螺旋断层放疗系统(Tomo-Therapy)
带你认识TomoTherapy螺旋断层调强放射治疗系统
带你认识 TomoTherapy螺旋断层调强放射治疗系统1TomoTherapy是什么？TomoTherapy中文称螺旋断层调强放射治疗系统，一般简称为“拓姆刀”，它是目前世界上很先进的一种为治疗癌症的医疗设备。
tomotherapy设备构造比较复杂，但运作机理比较简单，它把6MV加速器集聚在CT机中，根据CT机出的图像来调强放射治疗。
tomotherapy能够360度无死角照射人体，通过一次照射可以放射出数以万千计的子野项目，并且可根据IGRT实时影像作出引导，是目前世界上最先进的放射治疗设备之一。
tomotherapy有非常广泛的临床应用前景和范围，它不仅可以应用于精确治疗的小肿瘤病症，而且也可以用在人体全身大范围的肿瘤治疗中（如全身骨骼调强放射治疗）。
它的适用范围几乎涉及所有放射治疗病症，尤其是调强放射治疗疾病。
2TomoTherapy相比于传统治疗的优势TomoTherapy螺旋断层调强放射治疗系统对比于传统治疗拥有以下几大特点：它调强肿瘤的剂量契合度更高、它调节肿瘤附近的正常组织群的剂量更加精细。
它调节对于肿瘤剂量的强度非常准确。
具体可表现为：2.1 360度无死角照射式旋转，全方位扫描tomotherapy通过6MV加速器集聚在CT机中，根据CT机在线呈现的图像可精确肿瘤的位置，之后可以放射出数以千计的粒子通过螺旋地方式对肿瘤进行精准照射，最后可以精准的把处方肿瘤剂量送到“目的地”，同时也避免或减轻了对于附近其他敏感器官的伤害。
2.2高效优异的图像处理引导功能tomotherapy的螺旋断层调强放射治疗系统的图像和治疗方式均采用同一种放射源——兆伏级射线，在对病人进行放射治疗时使用CT来采集图像数据，它能够使螺旋CT技术和螺旋断层调强放射治疗完美地结合使用。
2.3治疗肿瘤病症范围广，治疗肿瘤的环节少，治疗肿瘤的自动化程度极高tomotherapy螺旋断层调强放射治疗系统集兆伏级CT扫描、精准定位、验证、剂量的计算、完整的治疗计划于一体，因此治疗肿瘤的环节少，所耗时间短，且自动化程度极高。
托姆刀
托姆刀托姆刀是tomotherapy(螺旋断层放射治疗系统）的中文译名，此设备常常简称为：TOMO，也有叫为拓拇刀或是螺旋光子刀的。
托姆刀是集IMRT（调强适形放疗）、IGRT （影像引导调强适形放疗）、DGRT（剂量引导调强适形放疗）于一体，是当今最先进的肿瘤放射治疗设备，其独创性的设计使直线加速器与螺旋CT完美结合，突破了传统加速器的诸多限制，在CT引导下360度聚焦断层照射肿瘤，对恶性肿瘤患者进行高效、精确的治疗。
概述“托姆刀”名为“刀”，但实际上并不是真正的手术刀，它是将一台6兆伏（MV）的医用直线加速器的主要部件安装在64排螺旋CT的滑环机架上，集IMRT（调强放射治疗）和IGRT （图像引导放射治疗）于一体，以螺旋CT旋转扫描方式，结合高科技计算机断层影像导航调校，通过360度旋转，51个弧度照射，从而实现40 cm×160 cm范围内的任何剂量分布要求，杀死这一范围内的各种分布、各种位置和各种形状的癌细胞，它因功能尤如一把手术刀而得名。
托姆刀对于治疗肺癌、肝癌、鼻咽癌、胰腺癌、宫颈癌等都有很好的效果。
也就是说托姆刀有办法、有能力对付大范围、全身多发转移、中晚期、奇形怪状、极其复杂的肿瘤，甚至可以改变以前“姑息治疗”为“根治性治疗”。
托姆刀在每次治疗前都进行MVCT图像扫描，依据GTV变化重新制定计划，可明显减少正常组织高剂量照射体积。
据全军肿瘤放疗中心主任夏廷毅教授介绍，放疗主要分为四大部分，即现代放疗“四部曲”：定位、锁定、计算、实施，以军事语言来举例，放疗可以称作一场打击目标、摧毁敌人的战役。
相比于传统疗法，托姆刀最大的特点就是：肿瘤剂量适形度更高，肿瘤剂量强度调节更准，肿瘤周围正常组织剂量调节更细。
采用托姆刀治疗，位置准确、不需要全身麻醉，缩短2∕5倍的治疗周期，大多数在5-20次之内就能快速完成原发性肺癌、肝癌、胰腺癌和转移癌等的治疗。
肿瘤患者在采用托姆刀治疗以后，不但大幅度缩短了治疗周期，而且还有效提高了患者的生活质量，进而突破了被医学界视为“天方夜谭”的诸多高难度放疗。
螺旋断层放射治疗系统（TOMO）辐射环境影响分析
螺旋断层放射治疗系统（TOMO）辐射环境影响分析摘要：螺旋断层放射治疗系统（TOMO）是采用螺旋CT扫描方式治疗癌症的放射治疗设备，很多医院都购置了此设备以扫描和治疗癌症患者。
