放疗技术教案

1、第一章 总论放射治疗技术是以放射物理学和放射生物学知识为基础，借助于电离辐射作用进行研究和探讨放射治疗技术和方法，对良、恶性疾病进行治疗的一门学科，是肿瘤学与放射学交叉结合而产生的一门临床学科。其根本目的就是最大限度地消灭肿瘤，同时最大限度地保护正常组织和器官的结构与功能。射线发现的历史：1895年12月伦琴首先发现了x线 ； 1896年贝可勒尔发现铀能产生放射线； 1898年居里夫妇成功的分离出了镭，并首次提出“放射性”概念1899年医生们开始试验用x线来治疗疾病； 1902年第一例皮肤癌病人获得了良好的疗效； 1920年200千伏级x线治疗机诞生，治疗喉癌获得了成功； 1951年加拿大生产

2、了第一台60钴远距离治疗机，使得放射治疗学有了一个飞跃；1952年在英国Hammer Smith医院安装了第一台8MV固定型射频微波直线加速器；1968年美国成功地制造了加速管可直立安装于机头内的驻波型电子直线加速器；我国首台10MV医用直线加速器于1978年诞生；1976年X-CT开始运用，与治疗计划系统相连接，加上x线模拟定位机共同构成了一个迅速、精确、严谨的放射治疗计划与最优化的选择系统，使放射治疗进入一个崭新的历史时期。 放射治疗在肿瘤治疗中的地位：据文献统计、所有恶性肿瘤病人中70%患者，治疗某一阶段需做放射治疗。Tubianal1999年报告45%的恶性肿瘤可治愈，其中手术治愈22

3、%，放射治疗治愈18%，化疗治愈5%。目前在一些国家恶性肿瘤治疗后的5年生存率达45，生存率提高的原因主要是早期病人的比例增加和综合治疗的进步。综合治疗不但是提高生存率而且是提高生存质量的主要研究课题。肿瘤放射治疗局部控制的重要性：放射治疗是肿瘤治疗中应用广泛、疗效确切的治疗方法之一，也是其主要的局部治疗手段之一。放射治疗有三方面的作用：第一是根治性治疗，是指肿瘤通过单纯放射治疗就可以治愈；第二是辅助性治疗，常需要与别的治疗方法相结合，例如与外科或内科相结合可以提高病人的治疗效果；第三是姑息性治疗，对治愈希望不大，但患者有许多有肿瘤引起的症状，通过放射治疗可以有效地缓解这些症状，改善其生存质量

4、。放射治疗在肿瘤综合治疗中的应用：综合治疗不是简单的先手术，手术失败后则放射治疗，放射治疗失败后化疗，而是要组织相关科室的人员经过复习文献和认真讨论，共同制订目的明确，有根据，有计划且合理的综合治疗方案，只有这样才能提高疗效。综合治疗的定义：根据病人的机体状况、肿瘤病理分型、分期和发展趋向，有计划地、合理地应用现有的治疗手段，以期较大幅度地提高治愈率并改善病人的生活质量。放射治疗与手术治疗的联合应用：1、术前放射治疗 可以有效地杀灭肿瘤周围亚临床病灶内的肿瘤细胞，缩小肿瘤体积，提高手术切除率，降低肿瘤的分期，减少手术中肿瘤细胞播散的可能性。2、术后放疗 应根据手术后组织学检查的结果有选择性地进

5、行。术后放疗可以降低局部复发率，如直肠癌、乳腺癌、软组织肉瘤等。缺点是手术打乱了正常组织的血液供应，导致照射区内组织的放疗敏感性降低。3、书中放射治疗 指手术切除肿瘤后，对瘤床或残留病灶直接进行的电子线的一次性照射。术中照射是单次大剂量，放射生物学效应对晚反应组织不利，常需要与术后外照射配合应用。放射治疗与化学治疗的联合应用：1、诱导化疗 目的是使肿瘤缩小，从而使照射野缩小，更好的保护正常组织，提高局部的照射剂量。如淋巴瘤、肾母细胞瘤等2、同步放化疗 是指某些不能手术切除的肿瘤，放化疗同步可以提高疗效，但是治疗副作用大。如小细胞肺癌及头颈部肿瘤等3、序贯放化疗 即先放疗后化疗，或先化疗后放疗，

