调强放疗治疗的一般流程

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• 1923年等剂量线分布图首次在放射治疗计划中应用,1934年Coutard 又发明了分割照射,这两项技术成为放疗的基本规范,一直沿用至今。
• 1936年Moottramd等提出了氧在放射敏感性中的重要性,开启了放疗 作用机制研究的时代和放射生物学的研究。与此同时,物理学界建立 了放射物理剂量单位--伦琴,使得人类对放射线的测量有据可循,并 有了“量”的概念。
• 21世纪又出现了立体定向放射外科(SRS)、逆向调强适形放疗 (IMRT)和图像引导放疗(IGRT)等新技术。与20世纪相比,放射 治疗在21世纪正在飞速发展。
• 我国改革开放后,国外先进放疗设备开始引进中国并学习先进的国外 的放疗技术和加速器技术,放射治疗的发展取得巨大进步。1986年中 华放射肿瘤学会成立,开创了本专业的学术期刊«中华放射肿瘤学杂 志»。之后的近30年来,我国放疗事业迅速发展壮大。
数字重建X线片(DRRs)是3D-CRT中观测射束和患者治疗部位空 间位置关系的有用工具。
三维适形放疗
• (三)多叶准直器(MLC)及射野挡块: 射野挡块一般由低熔点铅制成。射野挡块的主要作用:1.将规则射
野变成不规则射野,使射野形状与靶区形状的投影一致。2.保护某一重 要组织或器官。
多叶准直器(MLC)的作用和优点:1.代替常规射野挡块。2.采用 计算机后,旋转照射过程中,可用MLC调节射野形状跟随靶区(PTV) 的投影旋转适形。3.在照射过程中,利用计算机控制的叶片运动,实现 静态和动态的MLC的调强。
体位固定及三维影像获取
体膜制作
体膜及面膜
体位固定及三维影像获取
CT模拟机定位
三维影像获取
靶区及危及器官勾画
肿瘤科医生结合MRI靶区勾画 并给出靶区处方剂量
危及器官勾画
治疗计划设计
物理师用计算机确定射野参数
相应的剂量分布
治疗计划评估
剂量体积直方图DVH、剂量分布
调强布野
治疗计划的验证
物理师剂量学验证
三维适形放疗
• (一)定位技术:3D-CRT患者资料主要通过CT模拟定位机(CTSim)获取CT信息,也可能包括MR、PET-CT等数据,以便更准确地 确定肿瘤和危及器官的位置。横截面CT图像的层距为0.3到1.0cm, CT扫描范围除照射区域外还要超出一定范围(一般≥5cm)。
• (二)治疗计划设计与评估: 三维治疗计划系统提供了非常方便的虚拟模拟工具使计划者可以方
射线能谱分布) • 2.MLC静态调强(特点是:照射过程中子野转换时加速器出束需要中
断) • 3.MLC动态调强(特点是:叶片运动过程中,加速器出束不中断) • 4.容积调强(VMAT):实现方式是在旋转加速器机架的同时调制加
速器剂量率和MLC射野形状,达到调强目的。调节参数包括:剂量率、 MLC位置、机架转速等。
• 世界卫生组织(WHO)于1999年发布了Tubiana等的报告,45%的恶 性肿瘤可治愈,其中手术治愈22%,放疗治愈18%,化疗治愈5%。
• 2005年新的报告提示55%的恶性肿瘤可治愈,其中手术治愈27%,放 疗治愈22%,化疗治愈6%。
放射治疗
• 放射治疗(放疗):是用放射线治疗肿瘤的临床策略,通过电离辐射 作用对良性肿瘤、恶性肿瘤和其他一些疾病进行治疗,70%以上的肿 瘤患者需要接受放射治疗,以达到治愈肿瘤或缓解症状、改善生活质 量的目的。
调强放射治疗
• 5.螺旋断层调强放射治疗(TOMO):按治疗床的不同步进方法分两 种治疗方式。 (1)Carol方式(单层治疗时治疗床不动) (2)Mackie方式(治疗时床与机架同时运动) 目前临床常见的是Mackie方式。
• 6.电磁扫描调强 • 7.其他调强方式 • 目前调强放疗应用最普遍的是通过MLC实现的静态和动态调强。
• 治疗计划系统(TPS)是三维适形放疗的核心,通过计算机和TPS软 件可以重建患者的三维信息,肿瘤科医生和物理师在“三维假体”上完 成靶区和正常组织的勾画,利用射野方向观(BEV)功能从三维方向 进行照射野设计,并实现三维的剂量计算,最终利用剂量体积直方图 (DVHs)进行计划评估。
