医学物理-肿瘤放射治疗(精品课件)
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肿瘤放射治疗基本方法及原则PPT课件
乏氧细胞和G0期细胞对放射不敏感 六、加温治疗
放疗反应
一、全身反应:厌食、恶心、呕吐、头痛、 全身乏力
二、血象反应:骨髓和淋巴组织高度敏感, 最明显是白细胞,其次是淋巴细胞和血 小板,红细胞不敏感
三、局部反应:根据照射部位不同而不同
放射防护
减少受量 缩短时间 延长距离 防护屏蔽 定期保健及剂量监督
医学研究 医学可分为现代医学（即通常说的西医学）和传统医学（包括中医学、藏医学、蒙医学等）多种医学体系。不同地区和民族都有相应的一些医学体系，宗旨和目的不相同。印度传统医学系统也被认为很发达。 研究领域大方向包括基础医学、临床医学、检验医学、预防医学、保健医学、康复医学等。 基础医学包括：医学生物数学, 医学生物化学, 医学生物物理学 ,人体解剖学, 医学细胞生物学 ,人体生理学, 人体组织学 ,人体胚胎学, 医学遗传学, 人体免疫学, 医学寄生虫学, 医学微生物学 ,医学病毒学, 人体病理学 ,病理生理学, 药理学, 医学实验动物学, 医学心理学, 生物医学工程学 ,医学信息学, 急救学, 护病学, 新中心法则。 临床医学包括： 临床诊断学 实验诊断学.影像诊断学+ 放射诊断学+ 超声诊断学+ 核医诊断学* 临床治疗学 职能治疗学 化学治疗学 生物治疗学 血液治疗学 组织器官治疗学 饮食治疗学 物理治疗学 语言治疗学 心理治疗学 内科学 外科学 泌尿科学 妇产科学 儿科学 老年医学 眼科学 耳鼻喉科学 口腔医学 传染病学 皮肤医学 神经医学 精神病学 肿瘤医学 急诊医学 麻醉学 护理学 家庭医学 性医学 临终关怀学 康复医学 保健医学 听力学。 编辑本段医学的起源
手术治疗 中、西医学的起源大致相同。主要包括：①救护、求食的本能行为。如动物受伤会舐其伤口、遇热会避入水中，人与动物一样有着本能救护。人类的求食本能在寻找食物时，逐渐发现了葱、姜、蒜、粳米、薏米等虽为食物或调味品，却具有治病作用；②生活经验创造了医学。先古人类通过劳动制造出利器，从而产生了砭石、骨针等医疗器具，逐渐掌握了运用工具治疗疾病的经验。与此同时，人们发现活动肢体 可以舒筋活络，强身健体，“导引术”、“五禽戏”的形成，也是古代人们积累生活经验后产生的保健养生观；③医、巫的合与分。由于原始人受制于智力尚未开化，对自然界的变化以及宇宙间的一切反常现象，心存恐惧，难以做科学、合理的解释，因而误以为有超自然的力量主宰其中。故巫、医合流曾是中、西医学共有的一段历史。在中医学的历史进程中，“祝由”术沿袭数千年，属于元明临床“十三”科 之一，但以医学为目的的解剖可追溯到公元11年(西汉王莽新朝三年)，是中国古老的实证医学萌芽。由于儒、释、道三教合流所形成的中国文化格局，“重道轻器”衍生出的务虚倾向，重体悟而疏实证，必然缺少逻辑推理，致使中国的实证医学成就在日后难以与西方医学同日而语。古埃及医师运用念咒、画符和草药治病，前二者就是巫医。西医在古希腊时期就开始医巫分家，亚里士多德曾详细描述了动物的内脏 和器官，古希腊医学最高成就的代表人物希波克拉底将唯物主义哲学运用于医学之中，在《论圣病》中说：“被人们称为‘神圣的’疾病(指癫痫和一些精神患者)，在我看来一点也不比其他病症更神、更圣，与其他任何疾病一样起源于自然的原因。只因这些病症状奇异，而人们对它们又一无所知，充满疑惑，故而将其原因和性质归之于神灵。”亚里士多德所创立的唯物主义医学体系，加快了医学科学化的进程； ④轴心时代中、西医学的峰巅之作。雅斯贝而斯曾说：“如果历史有一个轴心，那么我们就必须将这轴心作为一系列对全部人类都有意义的事件，……发生于公元前800至200年间的这种精神历程似乎构成了这样一个轴心。……非凡的事件都集中发生在这个时期。……并且是独立地发生在中国、印度和西方”。这一阶段，是东、西方哲学、科学、文化发展的重要时期。此时诸子蜂起，儒家、墨家、道家、法家学 派林立，形成了空前绝后的学术繁荣局面，对中华文化的发展起了奠基作用；处在古典希腊文明的开创时期，出现了德谟克利特、费底亚斯、阿基米德、苏格拉底等哲人和智者。在东、西方科学和文化昌明的大背景下，《黄帝内经》和《希波克拉底全集》代表着中、西两座医学的峰巅之作便自然而然的诞生了。《内经》的问世，标志着中医学已从简单的临床经验积累，升华到系统的理论总结。关于《希波克拉 底全集》，意大利著名医史学家卡斯蒂格略尼认为：“是自然科学几乎没有萌芽的时代，在医术上具有先进性的最宝贵的代表文献。希波克拉底学派的医学虽然在解剖学、生理学、病理学的知识上有缺陷，虽然只是很少而粗略地研究过动物，但是它主要是建立在临床实验和哲学推理的基础上，终能使医学提高到难以超过的高度。这是历史上最有意义的现象之一，并可能是最重要的，因为它说明通过经验，实际 观察和正确的推理，可以得到极有价值的宝贵材料，……他的确解决了医学历史上具有决定性倾向的开端。”比较《黄帝内经》和《希波克拉底全集》，二者的理论建构有诸多相似之处：废巫存医、整体观念、调节平衡、哲学思辩、临床实践。其中《黄帝内经》强调以五脏为中心的整体观，从外测内，可以不依赖解剖形态学而照样诊治疾病。其理论体系是自洽的，难以突破；《希波克拉底全集》虽然没有系统 的解剖学和生理学等基础知识，但却强调具体的解剖结构，为医学的实证开了先河。这些差异为中、西医学的日后分向而行埋下了伏笔。
放疗反应
一、全身反应:厌食、恶心、呕吐、头痛、 全身乏力
二、血象反应:骨髓和淋巴组织高度敏感, 最明显是白细胞,其次是淋巴细胞和血 小板,红细胞不敏感
三、局部反应:根据照射部位不同而不同
放射防护
减少受量 缩短时间 延长距离 防护屏蔽 定期保健及剂量监督