6、而后再进行化疗，患者的耐受性较好，但总的治疗时间可能会延长。放射治疗与热疗的联合应用：1、加热与放射综合治疗的理论依据 肿瘤细胞对温热的敏感性较正常组织的细胞高，热对低氧细胞的杀灭与足氧细胞相同，即加热能减少放射线的氧增强比（OER），加热能选择性地作用于细胞周期中对放射线抗拒的S期细胞，并使S期细胞变得对放射线敏感。加热可抑制放射线损伤的修复，放射以后亚致死损伤（SLD）就开始修复，加热能延迟亚致死损伤（SLD）修复10-20小时，当温度高于41.5度时，还表现为对潜在性致死性损伤（PLD）修复的抑制。2、加热与放疗的顺序与时间间隔 关于加热与放疗使用的先后顺序问题，认为加热的作用主要是加热

7、杀灭了肿瘤组织中的低氧细胞和S期细胞，而放射治疗后加热除了热效应能杀灭肿瘤组织中的低氧细胞及S期细胞外，还能阻止放射性损伤的修复并能固定其SLD和PLD，使其成为致死性损伤。临床实践证明，加热与放疗的顺序对治疗效果的影响不大，而加热与放疗之间的间隔时间则十分重要，当加热和放疗同步进行时，可获得最大的热增强比，实验结果表明，加热和放疗之间的间隔时间以不超过4小时为宜。放射治疗技术发展的趋势精确放射治疗技术的开展：精确放射治疗技术主要包括立体定向放射治疗技术、三维适形放射治疗技术、适形调强放射治疗技术三个方面。1、立体定向放疗技术 从不同方向通过聚焦等中心照射，于单次短时间或多次较长时间内给予肿瘤

8、超常规的致死剂量的照射，达到损坏瘤区细胞的目的。2、三维适形放疗技术 是一种特殊的治疗技术，是指在三维空间的方向上，照射野的形状与靶区的形状始终一直。其剂量分布有以下特点：1）高剂量区的形状与靶区的形状相一直；2)靶区外的剂量迅速下降；3）把区内的剂量分布均匀3、适形调强放疗技术 为了达到剂量分布的三维适形，就必须满足两个条件：在照射方向上，照射野的形状必须与病变（靶区）的形状一致；要想使得把区组织内及表面的照射剂量处处相等，就必须要求对每一个照射野内诸点的输出剂量率能够按照要求的方式进行调整。放疗技师应具备的知识放射物理学知识放射物理学是研究放射治疗设备的结构、性能以及各种放射线在人体内的分

9、布规律、放射治疗技术、治疗计划设计、质量保证和质量控制、模室技术、特殊治疗方法及学科前沿的新技术、新业务的分支学科。目的是指导临床如何选择放射线的种类；如何得到最合理的照射剂量的分布；如何保证放射治疗计划的顺利执行等，借以探讨提高肿瘤根治性放射治疗的剂量，降低肿瘤周围正常组织细胞受照射剂量的方法放射生物学知识主要研究放射线与生物组织细胞的相互作用，放射线对肿瘤组织细胞和正常组织细胞照射后，所发生的细胞生物学效应及其机制，探讨如何提高肿瘤放射治疗后的疗效和降低正常组织细胞放射性损伤等方面的问题。放射治疗学知识放射治疗是治疗恶性肿瘤的重要手段之一，它和肿瘤外科学、肿瘤内科学共同组成了治疗恶性肿瘤的