本文对某医院配置的螺旋断层放射治疗系统（TOMO）防护能力进行介绍，并对设备周围进行辐射剂量率监测，分析此设备的运行对周围辐射环境的影响。
关键词：螺旋断层；放射治疗；辐射环境一、前言螺旋断层放射治疗系统（TOMO）是采用螺旋CT扫描方式治疗癌症的放射治疗设备，其将6MV的小型加速器安装在螺旋CT机的滑环机架上，该加速器可以产生3.5MVX射线来扫描患者，也可以产生6MV的X射线，用调强后的射线来治疗癌症患者。
螺旋断层放射治疗系统（TOMO）将螺旋CT和医用直线加速器相结合，同时具有影像扫描和放疗的功能，是集3D-CRT、DGRT、IGRT、IMRT、ART功能为一体的放射治疗设备，其特点是将高能X射线束360度旋转聚焦注射肿瘤，靶区适形性佳，剂量分布均匀，使正常组织及器官得到最大限度的保护；同时具有图像引导功能，每次治疗前在治疗机上进行MVCT成像，确认治疗体位在三维空间上与治疗计划一致后再进行放疗，从而保证了治疗的精确性。
本文以某医院为例，对其螺旋断层放射治疗系统（TOMO）开机运行时对周围辐射环境影响进行分析。
二、螺旋断层放射治疗系统（TOMO）概况该医院的螺旋断层放射治疗系统（TOMO）机房位于负二层，南侧为基土层，北侧、西侧和东侧为负二层地下车库，下方为基土层，上方为封闭式空房间。
螺旋断层放射治疗系统（TOMO）技术参数见表1，机房防护能力见表2。
表1 螺旋断层放射治疗系统（TOMO）技术参数表2 螺旋断层放射治疗系统（TOMO）机房屏蔽情况一览表三、辐射环境监测与分析3.1 监测方法与仪器现场监测依据《环境γ辐射剂量率测量技术规范》（HJ 1157-2021）中规定的方法和要求。
监测仪器选用校准有效期内的德国Thermo公司生产的辐射剂量率仪，仪器型号为FH40G，选用FHZ672E-10型探头，能量响应范围40keV～4.4MeV，量程1nSv/h～100µSv/h。
放射治疗技术新进展 一
四川大学华西医院肿瘤中心
Cancer Center, West China Hospital, SCU
调强放射治疗
逆向计划优化与目标函数（或代价函数）设 置
• 将逆向问题考虑成一个优化问题 • 确定治疗的目标，通过设置代价函数让计
• 自适应放射治疗 • PET/CT
• 全身照射
• 粒子放射治疗
• 全身电子束照射
四川大学华西医院肿瘤中心
Cancer Center, West China Hospital, SCU
放射治疗技术新进展（一）
1
调强放射治疗
2
容积旋转放射治疗
3
断层放射治疗
4
自适应放射治疗
35
全身照射
36
全身电子束照射
调强放射治疗
四川大学华西医院肿瘤中心
Cancer Center, West China Hospital, SCU
调强放射治疗
放疗流程
“经典”适形放疗
调强放疗
治疗参数
TPS
剂量分布
均匀辐射强度 的剂量输出
四川大学华西医院肿瘤中心
Cancer Center, West China Hospital, SCU
Cancer Center, West China Hospital, SCU
自适应放疗的流程
自适Pl应an计划
存储融合后 的影像
患者摆位
IGRT
评估每天的治 精确定位 疗剂量
治疗
根据剂量要求 改变或生成新
的组织轮廓
修改组 织轮廓
四川大学华西医院肿瘤中心
放射治疗概述与进展
.
43
图像引导放射治疗
校正患者摆位
调整治疗计划
引导射线束照射
最终目的
引导放射线准确的按计划设计投照到肿瘤靶区
.
44
IGRT系统流程
.
45
图像引导放射治疗
引导图像类型
• 二维 X射线透视图像或三维重建图像， • 有时间标记的四维图像 • 超声二维断层图像或三维重建图像 • 其他信号 可以是体表红外线反射装置反射的红
脉综合症；止血：鼻咽癌，宫颈癌等
.
26
放疗与其他治疗的综合治疗
放疗与手术的综合治疗：
(一)、术前放疗 优点：（1）照射后使肿瘤缩小，从而提高手
术切除率，（2）减少手术野内癌细胞的污染， 从而减少手术区癌细胞种植，降低癌细胞的生命 力，从而可能减少播散。
缺点：（1）延迟手术（2）可能影响切口愈合
术前放疗价值较为肯定的有头颈部肿瘤如上颌 窦癌、宫体癌、直肠癌等。放疗2-4周后手术。
呼吸运动
肿瘤控
制率下 降
脱靶
肺部靶 组织位
移
放疗并 发症增
加
.
正常组 织损伤 增加
扩大 照射 区
53
IGRT的主要实现方式
自主屏气
主动
腹部压块 bodyfix
被动
暂停/减 小呼吸 运动幅
度
呼吸运动
照射野 跟随运
动
体外标记 体内标记
动态监 测呼吸
加速器 响应
.