医学研究 医学可分为现代医学（即通常说的西医学）和传统医学（包括中医学、藏医学、蒙医学等）多种医学体系。不同地区和民族都有相应的一些医学体系，宗旨和目的不相同。印度传统医学系统也被认为很发达。 研究领域大方向包括基础医学、临床医学、检验医学、预防医学、保健医学、康复医学等。 基础医学包括：医学生物数学, 医学生物化学, 医学生物物理学 ,人体解剖学, 医学细胞生物学 ,人体生理学, 人体组织学 ,人体胚胎学, 医学遗传学, 人体免疫学, 医学寄生虫学, 医学微生物学 ,医学病毒学, 人体病理学 ,病理生理学, 药理学, 医学实验动物学, 医学心理学, 生物医学工程学 ,医学信息学, 急救学, 护病学, 新中心法则。 临床医学包括： 临床诊断学 实验诊断学.影像诊断学+ 放射诊断学+ 超声诊断学+ 核医诊断学* 临床治疗学 职能治疗学 化学治疗学 生物治疗学 血液治疗学 组织器官治疗学 饮食治疗学 物理治疗学 语言治疗学 心理治疗学 内科学 外科学 泌尿科学 妇产科学 儿科学 老年医学 眼科学 耳鼻喉科学 口腔医学 传染病学 皮肤医学 神经医学 精神病学 肿瘤医学 急诊医学 麻醉学 护理学 家庭医学 性医学 临终关怀学 康复医学 保健医学 听力学。 编辑本段医学的起源
手术治疗 中、西医学的起源大致相同。主要包括：①救护、求食的本能行为。如动物受伤会舐其伤口、遇热会避入水中，人与动物一样有着本能救护。人类的求食本能在寻找食物时，逐渐发现了葱、姜、蒜、粳米、薏米等虽为食物或调味品，却具有治病作用；②生活经验创造了医学。先古人类通过劳动制造出利器，从而产生了砭石、骨针等医疗器具，逐渐掌握了运用工具治疗疾病的经验。与此同时，人们发现活动肢体 可以舒筋活络，强身健体，“导引术”、“五禽戏”的形成，也是古代人们积累生活经验后产生的保健养生观；③医、巫的合与分。由于原始人受制于智力尚未开化，对自然界的变化以及宇宙间的一切反常现象，心存恐惧，难以做科学、合理的解释，因而误以为有超自然的力量主宰其中。故巫、医合流曾是中、西医学共有的一段历史。在中医学的历史进程中，“祝由”术沿袭数千年，属于元明临床“十三”科 之一，但以医学为目的的解剖可追溯到公元11年(西汉王莽新朝三年)，是中国古老的实证医学萌芽。由于儒、释、道三教合流所形成的中国文化格局，“重道轻器”衍生出的务虚倾向，重体悟而疏实证，必然缺少逻辑推理，致使中国的实证医学成就在日后难以与西方医学同日而语。古埃及医师运用念咒、画符和草药治病，前二者就是巫医。西医在古希腊时期就开始医巫分家，亚里士多德曾详细描述了动物的内脏 和器官，古希腊医学最高成就的代表人物希波克拉底将唯物主义哲学运用于医学之中，在《论圣病》中说：“被人们称为‘神圣的’疾病(指癫痫和一些精神患者)，在我看来一点也不比其他病症更神、更圣，与其他任何疾病一样起源于自然的原因。只因这些病症状奇异，而人们对它们又一无所知，充满疑惑，故而将其原因和性质归之于神灵。”亚里士多德所创立的唯物主义医学体系，加快了医学科学化的进程； ④轴心时代中、西医学的峰巅之作。雅斯贝而斯曾说：“如果历史有一个轴心，那么我们就必须将这轴心作为一系列对全部人类都有意义的事件，……发生于公元前800至200年间的这种精神历程似乎构成了这样一个轴心。……非凡的事件都集中发生在这个时期。……并且是独立地发生在中国、印度和西方”。这一阶段，是东、西方哲学、科学、文化发展的重要时期。此时诸子蜂起，儒家、墨家、道家、法家学 派林立，形成了空前绝后的学术繁荣局面，对中华文化的发展起了奠基作用；处在古典希腊文明的开创时期，出现了德谟克利特、费底亚斯、阿基米德、苏格拉底等哲人和智者。在东、西方科学和文化昌明的大背景下，《黄帝内经》和《希波克拉底全集》代表着中、西两座医学的峰巅之作便自然而然的诞生了。《内经》的问世，标志着中医学已从简单的临床经验积累，升华到系统的理论总结。关于《希波克拉 底全集》，意大利著名医史学家卡斯蒂格略尼认为：“是自然科学几乎没有萌芽的时代，在医术上具有先进性的最宝贵的代表文献。希波克拉底学派的医学虽然在解剖学、生理学、病理学的知识上有缺陷，虽然只是很少而粗略地研究过动物，但是它主要是建立在临床实验和哲学推理的基础上，终能使医学提高到难以超过的高度。这是历史上最有意义的现象之一，并可能是最重要的，因为它说明通过经验，实际 观察和正确的推理，可以得到极有价值的宝贵材料，……他的确解决了医学历史上具有决定性倾向的开端。”比较《黄帝内经》和《希波克拉底全集》，二者的理论建构有诸多相似之处：废巫存医、整体观念、调节平衡、哲学思辩、临床实践。其中《黄帝内经》强调以五脏为中心的整体观，从外测内，可以不依赖解剖形态学而照样诊治疾病。其理论体系是自洽的，难以突破；《希波克拉底全集》虽然没有系统 的解剖学和生理学等基础知识，但却强调具体的解剖结构，为医学的实证开了先河。这些差异为中、西医学的日后分向而行埋下了伏笔。
放射物理学PPT课件
第29页/共47页
立体定向适形放射治疗 立体定向适形放射治疗是一种精确的放射治疗技术，
在肿瘤靶体积受到高剂量照射的同时，其肿瘤靶体 积以外的正常组织则受到较低剂量的照射。
CT扫描机激光 定位系统
第30页/共47页
适形治疗(Conformal Therapy)是一种提高治疗增益的较为有效的物理措施。适形放射治 疗为一种治疗技术，使得：高剂量区的形状在三维方向上与靶区（病变）的形状一致。 从这个意义上讲，学术界将它称为三维适形放射治疗(3DCRT)
A第射32野页形/共状47适页 形
B射野内强度调节
适形放射治疗的分类 经典适形放射治疗 （Classical Conformal Radiation Therapy） 只满足第一个必要条件 调强适形放射治疗 （Intensity--Modulated Radiation Therapy, IMRT） 同时满足两个必要条件
第1页/共47页
➢ 约60-70%的恶性肿瘤病人在病程中的某一阶段要使用放疗。 ➢ 放疗疗效肯定,据1998年WHO统计, 目前有45%的恶性肿瘤可以治愈(手术
治愈22%,放疗治愈18%,化疗治愈5%)。
第2页/共47页
✓ 口咽、舌根、扁桃体癌的放疗治愈： 37%～53%，
✓ 上颌窦、鼻腔筛窦癌：
• 晚期癌症病人有明显的恶病质，如消瘦、脱水、营养状 况极差，无法进行放疗者可作为绝对禁忌证。
• 食管癌已穿孔，腔内合并大量积液，肺癌合并大量癌性 胸水，肝癌合并大量腹水等均应作为禁忌证。
• 对放射线不敏感的肿瘤，如软组织肉瘤：纤维肉瘤、平 滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤、脂肪肉瘤、滑膜肉瘤、成骨肉 瘤、神经纤维肉瘤及黑色素瘤等应视为相对的禁忌证。 一般不做放疗。
立体定向适形放射治疗 立体定向适形放射治疗是一种精确的放射治疗技术，