10、三大手段。放射治疗技术人员应通过对肿瘤放射治疗学的有关知识的学习，系统地掌握临床常见肿瘤放射治疗的适应症和禁忌症。临床肿瘤学知识主要探讨各种有效的肿瘤治疗手段，通过规范的综合治疗，提高肿瘤的治愈率。肿瘤综合治疗的基本原则：1、目的明确：首先要明确治疗的目的是根治还是姑息；其次要明确采用某种治疗手段给患者解决什么问题，解决问题的可能性有多大。2、手段合理：每一种治疗手段都有其利弊，确定治疗方案，应合理地利用每忠治疗手段的优势，同时应避免副作用的叠加。3、安排有序：对于增殖过快的恶性肿瘤，如炎性乳腺癌应先行放、化疗后再行手术；对于增值快、仍局限于局部但浸润范围较广，估计手术切除有一定困难者，可行术

11、前放疗然后手术。4、因人而异：不同患者的肿瘤性质、病理类型、临床分期、身体状况、经济条件等千差万别，临床工作中应当为每一位患者选择最为适当的治疗方案。医学影像学知识医学影像学是放射治疗的基础，实体肿瘤的临床分期和放射治疗计划的设计，均必须依赖于影像学信息，尤其是现在国际上流行的大多数放射治疗设备，均采用图像引导的三维适形放射治疗技术，故影像学信息在肿瘤放射治疗计划设计中就占极其重要的地位。医学心理学知识医学心理学的基本观点主要包括：心理与生理统一的观点社会与人和谐的观点认知和自我评价的观点主动适应与自我调节的观点肿瘤心理现象是一个动态过程，大体上分为五个阶段：即诊断前的适应性反应；诊断阶段的震

12、惊和否认心理反应；治疗过程中的心理反应；肿瘤康复期的心理反应；复发阶段时的心理反应。医学伦理学知识要求放疗人员处理好医患关系、医医关系、医社关系，遵守医学道德规范和医学道德原则，实行社会主义的人道主义。时刻为患者着想，千方百计为患者解除病痛。尊重患者的人格与权利，对待患者，不分民族、性别、职业、地位、财产状况，都应一视同仁。第二章 临床放射物理学基础一、常用放射线的物理特性高能X射线的物理特性1、穿透作用 穿透作用是指X线通过物质时不被吸收的能力，X射线能穿透一般可见光所不能穿透的物质。这是X射线透视和摄影的物理基础。2、电离作用 物质受X射线照射时，使核外电子脱离原子轨道，这种作用叫作电离作

13、用。电离作用是X射线损伤和治疗的物理基础。3、荧光作用 由于X射线波长很短，因此是不可见的，但它照射到某些化合物如鳞、钨酸钙等时，由于电离或激发使原子处于激发状态，在原子回到基态的过程中，由于价电子的能级跃迁而辐射出可见光或紫外线，这就是荧光。X射线使物质发生荧光的作用叫荧光作用。荧光强弱与X射线的量呈正比，这种作用是X射线应用于透视的基础。4、热作用 物质吸收的X射线大部分被转化成热能，使物体温度升高，这就是热作用。5、干涉、衍射、反射、折射作用 这些作用与可见光一样，在X射线显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用。二、Co60射线的物理特性Co60射线平均能量为1.25Mev，和一般深

14、部X射线治疗机（200400kv）相比，有以下特点：1、穿透力强 高能射线通过吸收介质时的衰减率比低能X射线低，因此高能射线剂量随深度的变化比低能X射线慢，即比低能X射线有较高的百分深度剂量。2、保护皮肤 Co60射线的最大能量吸收发生在皮肤下0.5cm深度处，皮肤剂量相对较小；因此在治疗摆位时或设计准直器或挡块时，应充分保证铅块或准直器低端离开皮肤一定距离（一般为15cm以上），使得最大剂量的吸收不发生在皮肤表面。3、骨和软组织具有同等吸收 在低能X射线中，由于光电效应占主要优势，故骨中每伦琴剂量要比软组织大很多，而对Co60射线，则康普顿吸收占主要优势，因此每单位剂量的吸收在每克骨与软组织