54
放射治疗技术新进展
•容积旋转调强放疗（VMAT） •螺旋断层放疗（Tomo Therapy） •自适应放疗 •立体定向放疗（SRT） •重粒子放疗
螺旋断层放射治疗系统的成本效果分析
学术论著*基金项目：国家卫生健康委国际交流与合作中心大型医用设备全寿命管理研究项目(2017-S-50-4-4)“螺旋断层放疗系统(TomoTherapy)在我国公立医院应用评估研究”①国家卫生健康委卫生发展研究中心 北京 100044作者简介：邱英鹏，男，(1987- )，硕士，助理研究员，研究方向：卫生政策评价及卫生技术评估。
[文章编号] 1672-8270(2020)12-0001-04 [中图分类号] R812 [文献标识码] ACost-effectiveness analysis of TOMO system/QIU Ying-peng, SUN Tan-lin, ZHAO Yu-xi, et al//China Medical Equipment,2020,17(12):1-4.[Abstract] Objective: T o assess the cost-effectiveness of using tomotherapy (TOMO) equipment of hospital so as to provide references for further configuration and management of equipment. Methods: The relevant information of radiotherapy of 258 patients with nasopharynx cancer, cervical cancer and lung cancer in 3 hospitals (A, B and C) of North China and South China were collected. They were divided into TOMO group (119 cases) and linear accelerator group (139 cases) according to different therapeutic method. The bootstrapping was adopted to calculate incremental cost-effectiveness ratio of cost and effectiveness in treatments of two groups. Results: Compared with linear accelerator, the dose distribution, the reduced radiation dose in part of important organ and the adverse reaction and other short-term effect in TOMO radiotherapy had advantages. Among of them, those of patients with nasopharynx cancer were optimal. And the differences of the received radiation doses on spinal cord and bilateral parotid glands between two groups were significant (t =5.156, t =5.261, P <0.05). But the treatment cost of TOMO group was more expensive, and TOMO group need pay more expenditure which was CNY 765 when reduced 1 Gy radiation dose on important organs of patients with nasopharynx cancer, and TOMO group need pay more CNY 2341 when reduced 1% of poisonousness injure of middle and high level on organ. The differences of average total cost of patients with nasopharynx cancer, patients with lung cancer and patients with cervical cancer in C hospital between two groups were significant (t =5.269, t =4.378, t =3.350, P <0.05). Conclusion: TOMO indicates short-period cost effect in the treatment of the part of indication, but the evidence of long-term cost effect of TOMO is not sufficient, and the long-term effect need further research. [Key words] T omotherapy (TOMO); Cost-effectiveness; Medical expense; Configuration management [First-author’s address] China National Health Development Research Center, Beijing 100191, China.[摘要] 目的：评估医院在用螺旋断层放射治疗设备(TOMO)的成本效果，为设备配置和管理提供参考；方法：收集华北和华南地区3所医院(分别为医院A、医院B和医院C)的258例鼻咽癌、宫颈癌和肺癌3类患者放射治疗相关信息，按照治疗方法的不同，将其分为TOMO组(119例)和直线加速器组(139例)；对两组患者治疗中的成本和效果采用自助法(bootstrapping)计算增量成本效果比。
螺旋断层放射治疗_TOMO_装备应用评价_刘晓征
ZHONGGUO YIXUEZHUANGBEI 55综 述①中国医学装备协会 北京 100044②北京国卫嘉和医学装备技术服务有限公司 北京 100044Evaluation of application of TOMO devices/LIU Xiao-zheng, YANG Jian-long// ChinaMedical Equipment,2012,9(9):55-57.