• 三维放疗计划过程与二维放疗计划过程的最大区别在于强调体积的概 念。
调强放射治疗的流程
• 调强放疗过程包括: • 体位固定及三维影像获取 • 靶区及危及器官勾画 • 治疗计划设计 • 治疗计划评估 • 治疗计划的验证 • 治疗方案的实施与实时验证。
调强放射治疗的流程
MIP系统
Monaco(医科达)计划系统
体位固定及三维影像获取
CT模拟定位机(CT-Sim)
体膜制作
• 1959年Takahashi教授提出了三维适形概念,20世纪70年代随着计算 机技术和医学影像技术的发展,CT、MRI的出现,三维治疗计划系统 和多叶光栅应运而生,三维适形放疗从概念成为现实,放射治疗由二 维时代治疗进入到三维治疗的崭新时代。
肿瘤放射治疗学的发展历史
• 20世纪70年代建立了镭疗的巴黎系统,20世纪80年代发展了现代近 距离治疗。
• 逆向治疗计划设计是调强放射治疗的重要特征。
调强放射治疗
• 调强放疗的核心是具备逆向优化功能的治疗计划系统和能够实现强度 调制的加速器实施系统。
• 调强计划系统基于患者三维图像获取靶区和危及器官的体积信息,通 过确定靶区剂量和危及器官限量,由优化算法计算出各个射野所需的 强度分布,同时再将非均匀的强度分别优化分配给射野的每一微小部 分(子束)。
1.等中心验证:通常是在患者治疗计划完成后,在治疗计划系统按照 计划等中心设计一对正交野并生成DRR片,再与治疗机或模拟机上拍摄 的等中心验证片相比以确认治疗等中心。
2.射野验证片:是由计划系统直接生成各个射野的DRR片与治疗机或 模拟机上拍摄验证片相比较以确定射野几何关系的一致性。
调强放射治疗
• 调强放射治疗(IMRT):是三维适形放疗(3D-CRT)的拓展,它使 用了现有三维适形放疗的所以技术,并通过使用基于计算机的各种优 化算法,根据临床剂量要求,逆向生成非均匀射束强度,更好地保护 正常器官,同时增加靶区剂量,其剂量分布与靶区的适形度较常规 3D-CRT有了极大的改善,真正在三维空间上实现了剂量分布与肿瘤 形状的一致。
射波刀 .
•.
立体定向放射外科的刀
r刀
x刀
肿瘤放射治疗学的发展历史
• 1895年德国物理学家伦琴发现了X线,1896年即用X线治疗了第1例 晚期乳腺癌患者。
• 1896年法国波兰裔科学家居里夫妇发现了镭,1899年即使用“镭”治愈 了第一例皮肤癌患者。
• 1913年Coolidge研制成功了X线管,1922年生产出深部X线机,同年 在巴黎国际肿瘤大会上Coutard及Hautant报告了放射治疗可治愈局部 晚期喉癌,并且无严重并发症。
肿瘤放射治疗学的发展历史
• 从20世纪60年代开始,放射治疗快速发展,逐渐形成了一门独立的医 学学科。
• 1951年钴60(60Co)远距离治疗机开始应用于临床,医生使用钴60 远距离治疗机大面积照射霍奇金淋巴瘤,使其成为首个放疗可治愈的 血液系统肿瘤,并开创了高能X线治疗深部恶性肿瘤的新时代。
• 1953年在英国Hammersmith医院安装了世界上第一台8Mev行波医用 直线加速器,1962年,Varian公司设计制造了原型等中心型直线加速 器,首台商用直线加速器安装于美国斯坦福大学医学院,并逐步替代 普通X线机及钴60治疗机,确立了以“医用电子直线加速器”为核心技 术,标志着放射治疗形成了完全独立的学科,并进入直线加速器时代。
手术刀
立体定向放射外科SRS
• 采用等中心治疗的方式通过立体定向技术将多个小野三维聚焦在病灶 区实施单次大剂量照射治疗。如外科手术刀对病变进行切除一样,达 到控制、杀灭病灶的同时保护正常组织的目的。
• 目前用于立体定向放射外科SRS的治疗机分60Co和直线加速器两类, 采用的是r射线或x射线,故有r刀及x刀之称。
• 射波刀是由美国ACCuray公司生产的放射外科及体部立体定向放射治 疗(SBRT)专用设备。由机器人放射系统、立体定位系统、呼吸追 踪系统、自动治疗床系统、管理系统组成。射波刀系统的机械精度可 达1mm左右。
