医学物理-肿瘤放射治疗

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,第三级,第四级,第五级,*,医学物理,肿瘤放射治疗,医学物理简介,医学物理学是把物理学的原理和方法应用于人类疾病的预防、诊断、治疗和保健的一门交叉学科,。,医学物理,医学物理包括,放疗物理、影像物理、核医学物理、保健物理、激光和超声物理等子学科。,激光治疗机,直线加速器,超声,PET-CT,CT,放射治疗的武器,电子,重离子,射线（,X,和,）,放射治疗原理,通过,”,感染,”,水分子破坏,DNA,链,间接作用,直接作用,直接击断,DNA,链,放射治疗目标,肿瘤,肿瘤,尽可能提高肿瘤所受剂量,同时降低周围正常组织所受剂量,放疗技术发展,里程碑,1,1895年伦琴发现X射线并用于人体摄像,1901,年获诺贝尔奖,放疗技术发展,里程碑,2,1898年居里夫人发现放射性元素镭并用于肿瘤的治疗,治疗前,治疗后,放疗技术,镭,镭,管、镭针、镭模等,，用于,治疗皮肤癌和比较表浅的恶性肿瘤。,放疗技术,X,线治疗机,20,世纪,30,、,40,年代：,KV,级,X,线治疗机的出现成就了外照射技术,（远距离治疗）,的,发展。,放疗技术,钴治疗机,20,世纪,50,年代，钴,-60,远距离治疗机的出现标志着兆伏级放疗时代,的开始,。,放疗技术,加速器,20世纪,60,年代，医用电子加速器的出现,，,拓展了放射治疗技术发展的广阔前景,。,基于加速器的放疗,常规放疗,常规放疗照射技术：,以,X线模拟定位影像为指导,，二维放射治疗,。,基于加速器的放疗,三维适形,三维适形：在三维空间的任何方向上,照射野几何投影的形状都与肿瘤的形状相一致,基于加速器的放疗,调强放疗,调强放疗：利用,逆向治疗计划系统和计算机控制的动态准直器,(MLC),将射线束细分为数个,(,数十,),很小的子野并调节每个子野的剂量强度,雕刻出与肿瘤相匹配的高度适形的剂量曲线。,调强实现方式,MLC,多,叶准直器（,MLC,）,容积调强旋转治疗（,VMAT,）,VMAT=IMAT+IMRT,，拉弧治疗的同时剂量率、机架速度、,MLC,等非均匀可调,断层放射治疗（,TOMO,）,断层,放疗是一种影像引导的调强放射治疗，是直线加速器和螺旋,CT,扫描机的结合。,影像,引导,的放射治疗（,IGRT,）,影像引导的放射治疗,(IGRT),与,3D-CRT,、,IMRT,不是平行的概念,而是实施和完善这些技术的重要手段，是精确放疗的更高层次的,发展。,MV-EPID,MV-CBCT,KV-CBCT,IGRT,在线,校准,每次,治疗时摆位完成，采取患者,2D/ 3D,图像与参考图像（模拟定位图像或计划图像）比较，确定误差，实时予以校正。,Elekta,Synergy,Varian,Trilogy,在线校准,等,中心移位技术,(Isocenter-Shift Technique),治疗室,内,CT(CT-on-rails-Siemens),PRIMUS or PRIMART,SOMATOM CT Sliding Gantry,ZXT Table,Gantry Moves During Slice Acquisition,Rails,Stationary CarbonFiber Tabletop,PRIMUS or PRIMART,ZXT Table,PRIMUS or PRIMART,SOMATOM CT Sliding Gantry,ZXT Table,PRIMUS or PRIMART,SOMATOM CT Sliding Gantry,ZXT Table,PRIMUS or PRIMART,Stationary CarbonFiber Tabletop,SOMATOM CT Sliding Gantry,ZXT Table,PRIMUS or PRIMART,Rails,Stationary CarbonFiber Tabletop,SOMATOM CT Sliding Gantry,ZXT Table,PRIMUS or PRIMART,Gantry Moves During Slice Acquisition,Rails,Stationary CarbonFiber Tabletop,SOMATOM CT Sliding Gantry,ZXT Table,PRIMUS or PRIMART,在线校准,超声引导摆位系统,(BAT),自适应放疗,自适应放疗是根据治疗过程中的反馈信息，对治疗方案作相应调整的治疗技术或模式。,治疗中的呼吸运动管理,ABC,Active Breathing Coordinator (ABC),患者主动参与并进行深吸,-,深呼,-,再次深吸,-,屏气这一过程的呼吸训练，在屏气时靶区暂时停止运动，给予放射治疗,治疗中的呼吸运动管理,RPM,RPM,门控系统，,通过监测呼吸运动使得射线束的照射周期与呼吸周期同步，只在呼吸某一特定时相内开启射线束进行放疗,D,放射治疗,影像,4D,图像：在,一个呼吸或其他运动周期的每个时相采集一套图像，所有时相的图像构成一,个时间序列，按,不同时相分为多套,3D,图像，从而得到图像采集部位在一个呼吸周期的完整的,运动图像。,4D,放射治疗,计划设计,4D,计划设计：根据,4D,影像数据，优化确定一套带有时相标签的射野参数,。,4D,放射治疗,治疗,实施,基本,设想：治疗时用,4D,影像定位所用的相同的呼吸监测装置监测患者的呼吸，当呼吸进行到某一呼吸时相时，治疗机调用该时相的射野参数实施照射。,注意：从监测到呼吸时相变化调用新的射野参数完成新参数的设置需要时间，也就是治疗实施时呼吸时相的变化有响应时间，需要有预测软件减少响应时间引入的误差。,目前,4D,影像技术较为成熟，已商品化，而,4D,计划设计和,4D,治疗实施技术还在研究阶段。,实时,跟踪技术,实时跟踪技术（,Real-time Tumor Tracking,）随着成像技术，多叶光栅以及机械控制技术的发展，实时跟踪肿瘤运动使射线束实时跟随目标肿瘤,成为肿瘤运动补偿问题的发展,方向。,最,常用的直接跟踪方法是通过,X,射线透视成像对运动肿瘤实时成像。通常为了增加肿瘤与周围软组织的图像对比度， 常在患者体内植入金属标记物。,赛博刀系统中的同步呼吸跟踪系统（,RTS,）,射波刀系统介绍,Synchrony,camera,同步,追踪器,Treatment couch,治疗床,Linear,Accelerator,直线加速器,Manipulator,机械手臂,Image,Detectors,高速照相机,X-ray sources,X,光射源,Targeting System,定位系统,Robotic Delivery System,机器人照射系统,Synchrony,camera,同步,追踪器,X-ray sources,X,光射源,超声成像动态跟踪,质子,放疗系统,质子束的物理特性是具有,Bragg,峰,重离子放疗,辐射危害和标识,辐射防护,距离,屏蔽,时间,防护,三原则,