[Abstract] Objective: T o comprehensively analyze the configuration and clinical applicationof TOMO devices in China and evaluate their technical features and clinical efficacy to provide reference for reasonable use and scientific development of radiotherapy technology in our country. Methods: The opinions of physicians and technicians were obtained with questionnaire, experts symposium and on-spot inspection. Results: The overall configuration and application of TOMO devices in China was preliminarily investigated. Meanwhile, the advantage of their clinical features and therapeutic efficacy were summarized to determinethe suitable range for their application. Then we put forward the plan and suggestion for their configuration and development. Conclusion: The TOMO devices can be configured based on the clinical indications and principle of orderly development. They should be firstly configured in grade-III hospitals in big cities.[Key words] TOMO; T echnical feature; Clinical application; Evaluation[First-author’s address] China Association of Medical Equipment, Beijing 100044, China.[摘要] 目的：综合分析我国螺旋断层放射治疗(TOMO)设备的配置和临床应用情况，评价TOMO 的技术特点和临床疗效，为推动放射治疗装备技术合理利用和科学发展提供参考。
螺旋断层放疗系统(TomoTherapy)综合简介
TomoTherapy——将加速器安装在螺旋 CT 上的完美新平台，已被国际放疗界公认为现 代影像引导调强放疗的“金标准”。在短短几年里，TomoTherapy 全球装机已 400 多台，为 广大肿瘤患者带来新的希望。
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5/28/2012
度适形的剂量分布（如下所示）。
美国 MD Anderson 肿瘤中心的 LANGEN 博士对用螺旋断层方式和断层径照方式在 APBI 乳腺癌治疗的计划对比研究中发现，对靶区的适形度上，螺旋断层的剂量分布要更好， 但是断层径照对同侧肺的保护上，明显超过螺旋断层方式（ Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 70, No. 4, pp. 1272–1280, 2008）。
TomoTherapy 采用专利的 85cm 大孔径 CT 滑环机架，机头安装在滑环上，等中心精度 高达 0.1 毫米。无需考虑楔形板角度、挡铅、患者和机头碰撞危险、机架角度、准直器 角度、床角度、电子线、电子线限光筒等常规加速器必须考虑的计划要素。
治疗床用于支撑病人进行 CT 扫描和治疗。在治疗时可以伴随机架旋转而连续运动，相 对病人产生螺旋治疗的方式。
ALYSON MCINTOSH 等人在运用断层径照研究乳腺癌治疗上也得出同样或类似的结 果，即对肺，心脏等关键器官的保护上，断层径照优势明显（Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 71, No. 2, pp. 603–610, 2008）。
螺旋断层放射治疗系统在我国公立医院应用现状分析
学术论著*基金项目：国家卫生健康委国际交流与合作中心大型医用设备全寿命管理研究项目(2017-S-50-4-4)“螺旋断层放疗系统(TomoTherapy)在我国公立医院应用评估研究”①国家卫生健康委卫生发展研究中心 北京 100044②中国药科大学国际医药商学院 江苏 南京 211198作者简介：肖月，女，(1978- )，博士，研究员，研究方向：大型医用设备及高值医用耗材卫生技术评估方法学研究及实践，大型医用设备配置应用绩效评价指标体系研究，国家儿童药品临床综合评价方法及工具研发。
[文章编号] 1672-8270(2020)12-0008-05 [中图分类号] R812 [文献标识码] AAnalysis on the application status of TOMO system in public hospital of China/XIAO Yue, QIU Ying-peng, SHI Li-wei, et al//China Medical Equipment,,2020,17(12):8-12.[Abstract] Objective: T o conduct surveys on status and problems of tomotherapy (TOMO) systems which were configurated and applied in 5 public hospitals of 4 provinces or city so as to provide references for formulating policy of supervision and administration of medical equipment of class A and class B. Methods: The information data of configuration and maintenance, application management, pricing and payment were collected through hospital information system database, the symposium and interview. Results: The cost of configuration and maintenance of equipment of hospital was high, and hospital conscientiously chose disease with indication of TOMO preponderance to develop treatment and to control the average daily amount of patients. There were differences in service conditions of TOMO system in the organizations of different regions due to the influences of the situation of patients, charge pricing and internal management system. The largest difference of the amount of treated patients in each year among different organizations was 1.64 times. There was difference in the selection of disease group among different organizations. Conclusion: The corresponding management department of hospital should strengthen the planning management of equipment configuration, and promote the depth of centralized procurement, and enhance force of bringing down price by negotiation, and promote the constructions of standard management and quality control system, and modulate the police of pricing and charge, and guide technique to achieve biggest effect.