15、中近似相同。4、旁向散射小 Co60射线的次级射线主要向前散射，射线几何线束以外的旁向散射比普通X射线小很多，剂量下降快，因此保护了射野边缘外的正常组织和减少了全身积分剂量。5、经济、可靠 Co60射线和低能X射线相比有上述许多独特优点，但实际上Co60射线和4MV高能X射线相似。6、缺点 1、能量单一，2、深度剂量偏低，3、半衰期短，需定期更换放射源，4、放射性核素不断有射线释放，防护复杂，工作人员受量相对较大，5、存在半影问题，使野外的正常组织受一定的剂量影响三、高能电子线的物理特性高能电子束与X射线不同，它在组织中有一定的穿透深度，达到这一深度后其全部能量几乎丧失。穿透深度取决于电子束的

16、能量，能量越高，穿透深度越大，治疗病变的深度亦增加。剂量跌落是临床上选用高能电子束最为重要的一个概念，电子束一般均在80%深度量之后迅速衰减，这对于保护肿瘤后正常组织及重要器官具有重要意义高能电子束 电子束是带电粒子，由加速器产生。具有以下临床剂量学特点： 在组织中具有一定的射程，射程深度与电子能量呈正比，从加速器中引出的电子能量可以调节，可以根据病变的不同深度选择合适的电子能量作治疗。电子线的能量： E=3×d(肿瘤深度)+23MeV 。 从表面到一定深度，剂量分布均匀，达到一定深度后，剂量迅速下降，可保护病变后面的正常组织。 与深部X线不同，不同组织如骨、肌肉、脂肪对电子束的吸收

17、差别不显著，但对组织中气腔应进行剂量效正。 单野并适当采用组织等效物做成的吸收板，可满意地治疗表浅及偏心部位的肿瘤。第二节 放射线射野剂量学一、 放射线临床剂量学原则：（1）肿瘤剂量要求准确，（2）治疗的肿瘤区域内，剂量分布要均匀，剂量变化梯度不能超过10%，即要达到90%的剂量分布。（3）射野设计要尽是提高治疗区域内剂量，降低照射区正常组织受量。（4）保护肿瘤周围重要器官免受照射，至少不能使它们接受超过其耐药量的范围。以上四点简称临床剂量学的四原则。二、高能X（r）射线的百分深度剂量及影响因素 1、照射野及相关名词定义(1)放射源（S） 一般规定为放射前表面的中心 或产生辐射的靶面中心。(2

18、) 照射野中心轴 表示射线束的中心对称轴线。临床上一般用放射源S穿过照射野中心的连线作为射野中心轴。 （3）照射野（A）：表示射线束经准直器后垂直通过模体的范围，它与模体表面的截面大小表示照射野的面积。临床剂量学中规定模体内50%同等剂量曲线的延长线交于模体表面的区域定义为照射野的大小。（4）参考点（P）：规定模体表面下射野中心轴上某一点为剂量计算或剂量测量参考的点，表面到参考点的浓度称为d。；400kv以下X线，参考点取在模体表面（d。=0），对高能X线或射线的参考点则取在模体表面下射野中心轴上最大剂量点位置( d0= dm)，该位置随能量变化并由能量决定。（5）校 准 点（C）：在中心轴上

19、指定的测量深度。模体表面到校准点深度称dc。（6）源皮距（SSD）：表示射线源到模体表面照射野中心的距离。（7）源瘤距（STD）：表示射线源沿射线中心轴到肿瘤内所考虑点的距离。（8）源轴距（SAD）：表示射线源到要机器等中心的距离2、百分深度剂量（1）百分深度剂量（PDD）：定义：PDD定义为射野中心轴上某一深度d厘米处的吸收剂量Dd与参考点深度d0处剂量Dd0之比的百分数PDD=Dd/ Dd0x100% ( 对400kvX线:do=0 ;对高能X（）射线：do=dm )（2）百分深度剂量曲线特点：（1） 400kv X线 d0在体表，没有剂量建成区，射线进入组织以后，随深度增加，百分深度刻量