在肿瘤靶体积受到高剂量照射的同时，其肿瘤靶体 积以外的正常组织则受到较低剂量的照射。
CT扫描机激光 定位系统
第30页/共47页
适形治疗(Conformal Therapy)是一种提高治疗增益的较为有效的物理措施。适形放射治 疗为一种治疗技术，使得：高剂量区的形状在三维方向上与靶区（病变）的形状一致。 从这个意义上讲，学术界将它称为三维适形放射治疗(3DCRT)
A第射32野页形/共状47适页 形
B射野内强度调节
适形放射治疗的分类 经典适形放射治疗 （Classical Conformal Radiation Therapy） 只满足第一个必要条件 调强适形放射治疗 （Intensity--Modulated Radiation Therapy, IMRT） 同时满足两个必要条件
第1页/共47页
➢ 约60-70%的恶性肿瘤病人在病程中的某一阶段要使用放疗。 ➢ 放疗疗效肯定,据1998年WHO统计, 目前有45%的恶性肿瘤可以治愈(手术
治愈22%,放疗治愈18%,化疗治愈5%)。
第2页/共47页
✓ 口咽、舌根、扁桃体癌的放疗治愈： 37%～53%，
✓ 上颌窦、鼻腔筛窦癌：
• 晚期癌症病人有明显的恶病质，如消瘦、脱水、营养状 况极差，无法进行放疗者可作为绝对禁忌证。
• 食管癌已穿孔，腔内合并大量积液，肺癌合并大量癌性 胸水，肝癌合并大量腹水等均应作为禁忌证。
• 对放射线不敏感的肿瘤，如软组织肉瘤：纤维肉瘤、平 滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤、脂肪肉瘤、滑膜肉瘤、成骨肉 瘤、神经纤维肉瘤及黑色素瘤等应视为相对的禁忌证。 一般不做放疗。
肿瘤放射治疗学ppt课件
3
地位
放射治疗至今已有近百年的历史，据 统计，大约60－70％的恶性肿瘤患者， 在病程的不同时期因不同的需要而接 受放射治疗，在接受放射治疗的病人 中大约有70％的病人可实施根治性放 疗，约有40%的癌症可以用放疗根治。 放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位 日益突出。放射治疗已成为治疗恶性 肿瘤的主要手段之一。
25
低能机 中能机 高能机
X射线能量范围 及能量分档
4~6MeV，1档
8~10MeV，1档
6~10MeV， 15~25MeV，1档
电子射线能量范 围及能量分档
应用范围
无
深部肿瘤
5~15MeV，3~5 大部分深部肿瘤、
档
部分表浅肿瘤
5~25MeV，5~8 档
同上
26
医用电子直线加速器由(1)加速系统，(2) 辐射系统，(3)剂量检测系统，(4)机架及治 疗床运动系统，(5)电气控制系统，(6)温控 及充气系统六部分组成。
5
2、辅助性放疗：放疗作为综合治疗的 一部分，应用放疗与手术或化疗综合 治疗，提高肿瘤的治疗效果。在手术 或化疗前后，放疗可以缩小肿瘤或消 除潜在的局部转移病灶，提高治愈率， 减少复发和转移
6
3、姑息性放射治疗：对于病期较晚，一般情况较 差的患者，放射治疗可以达到缓解症状、减轻痛 苦、改善生活质量的目的， 1）止痛 ，如肿瘤骨转移及软组织浸润等所引 起的疼痛。 2）缓解压迫， 如肿瘤引起的消化道、呼吸道、 泌尿系统等的梗阻，上腔静脉压迫、脊髓压迫 。 3）止血， 如宫颈癌出血、肺癌或肺转移病灶 引起的咯血等。 4）促进溃疡性癌灶控制 ，如伴有溃疡的大面 积皮肤癌、口腔癌、乳腺癌等。
不仅正面方向的精确剂量计算，而且从逆方向算 法来进行验证和审核，因而它可以提高强度，达 到适应肿瘤形状高输出剂量，三维数字图象重建 功能
地位
放射治疗至今已有近百年的历史，据 统计，大约60－70％的恶性肿瘤患者， 在病程的不同时期因不同的需要而接 受放射治疗，在接受放射治疗的病人 中大约有70％的病人可实施根治性放 疗，约有40%的癌症可以用放疗根治。 放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位 日益突出。放射治疗已成为治疗恶性 肿瘤的主要手段之一。
25
低能机 中能机 高能机
X射线能量范围 及能量分档
4~6MeV，1档
8~10MeV，1档
6~10MeV， 15~25MeV，1档
电子射线能量范 围及能量分档
应用范围
无
深部肿瘤
5~15MeV，3~5 大部分深部肿瘤、
档
部分表浅肿瘤
5~25MeV，5~8 档
同上
26
医用电子直线加速器由(1)加速系统，(2) 辐射系统，(3)剂量检测系统，(4)机架及治 疗床运动系统，(5)电气控制系统，(6)温控 及充气系统六部分组成。
5
2、辅助性放疗：放疗作为综合治疗的 一部分，应用放疗与手术或化疗综合 治疗，提高肿瘤的治疗效果。在手术 或化疗前后，放疗可以缩小肿瘤或消 除潜在的局部转移病灶，提高治愈率， 减少复发和转移
6
3、姑息性放射治疗：对于病期较晚，一般情况较 差的患者，放射治疗可以达到缓解症状、减轻痛 苦、改善生活质量的目的， 1）止痛 ，如肿瘤骨转移及软组织浸润等所引 起的疼痛。 2）缓解压迫， 如肿瘤引起的消化道、呼吸道、 泌尿系统等的梗阻，上腔静脉压迫、脊髓压迫 。 3）止血， 如宫颈癌出血、肺癌或肺转移病灶 引起的咯血等。 4）促进溃疡性癌灶控制 ，如伴有溃疡的大面 积皮肤癌、口腔癌、乳腺癌等。
不仅正面方向的精确剂量计算，而且从逆方向算 法来进行验证和审核，因而它可以提高强度，达 到适应肿瘤形状高输出剂量，三维数字图象重建 功能
放射治疗技术ppt课件
颅外各系统恶性肿瘤：如鼻咽癌、肺癌、肺转移 癌、肝癌、胰腺癌、腹、盆腔单发转移癌等。
有些病变可单独采用FSRT给予肿瘤根治，多数 肿瘤需要与常规外照射配合，作为对肿瘤靶区追 加剂量的一种有效手段。
立体定向放疗的局限性
受肿瘤体积、形状限制 靶区边缘定位的精确度尚待提高 靶区周围重要组织放射耐受性有限
IMRT比常规治疗多保护15％～20％的正常组织， 同时可增加20％～40％的靶区肿瘤剂量。
促使 IMRT 得以实现的最重要的技术突破是强大 的计算机程序，这种高精度的放疗技术使肿瘤放 射治疗跨入了新时代。
普通放疗
调强放疗
乳腺癌
115% 110% 105% 100% 95% 90%
Wedges
调强放射治疗可以做到给肿瘤内不同区域以 不同的剂量（物理调强）。
