《放疗技术培训》PPT课件.ppt

放射治疗基本技术培训 放射治疗的目的 放射治疗室给一定的肿瘤体积准确的、均匀的剂量，而周围正常 组剂量很小，因此在正常组织损伤很小的情况下，根治了恶性肿瘤， 这样既保证了患者的生存有保证了患者的生存质量。根治性放射治疗 室放射治疗的汉族要任务，但也不可忽视其姑息治疗的作用，如 镇痛、开通由于肿瘤压迫或阻塞的管道使之再通畅等。据 Fletcher1983报告，50%的放射治疗患者为根治性放射治疗。 根治性放射治疗室指在祖国记录的放射治疗后肿瘤可治愈，患者 可获得长期生存，在治疗过程中或治疗后可发生一些放射治疗毒副 作用是不可避免的，但应控制在可接受的限度内。姑息治疗的目的在 缓解症状，延长寿命及在一定程度上控制肿瘤，放射治疗的积累 较低，一般不会产生严重的毒副作用，应以不增加病人痛苦为原则。 但有时在姑息治疗中肿瘤缩小较好，患者一般情况改善，可将姑息 治疗改为根治性放射治疗。 放射治疗的历史 1895年伦琴发现了X线，1896年居里夫妇发现了镭，它的 生物学效应很快就得到认识。1899年放射治疗治愈了第一例病 人。1913年Coolidge研制成功了X先关1922年生产了深部X线 机，同年在巴黎召开的国际肿瘤大会上Coutard及Hautant报告 了放射治疗可治愈晚期喉癌，且无严重的合并症。1934年 Coutard发明了分割照射，一直沿用至今。放射治疗在初始阶 段经过了艰难的历程，20世纪30年代建立了物理剂量伦琴 （r），50年代制造了钴-60远距离治疗机，放射治疗也逐渐形 成了独立的学科。60年代有了电子直线加速器，70年代建立了 镭疗的巴黎系统，80年代发展了现代近距离治疗。近十年来开 展了立体定向放射外科，三维适形放射治疗，调强放射治疗等 ，放射治疗有了飞跃的发展。 放射治疗过程 一些名词定义 射线束 从放射源发出沿着光子或电子等辐射粒子传输方向，其横截面的空间 范围称为 射线束 射线束中心轴 定义为射线束的对称轴，并与由光阑所确定的射线束中心，准 直器的旋转轴和放射源中心同轴。 照射野由准直器确定射线束的边界，并垂直于射线束中心轴的射线束平面称 为照射野。照射野的大小一般有两种定义方法。医师几何学照射野，即放射 源的前表面经准直器在模体表面的投影；再一为物理学照射野，这是剂量学 概念，即以射线束中心轴剂量为100%。照射野相对两边50%等剂量线之间的 距离，为照射野的大小。 源皮距 从放射源前表面沿射线束中心轴到受照物体表面的距离 源轴距 从放射源前表面沿射线束中心轴到等中心的距离 参考点 模体中沿射线束中心轴深度剂量确定为100%的位置，对于势能低于 400KV的X射线，该点定义为模体表面。高能X（r）射线，定义为最大剂量点 位置。 校准点 国家技术监督部门颁布的剂量学规程所规定的放射治疗机剂量校准的 测量点 射线质 用于表示射线束在水模体中穿射本领的术语，该质量是带电和非带电 粒子能量的函数 治疗体位及体位固定技术 治疗体位及体位固定是治疗计划设计与执行过程中极其重要的的一个环节。由 于高精度的放射治疗机（直线加速器、钴-60机等）、 模拟定位机、治疗计划系统和计算机断层（CT）、磁共振断层（MRI）等先进影 像诊断设备的采用，不仅可得到高精度的肿瘤定位、 高精度的治疗计划设计，而且还可以得到高精度的治疗。确保“三精”治疗的实施 ，一方面要有严格的整个治疗过程中的质保（QA） 和质控（QC）作支持，另一方面一定要保证患者从肿瘤定位治疗计划设计、模 拟、确认及每天重复治疗的整个定位、摆位过程中， 患者体位的一致性。 治疗体位的选择 有多种因素影响定位、摆位时体位的重复性：皮下脂肪层的厚度会影 响皮肤的为孩子和皮肤的移动；皮肤和皮下脂肪层的张力 亦会收到肌肉的张力和重力的影响而改变其位置。因此，皮肤的不同张力 程度会直接影响患者在CT、模拟机床上和加速器治疗床上 的位置。譬如，患者从床的左侧上床和从床的右侧上床，皮肤张紧的状态 会有不同。若患者先坐在床上，然后再躺下，使患者处于 舒服的和自然地体位，不仅能减缓上述皮肤张力的影响，而且也可能减轻 肌肉拉近对体位重复的影响。因此，治疗体位一旦确定， 要求操作技术员应严格遵守该体位要求的摆位步骤，努力减少从定位到治 疗的过程中因皮肤、脂肪、肌肉等因素对其位置的影响。 体位固定技术 放疗体位的要求，一方面要按上述方法借助体位辅助装置，似的患 者得到正确的治疗体位，另一方面还要求在照射过程中体位保持 不变，或每次摆位能使体位得到重复。