20、逐渐下降。（2）400kvX线，r线或更高能量的X线，最大剂量吸收在皮下一定深度，故存在剂量建成区，射线进入组织后在建成区内，剂量随深度增加而增加，达到一定深度后剂量达到最大，随后随深度的增加剂量逐渐下降，其下降速度依赖于射线的能量。（3）高能X（r）线的剂量建成区明显比中低能X线宽，在临床应用中可以起到保护皮肤的作用，即在使深部肿瘤得到较高剂量的同时，使皮肤免于高剂量的损伤。建成效应：当高能光子入射到体模表面后，产生次级电子，通过电离和激发将能量沉积在稍远于它产生位置的径迹上，使电子的通量和吸收剂量由表面到深层呈递增累积过程，直至达到最大值。从机体表面到最大剂量深度区域称为剂量建成区域。在此

21、区域内剂量随深度而增加，对高能X射线，一般都有建成区域存在。（3）影响PDD的因素：1、放射线的质对百分深度剂量的影响由于放射线与物质的相互作用与放射线的性质及物质本身的性质有关，故相同物质对不同放射线的吸收是有差异的。1）随着能量的增大，最大剂量点下移2）体膜表面百分深度剂量随能量的增加而变小，因此高能放射线具有更好的皮肤保护作用3）在最大剂量点之后，百分深度剂量随能量的增大而增大2、照射野对PDD的影响：低能射线：射距面积，剂量 ；高能射线，随射野面积增加深度剂量变化较小。深度剂量随面积改变和程度仍取决于射线能量，这是因为组织中某一点的距离是由原射线和散射线共同作用的结果，低能量射线（如2

22、00kvX线）由于向各方向的散射线几乎相同，所以深度剂量随射野面积改变较大；高能时由于射线主要向前，所以深部剂量随射野面积改变较小，对于22mv，32mv高能X线，深度剂量几乎不随射野面积变化。等效方野（1）用等效方野转换表计算（2）经验公式 等效方野边长=2ab/a+b=4面积/周长 a b（3）源皮距（SSD）对百分深度剂量的影响: 百分深度剂量随源皮距的变化规律是由于平方反比定律的影响，但近距离处的百分深度剂量下降速率要比远距离快得多，故百分深度剂量随源皮距的增加而增加。三、Co60射线的百分深度剂量计影响因素目前使用的Co60治疗机均存在半影，其半影表示为照射野边缘剂量随离开照射野中心

23、轴距离的增加而发生急剧变化的剂量范围。主要有以下三种半影：1、几何半影：由于60Co放射源具有一定的尺寸，射线被准直器限束后，照射野边缘诸点受到剂量不均等的照射，造成剂量渐变分布。(改进方法：缩小尺寸、延长距离)。2、穿射半影：放射线束穿过准直器端面厚度不等而造成的剂量渐变分布。 (改进方法：采用球面限光筒)。3、散射半影：组织中散射线造成照射野边缘剂量渐变分布，这种散射线随能量增高而减少，但始终存在。为了保护Co60射线的剂量建成效应的优点，一般要求其SSD-SDD(源准直器距离)至少应该等于15cm。四、高能电子线的临床剂量学（一）百分深度剂量曲线高能电子束典型的深度剂量曲线，大致可分为四

24、个部分：即剂量建成区、高剂量坪区、剂量跌落区和X污染区；主要应用于治疗皮肤表面及深度小于5cm的表浅病变。Ds：入射线表面剂量，以表面下0.5mm处的剂量表示。Dm：最大剂量点处的剂量Dx ：为电子线中X射线剂量Tt(R85)：为有效治疗深度，即治疗剂量规定处的深度；如85% Dm值，该点的深度。R50：半峰值深度(HVD)或50% DmRp：电子束的射程Rq：定义为深度剂量曲线上，过剂量跌落最陡点切线与Dm水平线交点的深度。 1、剂量建成区：与高能光子线相比，高能电子束表面剂量高，无明显的建成区，表面剂量一般在75-80%以上，随深度增加，剂量很快达到最大剂量。2、高剂量坪区：从最大剂量点深