立体定向放射外科的刀
股神巴菲特.前列腺癌
“苹果之父”乔布斯.胰腺癌
立体定向放射外科的刀
危及器官OAR限值
同济医院放疗中心参照北京. 大学肿瘤医院标准
外照射处方剂量给定
• 对参考点处方:即处方剂量给定在靶区内的特定点。 ICRU 62号报告对参考点的选择给出如下建议:
(1)参考点的剂量应与临床相关。 (2)参考点应能清晰明确地定义。 (3)参考点的位置应方便剂量精确给定。 (4)参考点应避开高剂量梯度区。
便地观察三维空间中患者靶区和危及器官与治疗机的相对关系,进而调 整准直器、机架、治疗床以及治疗等中心。
射束入射参数上使用了射野方向观(BEV)。BEV具备两个基本功能: 1.为医生和计划设计者提供有关肿瘤和重要器官的影像信息(如BEV片、 正侧位X线片),便于直观地模拟实际治疗的状况。2.用于治疗方案的射 野位置验证。
• 肿瘤放射治疗学的知识基础: 1.临床医学知识 2.肿瘤学知识(放射肿瘤学与肿瘤内科学、肿瘤外科学) 3.临床放射物理学与肿瘤放射生物学知识
靶区及危及器官定义
• 国际辐射单位及测量委员会(ICRU)第83号报告,放射治疗中所涉 及的靶区及危及器官作出定义。
• 肿瘤区(GTV) • 原发灶(GTV-T) • 转移淋巴结(GTV-N) • 其他转移灶(GTV-M) • 临床靶区(CTV) • 内靶区(ITV) • 计划靶区(PTV) • 治疗区(TV) • 危及器官(OAR) • 计划危及器官(PRV) • 其他危及区(RVR)
参考点一般应位于PTV的中心或附近,某些情况下也可能在射束交 叉点上。 • 对参考等剂量线处方:即处方剂量给定在包绕靶区的特定等剂量线上。 • 剂量-体积限值处方:即对靶区要求满足处方剂量的体积达到一定的
约束值,常用于调强放射治疗。
三维适形放疗
• 三维适形放疗(3D-CRT)相对于传统常规放疗是一次变革,它实现 了最新的影像技术进行患者定位,同时利用计算机技术完成治疗计划 的设计与评估。三维适形放疗实现了射野形状与肿瘤外轮廓的一致。
• 加速器射野内的辐射束强度分布则由辐射束强度调制器来改变。
• 计划系统优化每一个射野的各个子束的能力极大加强了对其射野辐射 通量的控制,使按需要生成最优剂量分布成为可能,在提高肿瘤控制 的同时降低正常组织损伤。
调强放射治疗
• 调强的常见实现方式: • 1.二维物理补偿器(特点是:调强效果确切、可靠;制作复杂;影响
• 近年来湖北省各级医院放射治疗事业呈蓬勃发展,周边县市级二甲医 院亦已大多配备有医用电子直线加速器,广大肿瘤患者就医治疗状况 有明显改善。
武汉同济医院速锋刀(EDGE)
同济医院中法新城速锋刀是全 球目前最先进的肿瘤放疗设备
具有光束实时定位系统 和GPS实时定位系统
放射治疗在恶性肿瘤治疗电子射野影像系统EPID等中心 电子射野影像系统EPID照射野
点的验证
的验证
治疗方案的实施与实时验证
锥形束CT图像CBCT. 三维方向验证
.
治疗方案的实施与实时验证
同济医院放射. 治疗预约单
治疗方案的实施与实时验证
治疗的.实施
调强放疗系统的质量保证
• 调强放疗对位置和剂量的精度提出了很高的要求。 • 验证整套治疗系统是否精确地将所需剂量照射到了患者体内是保证调
(四)三维治疗计划的剂量分布和计划评估: 1.剂量分布:(1)在各个选定平面(横断面、冠状面、矢状位或任
意切面)显示剂量分布。(2)显示三维等剂量面。 2.剂量体积直方图(DVH)是三维治疗计划中最常用的三维体积剂
量信息的表达法。分为积分形式和微分形式。
三维适形放疗
3.治疗计划的评估:(1)用于显示剂量分布的测量和计算的最普遍 的方法是等剂量曲线。曲线的间距密集说明剂量梯度大,而间距大则表 示剂量梯度小。(2)剂量体积直方图DVH可以直接评估靶区和危及器官 的剂量。“理想的”靶区DVH是100%的靶体积接受100%的处方剂量,而 正常组织的剂量体积直方图DVH则是100%的体积接受零剂量。 •(五)计划验证:
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