因此，在体位辅助装置上，应加诸 如塑料人形面罩等防止患者因下意识运动而使治疗体位发 生变化的体位固定器。目前用于制作体位固定器的常用技术和方法是：高 分子低温水解塑料热压成形技术、真空袋成形技术和液体 混合发泡成形技术。高分子低温水解塑料热压成形技术的原理是将它投入 约7585C温热水中很快透明软化，取出放在治疗部位，约 5分钟后变硬成形。它在成形时就可直接与体位辅助装置连接，缩短了制 作时间。水解塑料成形技术小猪要用于头颈部体位的固定， 用于胸腹部较差，即使对前者，只能保证患者体位的垂直和前后的位置， 却不能保证左右体位的准确性，特别对肥胖患者，反而增加 了侧位的误差。真空袋体位固定器常用于胸腹部和儿童患者，以得到某一 要求的治疗体位。 真空袋由一个真空泵和一个装入塑料或橡胶袋中的塑料微 粒球组成。躺在真空袋上的患者得到所要求的体位后，抽真空 ，塑料微球彼此挤压成形。成形后的形状一般可以保持两个月 左右。液体混合发泡形成能够改进真空袋技术的体形适合度和 能保持更好的治疗体位。患者在特制的体位盒内躺好，处于要 求的治疗体位后，倒入两种液体的混合物，很快发泡变硬成形 。此方法的缺点是由于液体混合时化学作用产生较高的热量和 体积的急剧增大，需要有训练有素的工作人员进行操作，以防 烫伤患者。 另一种常用的体位固定技术，是将体位辅助装置和题为固 定材料做成一体，如头颈部体位固定用的口咬托头部固定装置 ，X线立体定向治疗用的头部面膜等，这种固定方法的优点是 进一步提高了体位固定精度和改进了体位的重复性。 体位参考标记 体位及体位固定之后，表示患者的治疗部位与体位固定器形成一个类似刚性结构。通 过模拟定位机及CT/MRI等影像设备，利用治疗计划系统找到患者的靶区中心，确立患者 治疗部位的坐标系。患者坐标系一旦确立，靶区的相对范围、靶区与周围重要组织和器官 的关系等都被确定。对头颈部，因器官和组织运动相对较小，患者坐标系中确定的上述关 系一般不会改变；但对胸、腹部位，由于呼吸、器官运动等引起的靶区、器官和组织的相 对位移扩大，患者坐标系中确定的上述关系会随时间变化；加上前述的皮肤、皮下脂肪、 及至肌肉的张力及拉紧状态每次不同，造成治疗部位的整体与体位固定器发生位移。 为了评估上述各种因素引起的相对位移量，必须在患者坐标系中设置参考标记点。参 考标记点的位置的选择应遵从下述原则：1、该点可以是某一解剖位置，如斗篷野照射时 的胸骨切迹、食管癌照射时某一胸椎体前缘等。它们不会因呼吸和器官及组织的运动而变 化太大，而且在模拟机、CT机图像上能显像，并希望它们能在使用的摄野之内，以使拍 摄摄野模拟和摄野证实片时，可以显示它们与射野的相互关系。位于体表位置的标记，叫 皮肤标记；位于体内的标记叫内标记；2、对皮下脂肪层较薄的部位，体位固定器与身体 形成的刚性较好，如头颈部肿瘤的照射，皮肤标记可设在题为固定面罩上；3、对皮下脂 肪层较厚的部位，如腹部肿瘤的照射，设立皮肤标记时，一定要选择好体罩固定方法，患 者每次躺上时，使皮肤标记的位移最小；4、标记点应该距离靶中心位置越近越好，即是 说，内标记比体表标记引起的误差小得多，因此X（r）线体部立体定向治疗小病变时，在 肿瘤（靶区）周围予埋金点（内标记）的方法比体表标记的方法的精度高得多。 模拟定位机和CT模拟机 一、模拟定位机 模拟定位机用于放射治疗始于20世纪60年代末。在此之前，一直用诊断X线机作肿 瘤的诊断和定位。通过常规诊断X线机的透视和照像，可以较清楚的确定病变的性质和范 围，但他们提供的平面信息主要是便于医师作疾病诊断。由于患者的检查体位一般不是放 射治疗所用体位，所拍摄影像不能直接为肿瘤定位和计划设计之用，必须对常规诊断型X 线机进行改造。将X线球馆代替钴-60机源或医用加速器的高能X线源，安装在模拟治疗机 的等中心旋转机架的一端；影像增强器安装于类似于治疗机架的平衡锤位置；采用类似于 治疗机治疗床的运动功能和结构尺寸的诊断型定位床。影像增强器的信号通过x线电视系 统显示在电视监视屏上。影像增强器必须能作上下、前后、左右三个方向的运动。影像增 强器顶面应安装有胶片暗盒的盒槽，并带有透视、照相连锁机构。模拟机定位床的运动方 向和范围要与治疗机的治疗床完全一样，应符合IEC对治疗床的要求。但模拟机的创面必 须是X线的透明体，而且应具有治疗床的刚性和承受能力，最好用碳纤维材料。