[Key words] T omotherapy (TOMO); Configuration and planning; Supervision and managemen; Status analysis [First-author’s address] China National Health Development Research Center, Beijing 100191, China.[摘要] 目的：调研分析北京、广东、云南、山东等4省市5家公立医院配置应用螺旋断层放射治疗(TOMO)系统的现况与问题，为甲乙类医用设备监督管理政策制定提供参考。
TOMO放疗技术
TOMO放疗技术TOMO是Tomotherapy(螺旋断层放射治疗系统）的中文译名，此设备还有其它的简称为：拓拇刀、螺旋导航光子刀、TOMO刀等。
TOMO是集IMRT （调强适形放疗）、IGRT（影像引导调强适形放疗）、DGRT（剂量引导调强适形放疗）于一体，是当今世界上最先进的肿瘤放射治疗设备，其独创性的设计使直线加速器与螺旋CT完美结合，突破了传统加速器的诸多限制，在CT引导下360度聚焦断层照射肿瘤，对恶性肿瘤患者进行高效、精确的治疗。
一、简述TOMO是以CT扫描的方式用扇形射野进行螺旋照射实现调强放疗的设备。
螺旋TOMO的床和机架类似螺旋CT式连续运动的，滑环机架结构使TOMO可以轻易采集患者治疗摆位的CT图像，并用这一信息实现图像引导。
TOMO的发展史同样也是一个先进科技从学术研究到大学产业合作，最终商业化并大规模应用于临床的故事。
因为TOMO是在每次治疗前都进行MVCT图像扫描，依据GTV变化重新制定计划，所以可明显减少正常组织高剂量照射体积。
并且有办法、有能力对付大范围、全身多发转移、中晚期、奇形怪状、极其复杂的肿瘤，甚至可以改变以前“姑息治疗”为“根治性治疗”。
全军肿瘤放疗中心主任夏廷毅教授曾介绍说，放疗主要分为四大部分，即现代放疗“四部曲”：定位、锁定、计算、实施。
二、特点TOMO刀相比于传统疗法，最大的特点就是：肿瘤剂量适形度更高，肿瘤剂量强度调节更准，肿瘤周围正常组织剂量调节更细。
具体体现为：1、、卓越的图像引导功能。
TOMO刀的成像和治疗采用同一放射源——兆伏级射线，在放疗的同时即可采集CT数据，使放射治疗和螺旋CT流畅结合。
2、治疗范围广，治疗环节少，自动化程度高。
TOMO刀集治疗计划、剂量计算、兆伏级CT 扫描、定位、验证和螺旋放射功能于一体，治疗摆位和验证自动化程度高，花费时间少。
3、自适应放疗，动态跟踪定位。
CT成像探测器会在放疗的同时收集穿透病人身体后的X线，从而推算出肿瘤实际吸收的射线能量，为以后的放疗剂量提供科学准确的参考数据。
螺旋断层放疗的日常质量控制与质量保证
螺旋断层放疗的日常质量控制与质量保证文婷;黎静;张晋建;余咏兰;尹智宇;靳怀志;王雅冰;叶柳青【摘要】The quality control and quality assurance methods of helical tomotherapy devices are summarized in order to improve the quality control system of tomotherapy image guided radiotherapy (IGRT) and to provide safe IGRT for patients.% 通过总结螺旋断层放疗（TomoTherapy）设备的质量控制与质量保证方法，以完善螺旋断层放疗影像引导调强治疗（IGRT）系统的质量控制体系，为有需要的病人提供安全的影像引导调强放射治疗。
【期刊名称】《中国医疗设备》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】3页(P50-52)【关键词】螺旋断层放疗设备;IGRT;质量控制;质量保证【作者】文婷;黎静;张晋建;余咏兰;尹智宇;靳怀志;王雅冰;叶柳青【作者单位】广州军区总医院螺旋断层放疗中心，广东广州 510010;广州军区总医院螺旋断层放疗中心，广东广州 510010;广州军区总医院螺旋断层放疗中心，广东广州 510010;广州军区总医院螺旋断层放疗中心，广东广州 510010;广州军区总医院螺旋断层放疗中心，广东广州 510010;广州军区总医院螺旋断层放疗中心，广东广州 510010;广州军区总医院螺旋断层放疗中心，广东广州 510010;广州军区总医院螺旋断层放疗中心，广东广州 510010【正文语种】中文【中图分类】TL530 前言螺旋断层放疗设备（TomoTherapy）是集成在螺旋CT里的影像引导调强放疗（IGRT）系统，国内于2007年首次引进并开展病人治疗，至2012年，我国共有8台TomoTherapy在临床上开展病人治疗，预计在不久的将来会得到更快速的发展。
Tomotherapy System
TomoTherapy® Hi-Art®螺旋断层放疗系统综述Sam Jeswani1, Thomas Rockwell1,2, Hidefumi Aoyama3,Peter Hoban1, Christopher Schuman11.Tomotherapy有限公司，麦迪森，美国威斯康星州；2.威斯康星大学，麦迪森，美国威斯康星州；3.Hokkaido大学，札幌，日本。
简介TomoTherapy通过扇形束来进行调强（IMRT）治疗。
在机头旋转照射的过程中，扇形束通过二元气动多叶光栅来调制强度，二元气动多叶光栅可以迅速开关来根据需要切割扇形束的出束分布【1】。
每一个多叶光栅叶片从关闭状态到张开再回到关闭状态位置的过程定义为一个子束流。
子束流最大出束强度为每一段弧形子野时光栅始终张开。
相对应的，要输出一个小的束流强度，叶片可以在每一段弧形子野的中点前打开，过中点后关闭。
TomoTherapy螺旋断层放疗系统象螺旋CT一样，在机架和床的联动过程中用螺旋断层方式进行放射治疗。
【2－5】TomoTherapy® Hi·Art®是目前临床上唯一基于螺旋断层方式的放疗系统。
它每旋转一圈有51个弧形子野并且有64片二元气动多叶光栅（气动，无需马达）【6】。
光栅叶片可以在20毫秒内关闭或打开扇形宽度方向上的射束。
每一个治疗点都会被旋转的扇形束重叠照射2～5次，大概可以照射100～250个子束流，并且子束流可以分为0～100的不同强度水平。
每一次治疗都会用到几万个子束流。
这样的强度调制能力是无可比拟的，尤其在靶区附近的正常组织需要规避时仍能非常好的维持靶区剂量的均匀性。
扇形束在靶区轴心的投影宽度为40cm，治疗床的可移动范围是160cm。
这就意味着TomoTherapy可以治疗任何直径40cm、长度160cm体积内的靶区。
