制室内，一边透视，一边遥控旋转并调整机架、机头的角度和准直器等相关机械运动部件的位置，使需要放射治疗的部位正好处在射野“井型界定线中间，如果需要，可在患者身体外表放置一根与需要放射治疗的部位相似形状的铅丝，然后继续透视调整，直到需治疗部位正好处在射野“井型界定线与铅丝围成的区域为止。,工作原理模拟定位机除了具有透视和拍照功能之外，还具有模拟加速,55,这时，模拟定位机的机架角度、机头角度和射野“井型界定线的位置，就是在加速器上进展放射治疗时的机架角、机头角和准直器的开野位置，而铅丝形状就是需要制作铅挡块的边缘形状。模拟定位完毕后，要在患者身体外表的射野“井型界定线与铅丝围成的区域上，用专门的划痕液或划痕笔画出边界限。这样，患者的照射区域和加速器的相关机械参数就可以确定下来。,这时，模拟定位机的机架角度、机头角度和射野“井型界定线的位,56,因模拟机的焦点到机架旋转轴距离为80100cm，致使焦点到片盒距离达120140cm，而多数诊断型X线机的靶焦点到影像增强器外表或到胶片暗盒的距离为70cm，由于平方反比关系，模拟机约需8倍多的曝光量(mAs)才能获得诊断X线的影像质量。这就要求模拟定位机有高电压大功率输出的X线发生器和X线球管。X线球管的靶不仅要能承受短时间大电流的曝光，而且其焦点的大小必须适当，以防止射野“井型界定线的放大和变得模糊。,模拟机室也要设置与加速器室一样的激光定位灯，用来确定模拟空间的等中心位置。这样，才能保证通过模拟机制定的治疗方案可以在加速器上得以实现。,因模拟机的焦点到机架旋转轴距离为80100cm，致使焦点到,57,第六节,CT,模拟机,第六节 CT模拟机,58,一、模拟机,CT,模拟机CT是在常规模拟定位机的根底上，将准直器沿患者横向开成一条缝隙，在原来的影像增强器外表处放置上百个X射线探测器，在球管出束的同时，让机架旋转360将采集到的患者断面扫描信息资料进展反向处理，产生类似CT断层扫描的图像。但由于模拟定位机机架的旋转速度不能太快，需要扫描的时间比较长，球管至射线探测器的距离较远等原因，使得成像质量不够理想，三维图像重建质量比较差。,模拟机CT技术还不够成熟，目前临床上还难以推广应用。,一、模拟机CT模拟机CT是在常规模拟定位机的根底上，将准直器,59,CT,模拟机,CT模拟机其实是在CT扫描机的根底上，通过增加一套激光射野模拟器和一套虚拟模拟工作站而构成的虚拟模拟定位系统。,CT扫描机可以是一台常规螺旋CT机，但由于常规CT机的床面呈下凹弧形，而加速器的床面是平板形，为了使患者在虚拟模拟定位与实际放射治疗时的体位保持一致，必须将CT机的床面改用平板形，材料为碳纤维面板，以减少由于散射可能对CT图像的干扰；,激光射野模拟器由3只可以移动的激光定位灯和一台安装专用软件的电脑构成，一般是安装在CT机房的患者扫描入口处的适当部位，其作用除了可以指示机械等中心之外，还增加了指示射野投影位置的功能；,虚拟模拟工作站装有一套可以进展CT图像的三维重建、立体显示及射野模拟功能的软件，这种软件可以独立使用，也可以融人三维治疗方案系统当中，但这种方案系统必须能与激光射野模拟器的计算机局部进展数据交换，使重建的三维图像与模拟过程始终处于同一个患者坐标系，以保证虚拟模拟定位所确定的靶区能够处于加速器的机械等中心位置。,CT模拟机CT模拟机其实是在CT扫描机的根底上，通过增加一套,60,第四章临床肿瘤放射治疗基础课件,61,