床面两侧 应附有为安装固定体位固定期的导轨。 模拟机的X线机头及准直器是模拟定位机的关键组成部分。准直器由遮线器 和射野“井”型界定线组成，前者为调节和限定透视或照相时的X线野大小，后者 为模拟治疗机照射野的位置和大小，二者运动相互独立。射野“井”型界定线有两 个用途：1、用于界定病变和器官位置，即射野位置和范围；2、用于双曝光，观 察病变与周围器官的关系。准直器应与治疗机的准直器一样，能旋转。为适应新 型直线加速器的独立准直器，现代模拟机的准直器的遮线器和射野“井”型界定线 均作成独立运动式，并且能与对称式的自动切换。X线机头内还带有灯光射野指 示系统，模拟射野大小。机头下方安装有模拟治疗机挡块托架的插槽，并能承受 实际铅挡块的重量。 所有现代模拟定位机的机械运动均应有相应的机械刻度指示（遮线器和射“ 井” 型界定线除外）和数字指示，并应符合IEC标准的约定。位于控制室的模拟 机操作台一般分3部分：透视照相条件的选择；各种运动及射野“井”型界定线的 数字显示以及图像电视监视器。 二、模拟定位机的功能 模拟定位机在治疗计划设计过程中执行着六大重要功能：1、为医师和计划设计者提 供有关肿瘤和重要器官的影像信息，这些信息区别于来自常规诊断型X线机的影像信息， 能直接为作治疗计划设计用，如治疗距离处射野方向的X线平片（BEV片），或正侧位X 线片等。通过治疗距离处（或按比例的焦点胶片距离FFD处）的射野方向X线片，计划设 计者可以设计射野挡块；或通过垂直于射野中心轴方向的X线片，可以设计组织补偿器等 。这些X线片既可以通过胶片扫描仪或网络系统进入治疗方案在形成最后治疗方案前必须 经过验证与模拟，验证与模拟是附加上治疗附件如射野挡块等之后，按治疗条件如机架转 角、准直器转角、治疗床转角、射野“井”型界定线大小、源至皮肤（SSD）或源至旋转轴 （SAD）距离、射野挡块等，进行透视的模拟和照相的验证，并与治疗计划系统给出的相 应的BEV图（通过DRR，见后叙）进行比较，完成治疗方案的模拟与验证。治疗计划设 计前的定位与计划设计后的模拟与验证，应使用同一个治疗体位，再次强调体位固定器在 治疗中的重要作用。模拟机下观察靶区和器官运动范围。一旦计划被确认，医师在患者皮 肤或体位固定器上标出等中心的投影位置，因等中心的投影位置为用于分次照射摆位的依 据，其标记必须可靠，在整个疗程中不能改变。 三、模拟机CT 实现利用常规模拟机产生类似CT断层影像的设想，最早于20世纪70年代末 80年代初，在Odelft模拟机上实现。它利用射线滤过技术，根据影像增强器的输 出，进行反向投影，生成横向断层图像。当时因技术不成熟，图像质量不能被临 床使用。最近Oldelft和Varian引进了数字技术，对图像质量进行改进。Varian技 术是将X线准直器（遮线器）开成横跨患者身体的窄长束，并偏向患者的一侧； 影像增强器也偏轴设置在患者的一侧并包括等中心。影像增强器的信号输出给线 阵排列的500个光敏二极管；另一组二极管线阵列位于影像增强器的前表面，覆 盖X线束和患者被扫描的解剖范围，对每一个机架角，只取患者横断面的一半的 数据，经360度旋转后，可获得整个扫描截面的信息。几家旋转速度为每分钟一 圈（1.0r/min），变旋转边取数据。因模拟机的旋转机架为开放式，旋转速度不 能太快，长于标准CT机的23秒的扫描时间。由于扫描时间较长，胸腹部图像因 呼吸和器官运动的影响变劣。 四、CT模拟（CT simulation） 放疗用的模拟机一诞生，就成为放射治疗科进行肿瘤（靶区）定位的一种 必不可少的工具。常规诊断型X线机是将患者治疗部位或病变部位的三维实体 变成两维影像，虽然图像质量很高，但因 解剖结构的重叠失去了许多对诊断或 定位有价值的信息。CT的发明克服了常规诊断型X线机和模拟定位机拍摄平片 的缺点，提供了更多的横断面内的解剖结构的细节，在放射治疗计划设计中得 到了广泛的应用。随着数字计算影像重建和显示技术的发展，以及超薄CT扫描 和螺旋CT扫描的出现，极大地改变了放射治疗计划设计的定位和治疗模拟的面 貌。用于放疗的最初的CT模拟系统由一台CT模拟机、一台多幅图像显示器、 一套视觉优化的治疗计划系统和一套激光射野投影器四部分组成，但不包括常 规模拟定位机。四大部分的图像和数据在线联结。该系统用于放疗计划设计与 模拟的整个过程约需3040分钟。因CT图像能比较清楚地显示出软组织阴影， 同时CT图像又