因此TomoTherapy的治疗范围非常大，可以在一次摆位下进行大范围的胸部、腹部和全中枢神经系统照射，以及远处多发病灶治疗和全骨髓照射（TMI）。
螺旋断层放疗
螺旋断层放疗（Tomo Therapy）螺旋断层放疗是2003年正式进入临床的一种全新概念的放疗技术，使用专用的螺旋断层放疗机：将一台6MV一用直线加速器安装在螺旋CT的滑环机架上，反向利用CT成像原理，运用高能X射线进行放射治疗，被誉为是放射治疗在过去40年以来最激动人心的发展之一。
解放军总医院在中国大陆首先引进该设备，并与2007年9月份开始投入临床治疗。
螺旋断层放疗机从360度方向照射肿瘤，在有效提高靶区的适形度和剂量均匀性的同时，还能最大限度地避开肿瘤附近的正常器官。
此外，它可以像螺旋CT扫描那样，一次治疗的长度可达160cm，横断面（直径）最大可达40cm，所以可以对多处病灶，大体积或长形肿瘤实施调强治疗，而无需进行多野衔接。
再从影像引导放疗（IGRT）的观点来看，螺旋断层放疗机的CT扫描功能是与生俱来的，因为它本身就是一台CT机，而且成像和治疗采用同一放射源1兆伏级x射线，无需担忧成像中心与治疗中心的偏差问题，可以在每次治疗前进行极低剂量的CT扫描，验证病人的摆正精度。
另外，由于螺旋断层放疗系统的CT影像和传统的CT影像本质一样，其CT值与电子密度之间呈精确地线性关系因而可以用来做精确地剂量计算，并对实际照射剂量和计划剂量进行定量分析，及时修改治疗计划，这又使得螺旋断层放疗走进了剂量引导放疗(DGRT)或自适应放疗(ART)的新境界。
螺旋断层放疗的临床优势在于治疗：1.解剖结构复杂的肿瘤，如：临近重要器官肿瘤的首程放疗（如鼻咽癌等头部颈部肿瘤，前列腺癌等）或肿瘤复发后的再程放疗。
2.解剖机构特殊的肿瘤，如：双侧乳腺癌、胸膜间皮瘤的放疗及头皮恶性肿瘤的全头发放疗。
3.长度与范围较大的肿瘤，如：全中枢神经系统（全脑及脊髓）放疗，全骨髓放疗（TMI）,全淋巴放疗（TLI），大范围的腹-盆腔放疗。
4.多病灶肿瘤，如：对颅内多发转移瘤的放疗，可一次完成治疗，无需因更换靶点而中断放疗，同时也避免了三维适形放疗，由于照射野过少导致剂量重叠而形成的“热点”。
TOMO
设定参数进行计划优化
重要的参数
1） 重要靶区的处方剂量
2) 3) 4) 5) 射野宽度（Field) 螺距（Pitch) 调制因子（MF） 各剂量限定的优先权重
参数定义（螺距）
参数定义（调制因子）
计划优化的两个步骤：
1.根据靶区位置，射野宽度和螺距计算所使用的子野 2.优化每个子野的权重得到所需要的剂量分布
TomoTherapy 结构
TomoTherapy 结构
85cm SAD 85cm的孔径 在治疗过程中 加速器一直随 机架旋转 计划系统中 Gantry旋转 离散为51个 照射角度
Beam collimation
治疗中Jaw的 宽度为1cm, 2.5cm,5cm 64片二维气动 多叶光栅，开 闭时间20ms
Ring-1
Ring-2
Cord-help的创建
Cord-help=cord+0.3cm
计划的创建
DICOM-RT 格式导入图 像、轮廓
Tomotherapy 治疗床替换 CT模拟机检查 床
调用CT值-电子密度 校准曲线
进入ROIs界面
ROIs界面主要工作
1，红激光灯与体表金标记对齐 (红绿激光灯距离的物理限制为15cm) 2，选择指定结构作为靶区 3，为肿瘤与敏感器官的重叠部分设置合适的优先级
EDR2
EBT2
治疗计划系统QA Relative dose distribution
摆位 获取MVCT影像 MVCT-KVCT影像配准 在线摆位验证和校准 实施照射
TomoTherapy治疗计划 调强放疗（IMRT），逆向计划 临床处方剂量建模为数学目标函数 计划系统的工作
• 设置治疗处方 • 计算基于CT图像和结构定义数据的优化计划Βιβλιοθήκη 计划设计步骤1 2
螺旋断层放疗系统
A new day for cancer patients everywhere
A new day for cancer patients everywhere
TomoTherapy进行调强放疗的临床效果
Tomo拥有无与伦比的调强治疗能力
1. 肿瘤适形度
2.
3.
剂量均匀性
要害器官的保护
A new day for cancer patients everywhere
TomoTherapy在影像引导上的独特优点
• 直线加速器
A new day for cancer patients everywhere
• 放疗用于治疗肿瘤已有80多年 仍面临两大挑战:
• 射线束如何准确的照到肿瘤上 • 最大程度的减小对肿瘤周围健康组织的伤害
• 螺旋断层放射治疗仪 (Tomotherapy)
• 可实施360°全方位立体治疗
– 视频3:TomoTherapy 能通过成像技术锁定肿 瘤
A new day for cancer patients everywhere
一体化解决方案
自适应计划 治疗患者 治疗计划
Optimizer Cluster
IGRT R&V
中央数据库
QA
A new day for cancer patients everywhere
A new day for cancer patients everywhere
螺旋断层放疗系统(TomoTherapy)综合简介
一大批世界知名肿瘤中心先后装备了多台螺旋断层放疗机。 这些顶级医院包括美国 M.D. Anderson （Orlando）、约翰霍普金斯、加州大学旧金山分校（UCSF）、洛杉矶 City of Hope，华盛顿 Swedish Medical Center、U.C.DAVIS，加拿大 Toronto Sunnybrook Regional Cancer Centre，德国海德堡/国立癌症研究中心，法国居里研究所（Curie Institute），英国 剑桥大学医院（Cambridge University Hospitals）伊丽莎白女王医院（Queen Elizabeth Hospital）布鲁塞尔 AZ-VUB 肿瘤中心，新加坡国立癌症中心（NCC），韩国国家癌症中心 （NCC）、延世大学，台湾台大医院、荣总，印度（Tata Medical Centre）等一大批世界知 名医院和肿瘤中心。
TomoTherapy 的目标就是让每一位癌症患者都能够有机会受益于这项卓越的创新科技 成果。
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TomoTherapy 单一系统、单一能量、单一方式、单一摆位 却能够治疗超过 100%的放疗病种
HiArt
Tomo HD
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TomoTherapy 所治疗的各种肿瘤
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度适形的剂量分布（如下所示）。
美国 MD Anderson 肿瘤中心的 LANGEN 博士对用螺旋断层方式和断层径照方式在 APBI 乳腺癌治疗的计划对比研究中发现，对靶区的适形度上，螺旋断层的剂量分布要更好， 但是断层径照对同侧肺的保护上，明显超过螺旋断层方式（ Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 70, No. 4, pp. 1272–1280, 2008）。
螺旋断层放射治疗系统在我国公立医院应用的成本分析