25、度到80%或85%深度剂量区，剂量梯度变化小。3、剂量跌落区：从80%或85%剂量深度以后剂量突然急剧下降。4、x线污染区：在百分深度剂量曲线后部有一长长的“尾巴”称X线污染区，因为电子束在经过散射箔、监测电离室、X线 准直器和电子限光筒等装置时，与这些物质发生相互作用，产生了X射线。对采用散射箔系统的医用加速器，x线污染水平6-12mev，电子束约为0.5-2.0%，12-20mev电子束约为2.0-5%（二）影响电子线百分深度剂量的因素1、能量：随能量的增加，表面剂量，高剂量坪区变宽，剂量梯度变小，X线污染增加，电子束的临床剂量学优势逐渐消失。2、射野：照射野较小时，因相当数量的电子束散射

26、出射野外，中心轴百分深度剂量随深度增加而迅速减小。照射野较大时，中心轴的电子散射损失被射野边缘的散射电子给予补偿，使深度剂量随照射野的增大而增加，一旦照射野大到接近散射电子的射程时，中心轴电子的散射损失与照射野边缘电子的补偿作用逐渐达到平衡，深度剂量不再依赖照射野的增加而变化，较高能量电子束这一特点较为明显。3、源皮距：医用加速器电子束限光筒的设计为保持电子束的剂量分布特点，要求限光筒紧贴皮肤表面或仅留5cm左右的空隙，当限光筒至皮肤表面距离时，表百剂量剂量梯度变陡，x线污染略，而且高能电子束较低能电子束变化显著。(三)电子线等剂量曲线的分布特点：等剂量线就是指相同剂量点的连线，用来描述不同剂

27、量值(某种规则的递增或递减)所包含的区域，在不引起歧义的情况下，剂量值常用百分数来表示，通常将中心轴上最大剂量点作为剂量归一点，即点剂量值为100。一般电子线等剂量线分布的特点为：随着深度增加，低值等剂量曲线向外侧膨胀，高值等剂量曲线向内侧收缩，并随电子线能量而变化。电子线的等剂量线分布图7-10显示9 MeV和20 MeV能量电子线的等剂量线分布，可以明显看出电子线等剂量线的外侧膨胀和内侧收缩现象。随着深度增加，电子线能量渐减，散射角越来越大，低值等剂量曲线(<20%)向外侧膨胀；当电子线能量大于15 MeV，同样因为散射的原因，高值等剂量曲线(>80%)明显地内侧收缩。射野大小

28、对电子线等剂量线的影响射野大小也对高值等剂量线的形状有所影响，图7-11显示13 MeV的电子线照射野从3cm3cm到20cm20cm等剂量线变化情况。可以看出，90%等剂量线的底部形状由弧形逐渐变为平直。一般说来，电子线限光筒被设计为紧贴患者皮肤表面或仅留有5cm左右的间隙，随着限光筒底端到患者皮肤间隙的增加，低值等剂量曲线向外侧膨胀愈发严重，而同时高值等剂量曲线向内侧加剧收缩，这也意味着当电子线治疗源皮距延长，物理半影将会增加，这一点在临床应用时，要充分予以注意。（四）电子线照射野内剂量的均匀性、对称性及半影国际电气委员会(International Electro-technical C

29、ommission，IEC)对电子线在最大剂量点深度平面上的均整度指标作了两项要求：1、标准SSD，水模体表面射野大小10cm×10cm条件下，电子线最大剂量点处垂直于中心轴的平面上，90等剂量线与几何野投影的主轴以及对角线的交点与几何野投影边界的距离分别应不大于10mm和20mm；2、 90等剂量线包绕区域上的任一点的剂量应不大于该平面在中心轴上的点的剂量的1.05倍。IEC对电子线在最大剂量点深度平面上的对称性指标要求是：标准SSD，水模体表面射野大小10cm×10cm条件下，电子线最大剂量点处垂直于中心轴的平面上，两条主轴上对称于中心轴的任意两点的剂量偏差不大于2。我国目前国家计量部门对电子线的均整度指标要求与IEC对均整度指标两项要求中的第一项相同；对对称性指标