目前影像学还不能提供上述细胞生物活动的 信息，随着影像学的发展，如PET、fMRI、 MRS、分子显像、基因显像等技术的出现，将 为今后肿瘤“生物调强”放射治疗奠定基础。
生物靶区示意图
在不远的将来，“生物调强”放疗技术 将使肿瘤放射治疗迈上新的台阶。
三维适形放射治疗（3DCRT）是立体定向放射治 疗技术的扩展。
利用多叶光栅或适形挡铅技术、将照射野的形状 由普通放疗的方形或矩形调整为肿瘤的形状。
使照射的高剂量区在人体内的三维立体空间上与 肿瘤的实际形状相一致。
提高了肿瘤的照射剂量，保护了肿瘤周围的正常 组织，降低放射性并发症，提高肿瘤的控制率。
44调强放疗普通放疗451151101051009590imrtwedges46前列腺癌4748igrtigrt是一种四维放射治疗技术它在三维放疗技术的基础上加入了时间因数的概念充分考虑了解剖组织在治疗过程中的运动和分次治疗间的位移误差在患者进行治疗过程中利用影像设备对肿瘤及正常器官进行实时监控并根据器官位置的变化调整治疗条件使照射野紧紧追随靶区使之能做到真正意义上的精确治疗
有些病变可单独采用FSRT给予肿瘤根治，多数 肿瘤需要与常规外照射配合，作为对肿瘤靶区追 加剂量的一种有效手段。
立体定向放疗的局限性
受肿瘤体积、形状限制 靶区边缘定位的精确度尚待提高 靶区周围重要组织放射耐受性有限
IMRT比常规治疗多保护15％～20％的正常组织， 同时可增加20％～40％的靶区肿瘤剂量。
促使 IMRT 得以实现的最重要的技术突破是强大 的计算机程序，这种高精度的放疗技术使肿瘤放 射治疗跨入了新时代。
普通放疗
调强放疗
乳腺癌
115% 110% 105% 100% 95% 90%
Wedges
调强放射治疗可以做到给肿瘤内不同区域以 不同的剂量（物理调强）。
目前影像学还不能提供上述细胞生物活动的 信息，随着影像学的发展，如PET、fMRI、 MRS、分子显像、基因显像等技术的出现，将 为今后肿瘤“生物调强”放射治疗奠定基础。
生物靶区示意图
在不远的将来，“生物调强”放疗技术 将使肿瘤放射治疗迈上新的台阶。
三维适形放射治疗（3DCRT）是立体定向放射治 疗技术的扩展。
利用多叶光栅或适形挡铅技术、将照射野的形状 由普通放疗的方形或矩形调整为肿瘤的形状。
使照射的高剂量区在人体内的三维立体空间上与 肿瘤的实际形状相一致。
提高了肿瘤的照射剂量，保护了肿瘤周围的正常 组织，降低放射性并发症，提高肿瘤的控制率。
44调强放疗普通放疗451151101051009590imrtwedges46前列腺癌4748igrtigrt是一种四维放射治疗技术它在三维放疗技术的基础上加入了时间因数的概念充分考虑了解剖组织在治疗过程中的运动和分次治疗间的位移误差在患者进行治疗过程中利用影像设备对肿瘤及正常器官进行实时监控并根据器官位置的变化调整治疗条件使照射野紧紧追随靶区使之能做到真正意义上的精确治疗
肿瘤放射治疗PPT课件【可编辑全文】
放射生物学
37
细胞照射后的存活曲线-氧效应
38
正常组织和肿瘤细胞在分次照射 中的4个变化（4R）
肿瘤细胞放射损伤的修复（Repair）
致死性损伤
亚致死性损伤
潜在致死性损伤
肿瘤细胞的再增殖（Regeneration）
残存细胞加速再增殖、G0期细胞进入增殖周期
细胞周期再分布（Redistribution） G2
电
离
辐
电子
射
中子
粒子辐射
质子
加 速
器
负π介子
重粒子LETຫໍສະໝຸດ LET远距离治疗 低
近距离治疗
射 线
高
远距离治疗
射 线
11
放射物理学及放疗设备
1. 电离辐射与物质作用 2. 放射源与放射治疗设备 3. 放射剂量单位 4. 放射治疗剂量学四原则
12
一．电离辐射和物质作用
能够使物质发生电离的射线称为电离辐射线 电离是射线引起物质物理、化学变化及生物效 应的主要机制。 带电粒子辐射: α粒子、β粒子等 非带电粒子辐射：X射线、 γ射线、中子等
疗程时间 影响大
影响大
影响小
总剂量
影响大
影响大
影响大
放疗原则：以较小的分割剂量、在尽可能短的总疗
程内给予一定的总剂量。
照射（重要器官的保护）
Cancer Center 26 SUMS
三 高能电子束临床剂量学特点
射程深度与能量成正比; 一定深度内剂量分布较 均匀，超过一定深度后 剂量迅速下降; 骨、脂肪、肌肉对电子 线吸收差别不显著; 可用单野作浅表或偏心 部位肿瘤的照射。
电子束深度剂量曲线
放射物理学
27
37
细胞照射后的存活曲线-氧效应
38
正常组织和肿瘤细胞在分次照射 中的4个变化（4R）
肿瘤细胞放射损伤的修复（Repair）
致死性损伤
亚致死性损伤
潜在致死性损伤
肿瘤细胞的再增殖（Regeneration）
残存细胞加速再增殖、G0期细胞进入增殖周期
细胞周期再分布（Redistribution） G2
电
离
辐
电子
射
中子
粒子辐射
质子
加 速
器
负π介子
重粒子LETຫໍສະໝຸດ LET远距离治疗 低
近距离治疗
射 线
高
远距离治疗
射 线
11
放射物理学及放疗设备
1. 电离辐射与物质作用 2. 放射源与放射治疗设备 3. 放射剂量单位 4. 放射治疗剂量学四原则
12
一．电离辐射和物质作用
能够使物质发生电离的射线称为电离辐射线 电离是射线引起物质物理、化学变化及生物效 应的主要机制。 带电粒子辐射: α粒子、β粒子等 非带电粒子辐射：X射线、 γ射线、中子等
疗程时间 影响大
影响大
影响小
总剂量
影响大
影响大
影响大
放疗原则：以较小的分割剂量、在尽可能短的总疗
程内给予一定的总剂量。
照射（重要器官的保护）
Cancer Center 26 SUMS
三 高能电子束临床剂量学特点
射程深度与能量成正比; 一定深度内剂量分布较 均匀，超过一定深度后 剂量迅速下降; 骨、脂肪、肌肉对电子 线吸收差别不显著; 可用单野作浅表或偏心 部位肿瘤的照射。
电子束深度剂量曲线
放射物理学
27
肿瘤放射物理学4
镱-169
以电子俘获的方式产生49.8～307.7keV范 围的X射线和γ射线，其平均能量为93keV，半 衰期为32d。镱-169是由镱-168经中子轰击后 得到的，由于其中子俘获截面大，可产生高放射 性比活度的镱-169源。其剂量分布优于钯-103 和碘-125，由于其会产生308keV的光子，因此 不适合用作永久性插植。