学术论著收稿日期：2020-04-09[3][4][5]methods of cost-effectiveness analysis in healthcare[M].Oxford:Oxford University Press,2010.Goto Y,Ito J,Tomita N,et al.Re-irradiation Combined with Concurrent Chemotherapy for Patients with Locally Recurrent Nasopharyngeal Carcinoma: Clinical Advantage of Intensity Modulated Radiotherapy using Helical Tomotherapy[J].International Journal of Radiation Oncology Biology Physics,2010,78:S460-S461.李奇欣,岳麒,柏朋刚,等.鼻咽癌三种调强放疗计划剂量学对比研究[J].中华放射医学与防护杂志,2014,34(8):613-616.Pan L,Wang B,Shan G,et al.Study on the dosimetry of helical tomotherapy and volumetric*基金项目：国家卫生健康委国际交流与合作中心大型医用设备全寿命管理研究项目子课题(2017-S-50-4-4)“螺旋断层放疗系统(TomoTherapy)在我国公立医院应用评估研究”①国家卫生健康委卫生发展研究中心 北京 100044②中国药科大学国际医药商学院 江苏 南京 211198作者简介：史黎炜，女，(1989- )，硕士，助理研究员，研究方向：卫生政策评价及卫生技术评估。
[文章编号] 1672-8270(2020)12-0004-04 [中图分类号] R812 [文献标识码] AThe cost analysis of TOMO system in public hospital of China/SHI Li-wei, CAO Wang, XIAO Yue, et al//China Medical Equipment,2020,17(12):4-7.[Abstract] Objective: T o analyze the cost of clinical use of tomotherapy (TOMO) equipment of public hospital so as to provide basis for reasonable formulating price policy. Methods: The self-made questionnaire was adopted to investigate the actual application cost of TOMO and linear accelerators of 5 public hospitals in eastern, middle and western regions of China. The activity-based costing was adopted to implement cost calculation and analysis for treating nasopharynx cancer and cervical cancer with TOMO of each hospital according to the radiotherapy process and cost driver. Results: The single radiotherapy cost of TOMO was CNY 5200 (CNY 2982.35-8401.5). The total cost of one course of treatment of two kinds of carcinomas was 130-170 thousand CNY according to the different radiotherapy frequency of nasopharyngeal cancer and cervical cancer. The cost of consumables, depreciation and maintenance was 85% of total. Conclusion: There are larger differences in pricing and payment policy of using TOMO of radiotherapy equipment in hospital of various regions. National should implement unified regulation for pricing and payment standard of medical TOMO in clinical use, and establish dynamic adjustment mechanism.[Key words] T omotherapy (TOMO); Cost analysis; Activity based costing (ABC); Nasopharynx cancer; Cervical cancer[First-author’s address] China National Health Development Research Center, Beijing 100044, China.[摘要] 目的：测算公立医院螺旋断层放射治疗(TOMO)设备临床使用成本，为合理制定价格政策提供依据。
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TOMO的应用
• TOMO作为最先进的放疗设备，一面市就受到全球放疗 顶尖放疗医院推崇 • 最先进的诊断设备能将TOMO的治疗能力发展到极致 • TOMO对于神经外科、骨髓移植、外科等科室都有巨大 的促进作用
胰腺癌IMRT及TOMO剂量对比
空军总医院肿瘤放疗科
病历介绍
• • • • • • 女性，48岁 病史1个月 右上腹疼痛，恶心呕吐，黄疸、小便色黄，CA199 240mmol/L 腹部CT示胰头占位 2012.10.5行剖腹探查+胆囊切除+肝总管空肠吻合术 腹部核磁提示胰头部肿块并多发坏死囊变；范围约5.7*4.8cm，肿块 与十二指肠、腹腔干、肝动脉、肠系膜上动静脉、脾静脉、门静脉分 界不清。腹膜后多发淋巴结转移；肝转移瘤，较大者1.3cm；
TOMO进行调强放疗的临床效果 TOMO拥有无与伦比的调强治疗能力 1. 2. 3. 肿瘤适形度 剂量均匀性 要害器官的保护
TOMO在影像引导上的独特优点
• TOMO是目前唯一采用CT做影像引导的放疗系统，成像
精度更高。 • TOMO的扇形束(Fan Beam)兆伏级CT的影像质量优于传 统加速器使用的锥形束(Cone Beam)千伏级CT影像质量。 • 只有TOMO Fan Beam MVCT影像可以用来做剂量计算和 验证。
SBRT
•可以精确的治疗不同大小 的肿瘤 •聚焦的能量传输，外周剂 量递减迅速
•螺旋状的强度调节适形度 更好
TOMO用于神经外科
•例1: Arteriovenous malformation (AVM)动静 脉畸形瘤 • 肿瘤大小: 29cc •肿瘤包裹了脑干、视交 叉和左侧视神经 • 单次16Gy
TOMO放射治疗系统在放疗技术发展中所处的位置