二、铯-137源（137Cs）
铯-137是人工放射性同位素，放射γ，其能量 为 单 能 ， 为 0.662MeV ， 半 衰 期 为 33 年 。 距 1mCi铯-137源1cm处，每小时照射量为3.26R。 因此，1mCi铯-137相当于0.4毫克镭当量。
铯-137在组织内具有镭相同的穿透能力和类似 的剂量分布，其物理特点和防护方面比镭优越， 是取代镭的最好同位素。
三、钴-60源（60Co）
钴-60也是一种人工放射性同位素，其半衰期 为 5.27 年 。 其 放 出 两 种 能 量 的 γ 射 线 分 别 为 1.17MeV 和 1.33MeV ， 因 此 γ 射 线 的 平 均 能 量 为 1.25MeV。在组织内的剂量分布也与镭源相似，可 以作为镭源的替代物，制成钴针、钴管等。由于其 放射性活度高，而且容易得到，因此在作近距离照 射时，多用作高剂量率的腔内照射。
七、近距离治疗用放射源的比较
常规和新近发展的近距离治疗用放射源，按 其 物 理 特 性 ， 能 量 可 分 为 200keV ～ 2MeV 、 60keV～200keV、及小于等于50keV三段。
（1）200keV－2MeV能量段：所有同位素均为 镭的替代同位素，其物理特征是剂量率常数基本不 变，不随能量和组织结构的影响；在5cm范围内， 剂量分布基本遵守平方反比定律。但半价层随能量 降低显著减小。镭疗所建立的剂量学体系可移植到 此能量段的同位素。
《医学物理学》X射线课件
3
定期对设备进行辐射安全评估，确保设备的辐射 剂量符合国家和行业标准要求。
总结与展望
06
当前存在问题和挑战
技术瓶颈
当前X射线技术面临着分辨率、 成像速度、剂量控制等方面的技 术瓶颈，限制了其在医学领域的
应用范围。
安全性问题
X射线对人体具有一定的辐射危 害，如何在保证图像质量的同时 降低辐射剂量，是当前亟待解决
同作用，提高治疗效果。
X射线安全防护与法
05
规标准
X射线对人体危害及防护措施
细胞损伤
X射线能够穿透细胞，破坏细胞内的 DNA结构，导致基因突变或细胞死亡。
组织损伤
长时间或过量暴露于X射线下会导致 皮肤灼伤、脱发、白内障等组织损伤。
X射线对人体危害及防护措施
• 诱发癌症：X射线能够诱发癌症，尤其是对儿童和孕妇的 危害更大。
的问题。
跨学科合作不足
医学物理学作为连接医学和物理 学的桥梁，需要医学、物理学、 工程学等多学科的紧密合作，但
目前跨学科合作仍显不足。
未来发展趋势预测
技术创新
随着科技的不断发展，未来X射线技术有望在分辨率、成像 速度、剂量控制等方面取得突破，为医学诊断和治疗提供更 加精准、高效的手段。
智能化发展
结合人工智能、大数据等先进技术，实现X射线图像的自动 分析、诊断辅助等智能化应用，提高诊疗效率和准确性。
放射治疗在肿瘤治疗中作用
根治性治疗
对于部分早期肿瘤，放射治疗可 作为根治性治疗手段，通过高剂
量照射达到治愈目的。
辅助性治疗
在手术前或手术后进行放射治疗， 可提高手术治愈率，减少复发风 险。
姑息性治疗
对于晚期或转移性肿瘤，放射治 疗可缓解疼痛、控制局部病灶发 展等姑息性治疗目的。
肿瘤的放射治疗ppt课件
姑息性放疗还可以达到止痛、止血、减轻痛苦的作用。 遇有下述情况可视为放射治疗禁忌症：
1、癌症晚期合并贫血、消瘦、处于恶意质状态者；
2、肿瘤所在脏器有穿孔时；
3、心肝肾重要脏器功能有严重损害者；
4、有严重结核时；
5、严重的全身感染、败血症、脓毒血症未控制者；
6、过去曾做过放射治疗皮肤或局部组织器官受到严重 损害，不容许再行放疗者；
24
1、疗程延长对疗效的影响。
治疗时间延长 （疗程长）将影响治疗效果。 目前已经证实，延长放疗时间导致局部控制率下 降，复发率升高，尤其是头颈部肿瘤，喉、咽、 扁桃体癌等。
以鼻咽癌为例： 疗程延长：1－4天 复发率 30.7％
5－10天 复发率 45％ ＞10天 复发率 82％
平 均 35％
（正常疗程复发率为20％） 25
2021542021552021562021572021582021592021602021612021622021632021642021652021662021672021682021692021702021712021722021732021742021752021762021772021782021792021802021812021822食管中下段癌2021832食管中下段癌2021842食管中下段癌2021852食管中下段癌2021862食管中下段癌2021872食管中下段癌2021882食管中下段癌2021892食管中下段癌2021902食管中下段癌2021912食管中下段癌2021922食管中下段癌2021932021942021952021962021972021982021992食管中下段癌20211002021101202110220211032021104202110520211062食管中下段癌20211072食管中下段癌20211082食管中下段癌20211092食管中下段癌20211102食管中下段癌20211112食管中下段癌20211122食管中下段癌20211132食管中下段癌20211142食管中下段癌20211152食管中下段癌20211162食管中下段癌2021117202111820211192021120202112120211222食管中下段癌20211232食管中下段癌20211242021125
肿瘤放射治疗护理(精品课件)
2 皮肤护理
射线照射后皮肤会发生不同程度的放射反应，表 现为红斑、烧灼感、瘙痒、破损脱屑等。减轻放 疗造成的皮肤反应的方法是：放疗开始后即用皮 肤保护剂局部涂擦，并嘱病人保持照射野皮肤清 洁、干燥、防止感染，必要时用薄荷痱子粉局部 涂擦止痒。局部皮肤避免刺激，做到“五勿四禁 一忌一不”。勿用手抓搓，勿穿硬质高领衣服 （颈部照射者），勿在强烈阳光下暴晒，勿做红 外线等各种理疗；禁贴胶布或胶膏，禁注射，禁 热敷，禁自行用药；忌用肥皂或护肤霜洗擦；不 搽刺激性或含重金属的药物，如碘酒、红汞、万 花油等。对需要刮胡须或刮毛发的反应区域，使 用电动刮刀。如照射区皮肤出现小水疱等湿性反 应时，切不可乱用药物涂抹，应由护士给予相应 处理。
2.6 放射性膀胱炎的预防及护理
放疗可引起膀胱黏膜充血、水肿、溃疡、出血， 病人出现尿频、尿急、尿痛、血尿、排尿困难。 其预防及护理措施：（1）在实施盆腔放疗前，嘱 病人排空小便；腔内放疗时，在阴道内填塞纱布， 以增加放射源与膀胱间的距离，减少膀胱受累。 （2）嘱病人每天饮水2000～3000ml，及时应用抗 感染、止血及对症治疗，以缓解膀胱刺激征；每 次排尿后注意外阴及尿道口清洁，防止逆行感染。 重度出血者输新鲜血，纠正贫血，改善全身情况。 （3）重度放射性膀胱炎反复出现肉眼血尿者遵医 嘱给予消炎、止血，促进上皮组织修复和黏膜愈 合。
三 放疗设备简介
1.主要设备
加速器、钴-60、近距离后装治疗机
2.辅助设备
模拟定位机、TPS治疗计划系统、切割机、 面膜、体膜等
放疗中心设备介绍
体模固定后模拟定位机
王程鹏主任在给病人定位
精品 PPT
放疗中心设备介绍
BJ6B/400型加速器在常规治疗病人 适形照射前螺旋CT扫描定位
肿瘤放射治疗学 PPT课件
高能电子束临床剂量学特点
• 射程与能量成正比 • 一定深度内剂量分布较均，超过一
定深度后剂量迅速下降 • 骨、脂肪、肌肉对电子线吸收差别
不显著 • 可用单野作浅表或偏心部位肿瘤的
照射
外照射常用的治疗机
机型
通常的 X 线机
接触 X 线机（10—16KV） 中浅层 X 线机（60—160KV） 深部 X 线机（180—400KV）
（PLD） • 组织细胞的再增殖（repopulation of the tissue) • 细胞周期的再分布（redistribution of cell in cycle) • 乏氧细胞的再氧合（reoxygenation of the hypoxie cell)
正常细胞群及肿瘤细胞群分次照射后动力学改变示意
4
3
相 对 剂2 量
1
185Mev 质子及 65Mevπ 介子深度剂量曲线
185Mev 质子
65Mevπ 介子
加滤 后的 180Me v 质子
0
4
8
12
16
20
24
28 cm 水
• LET(liner energy transfer):在组织中沿 着次级粒子径迹上的线性能量传递
• 高LET射线:快中子、质子、负π介子及 氦、碳、氮、氧、氖等重粒子，快中子 不带电以外，所有其他粒子都带电，在 组织中有一定射程，具有电离吸收峰值 曲线（Bragg 峰）
细胞组织的放射反应
• 细胞反应: 胞核的放射敏感比胞质高100倍 • (1)间期死亡; • (2)增殖死亡 • 放射线对正常组织的影响(受照面积越大反应越
大) • (1)早反应组织 • (2)晚反应组织 • (3)正常耐受量:A,最小耐受量(TD5/5) B,最大耐
肿瘤放射物理学-物理师资料-45 重粒子治疗
剂量监测系统 是指质子治疗装置带有的一系列测定辐射剂量及分布的探测器。
患者定位系统 利用热塑材料做成与患者身体表面形状一致的模具，将患者固定 在治疗床上，要求在多次照射时位置不变。治疗床可作三维平动 和三维转动。利用激光进行粗定位，利用X线成像进行细定位。 控制系统 根据医院要求对装置的运行和治疗过程进行严格控制，以保证治 疗正确进行。此外它还承担患者医疗数据和图像资料的处理以及 治疗中心的管理等功能。
三·、质子治疗
1、质子治疗肿瘤简史
1946年Wilson最早提出应用高能质子束治疗疾病。 1954年Tobias进行第一例质子治疗。 1955-1975年美国和前苏联开展了质子治疗临床研究。 1976年以来美国麻省总医院在质子治疗的发展中起了
非常重要的推动作用。 1991年美国Loma Linda大学首先起用医学专用质子
重粒子治疗
一、概况 轻粒子：光子、电子 重粒子：快中子、质子、π负介子及氮、碳、氧、氖离子等
重粒子一般在回旋加速器中产生， 回旋加速器是一种带电粒子加速器，主 要用于核物理研究，放射治疗中主要使 用它所产生的高能质子束，或利用它加 速氘核轰击低原子序数铍靶所产生的快 中子束，氘核能量一般加速到约 15~50MeV。
交流高 频电压
D型盒
重粒子束的肿瘤剂量分布
重粒子射线在人体组织的一定深度会产生一个 急剧上升的高剂量区--Bragg峰，即射线的绝大部分能量都释 放在峰区，可使高剂量区集中覆盖在要治疗的肿瘤靶区。而 在峰区之前是一个低剂量的平坦段，在峰区之后其能量则骤 降为零，因此可得到非常理想的剂量学分布。
二、快中子治疗
腹盆腔肿瘤
五、放射治疗用重离子
用于放射治疗的重离子指元素周期表上18号元素以前如氦碳氧氖 等的原子核离子，它们的物理剂量分布与质子的大体相同。
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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。
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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。
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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。
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Robotic Delivery System 机器人照射系统
13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。20.10.1820.10.1814:37:4714:37:47October 18, 2020
14、抱最大的希望，作最大的努力。2020年10月18日星期 日下午2时37分 47秒14:37:4720.10.18
15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。2020年10月下午2时37分 20.10.1814:37October 18, 2020
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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