治 疗 精 度 相 关 于 子 野 数 目 TOMO放射治疗系统是目前唯一通过美 国FDA认证可以执行剂量引导调强的 放疗系统 剂量引导 调强放疗 影像引导 调强放疗
{ }
调强放疗 适形放疗 普通放疗
钴60 直线加速器 直线加速器 直线加速器 IGRT直线 ＋多叶光栅 ＋多叶光栅 加速器 ＋TPS TOMO放射 治疗系统
• 在国际SCI期刊上，目前已发表的螺旋断层 放疗的相关文献已经超过1500篇，绝大多 数对其优越的临床和物理性能予以肯定 • 不断开展新的临床应用领域的研究。在放 疗领域的顶级期刊上，每年都有十几篇以 上的论文发表。
• 美国和其他国家正在广泛开展螺旋断层放 疗系统多中心的临床合作研究，已经有50 多项Clinic trail与螺旋断层放疗系统相关（ ，search on “TomoTherapy”）或直接点击下列网址： /ct2/results?term=to motherapy）
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感谢
• 折虹院长及其团队为本次学习 班的筹备作出了巨大的贡献！ • 宁夏医科大学总医院、肿瘤医 院对本次学习班的大力支持！
TOMO放射治疗系统
TomoTherapy System
空军总医院 王颖杰
男，57岁 肺癌脑转移
全脑放疗：26Gy，13次
局部加量：
靶1-9脑转移灶43Gy
靶10脑干转移灶39Gy, 13次
4 mm 圆球形
TOMO进行调强放疗的临床效果
• TOMO每个螺旋周期中有51弧形照射野。 • TOMO每个弧形照射野都有64个可调节的子野。 • TOMO每个子野都有100级强度可调。 • TOMO的单位剂量率达到850mu/min。 • TOMO机架和治疗床的等中心精度达到±0.1mm。 • 超级服务器集群的使用提供了TOMO非凡的运算能力。
判
断
您可以通过每
天的CT图像来 精确计算剂量
用最后一天解剖位置的剂量计算减去原始的计划剂量
绿色区域代表：实际传输剂量和计划剂量没有差异
TOMO上可以进行的放疗技术
• 调强放疗
• 影像引导的调强放疗（IGRT）
• 剂量引导的调强放疗 • 大分割技术的调强放疗（SBRT） • 立体定向外科手术（SRS，X-刀）
患者男，71岁，甲状腺癌伴骨转移
• 0/60Gy，20次； • 骨转移灶：PTV/CTV40/50Gy，20次。
• TomoTherapy从2002 年第一台临床试验机 开始运行，到2005 年正式在美国上市，到 目前全球已经有400 多台实现安装并开始治 疗患者 • 2008年8月正式获得中国食品药品监督管理 局SFDA注册，目前在中国已经安装并投入 使用12台。
一体化解决方案
自适应计划 治疗患者 治疗计划
Optimizer Cluster
IGRT
R&V
中央数据库
QA
TOMO 集成化的图像融合配准工具
回顾计划评估
临床案例 : 治疗过程 中肿瘤可见区域收缩
开始治疗： 7 天后 2 周后 3 周后
1 个月后
您是否知道脊髓每天受到的剂量是否改变 又改变了多少呢?
正如能量不会凭空消失一样，能量不会凭空产生。 理想的剂量部分需要高度精确的技术手段来保证： 1. 机架的机械等中心精度±0.1mm；
mm mm mm
2. 床的机械等中心精度± 0.1mm； 1 Beam 5 Beams
17 Beams 3. 多叶光栅漏射率＜ ； 250.3% Beams
11 Beams 51 Beams
TOMO独有兆伏级CT成像技术
TOMO 成像源和照射源相同 机械精度相同
成像精度和照射精度都是±0.1mm
远远高于传统加速器的±1mm
目前最先进的放疗技术
• 调强放疗技术
• 影像引导的调强放疗技术
• 剂量引导的调强放疗技术
先进的治疗计划 每日CT图象 360o 全方位治疗
• 螺旋断层放疗系统Hi-ART
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IMRT
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IMRT-plan
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TOMO
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IMRT
• 在美国，TOMO虽然在加速器总市场占有率上并 不高（小于10%），但在排名前50位的医院和放 疗中心却占到近30% • 特别是具有较大影响力的世界知名肿瘤中心，先 后购买了多台TOMO，并受到极大的推崇。
• • • • • • •
这些顶级医院包括美国M.D. Anderson （Orlando）、约翰霍普金斯、加州大学旧金山 分校（UCSF）、洛杉矶City of Hope，华盛顿Swedish Medical Center、U.C.DAVIS 加拿大Toronto Sunnybrook Regional Cancer Centre 德国海德堡/国立癌症研究中心 法国居里研究所（Curie Institute） 英国剑桥大学医院（Cambridge University Hospitals）伊丽莎白女王医院（Queen Elizabeth Hospital） 布鲁塞尔AZ-VUB肿瘤中心 。
• 综合的放射治疗系统 • 集成了计划，剂量计算，兆伏级CT扫描、定位和照 射治疗功能 • 单一完整的调强放疗系统。
• CT介导的三维调强放射治疗
• 将直线加速器和螺旋CT整合 • 能够治疗不同的靶区, • 兆伏CT图像,可观察剂量分布及肿瘤变化
美国CNN对TOMO放射治疗系统的评价 --肿瘤治疗的颠峰产品
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小结
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TOMO较IMRT拥 有更好的均匀度及适 形度。 对于脊髓及邻近的重 要器官（十二指肠及 双侧肾脏），最大剂 量及平均剂量均有更 好的保护。
TOMO对于肝脏及胃 的最大剂量较IMRT 有所改善，但平均剂 量偏高。
• 由于Tomotherapy独特的技术特征和平台， 突破了传统放疗的诸多限制，为放射治疗 拓展了新的方向和未来，可能改写放疗的 很多临床指征。
卫生部研讨会
TOMO放射治疗系统及其治疗原理
TOMO放射治疗系统是目前世界上唯一能够治疗癌症的 CT 机
TOMO有两种工作状态：
1. 成像状态时能量为2.8MV； 2. 治疗状态时能量为6MV
影像学检查-术前CT
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影像学检查-术后CT
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影像学检查-术后MRI
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4. 高精度的软件算法；
5. 超群的运算能力。
mm
mm
mm
TOMO使放射治疗不再受制于肿瘤的形状与大小
160 cm
TomoTherapy 螺旋断层放疗
全身范围
同时治疗多靶区(点)
斗蓬野 照射体积 80 cm
头颅/全脊柱 40 cm 肿瘤小于15 cm 头颈部肿瘤 传统IMRT方式和适形治疗 乳腺癌 前列腺 机器人放射外科(射波刀等) 脑部及头颈部肿瘤 < 4cm 传统放射外科(r刀x刀) 实际只能用于脑部良性肿瘤治疗 细小脑部肿瘤 肿瘤形状复杂性 高度不规则形