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４D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。
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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
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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。
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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。
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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
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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。
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调强实现方式—MLC
多叶准直器（MLC）
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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
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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。
医学物理
——肿瘤放射治疗
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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。
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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。
CT
直线加速器
PET-CT
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超声
激光治疗机
放射治疗的武器
电子 重离子
射线（X和γ）
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放射治疗原理
间接作用
通过”感染”水分子破坏DNA链
直接作用
直接击断DNA链
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放射治疗目标
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
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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
Gantry Moves During Slice Acquisition
ZZZXXXTTT TTTaaabbbllleee
SSttaattiioonnaarryy CCaarrbboonn FFiibbeerr TTaabblleettoopp RRaaiillss
SSSOOOMMAATTOOMMM CCTT SSSllliiidddiiinnnggg GGGaaannntttrrryyy
Treatment couch 治疗床
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Image
Detectors 高速照相机
超声成像动态跟踪
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质子放疗系统
质子束的物理特性是具有Bragg峰
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重离子放疗
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辐射危害和标识
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辐射防护
时间
防护
屏蔽
三原则
距离
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9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。20.10.1820.10.18Sunday, October 18, 2020
16、业余生活要有意义，不要越轨。2020年10月18日星期 日2时37分47秒 14:37:4718 October 2020
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。下 午2时37分47秒 下午2时37分14:37:4720.10.18
谢谢大家
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在线校准—超声引导摆位系统 (BAT)
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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。
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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
10、低头要有勇气，抬头要有低气。14:37:4714:37:4714:3710/18/2020 2:37:47 PM
11、人总是珍惜为得到。20.10.1814:37:4714:37Oct- 2018-Oct-20
12、人乱于心，不宽余请。14:37:4714:37:4714:37Sunday, October 18, 2020
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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。
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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。
Elekta Synergy
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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)
PPPPPPPPRRRRRRRRIIIIIIIIMMMMMMMMAUAUUAUA精RSRRRSSS品TTTTooooPrrrrPT
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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。
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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。
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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。
影像引导的放射治疗（IGRT）
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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。
CT
直线加速器
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超声
激光治疗机
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射线（X和γ）
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间接作用
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放射治疗目标
肿瘤
尽可能提高肿 瘤所受剂量
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1895年伦琴发现X射线并用于人体摄像 1901年获诺贝尔奖
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质子放疗系统
质子束的物理特性是具有Bragg峰
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辐射防护
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2020年10月18日星期 日2时37分47秒 14:37:4718 October 2020
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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。
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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
10、低头要有勇气，抬头要有低气。14:37:4714:37:4714:3710/18/2020 2:37:47 PM
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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。
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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。
Elekta Synergy
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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)
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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。
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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。
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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。