放射治疗的QA与QC1.ppt

放射治疗的QA与QC(1),徐 利 明,放射治疗工作的特点,参与的人员角色多 医生、物理师、技术员、工程师、护士等 设备庞大、众多、精密、复杂 治疗设备、定位设备、剂量检测设备、计量计算设备、体 位固定及模具加工设备、计算机及网络等 涉及的学科领域广泛 肿瘤放射临床、放射物理、放射生物、放疗技术、电工电 子、计算机等 时间过程较长且复杂，不易控制 诊断、计划设计、定位、靶区确定、剂量计算、几何及剂 量验证、治疗、随访等 复杂的剂量学工作 剂量学数据和治疗机特性参数的采集、监测、计算及维护,放射治疗的组织和基本流程,放射治疗的组织人员构成及组织分工(角色)设备组织基本配置要求放射治疗的基本流程临床准备阶段物理技术准备阶段物理技术实施阶段,放射治疗机构的人员构成,医 生主导作用（决定治疗计划的主要内容）物 理 师主要作用（剂量学保证、设备精度保证、计划设计、全程的QA与QC）技 术 员重要作用（主要执行者）工 程 师重要作用（协同保障）其他人员,医生,厂家服务,技术员,工程师,物理师,放射治疗工作中各类人员的关系,事实上无论采用哪一种放疗技术，靶区的确认都是最关键的，就目前的放疗技术而言（调强、适形乃至于应用了固定技术的普放），只要有健全的QA和QC，其位置精度都可以控制在5mm以内，剂量精度也可以控制在5%以内，关键就在于靶区几其它各种轮廓的确认了，ICRU 62号报告的例子是非常有说服力的，因此，在一定意义上看，这可能会成为影响放射治疗的效果的瓶颈了。因为设备可以买，制度和规范可以建立，可以量化得很具体，但对靶区的认识就见仁见智了，其偏差可能是厘米级的，而且非常难以给出量化的具体的评估，所以，医生的主导地位也决定了他们的主要责任。,放射治疗对物理师的要求,熟悉各类放疗设备的原理及各类放射源的物理特性，能够协助医生针对临床情况和放疗原则选择放疗技术；熟悉度量电离辐射的各种物理量的含义，了解并掌握各类辐射的测量手段；熟悉各类放疗设备的技术规格和临床应用意义，了解各类放疗设备的验收规程和方法，熟悉治疗计划系统的构成、基本数学模型的原理，熟练掌握治疗计划系统的操作；掌握各种特殊放射治疗技术和剂量学方法；,放射治疗对物理师的要求,关注放疗设备和技术的发展，不断更新知识层次和知识面，开展新技术，为本单位的设备更新提供论证意见，并在设备更新后开展技术和剂量学方面的研究工作；不断完善临床剂量学步骤；负责对医生和技术员的放射物理学的教学工作；负责辐射防护事宜；建立严谨、实用的QA和QC规程并负责实施；有较好的外语和计算机基础，对解剖学、放射生物学、核医学及医学影象学有足够程度的了解。,放射治疗对物理师的要求,敬业精神基础和专业能力统筹和管理能力科研和创新能力交流和沟通能力,放射治疗技术员,香港：辅助医疗业条例规定，放疗技师要经香港理工大学放射学系培养，大学3 年，预科1 年在“中七”完成，取得学士学位后即可申请注册执业。澳洲：与香港大致相同，唯一不同的是在大学学习3 年理论课后，一定要到医院实习1 年，才有资格申请注册执业。加拿大和美国：目前是文凭制和学位制并存。高级文凭课程一般由各省肿瘤医院自己的技师学校培训,3 年内完成指定课程并考试合格,即可获推荐参加加拿大放疗技师协会举办的全国考试(CAMRT),通过即可使用R.T.T名衔,然后到医院所属省份申请注册执业。,内地放射治疗技术员,人员来源 护士、放射科技士、影象学专业、高中生、其它，近年来有本科生从事放疗技术工作。工作范围及职责操作治疗机（钴-60机、加速器、后装机等）模拟定位机模型室工作部分物理师的工作,放射治疗工程师,人员来源 生物医学工程、电工电子专业、放射学专业、影象学专业、高中生等工作范围及职责所有治疗机（钴-60机、加速器、后装机等）的日常维护、保养及维修。模拟定位机的日常维护、保养及维修。部分物理师的工作,放射治疗科的人员组织与配置,科 主 任,放疗病房,放疗病房,放疗机房（放疗技术科）,物理工程组,技 术 组,物理剂量测量,治疗计划设计,治疗计划验证,放疗设备维修,QA与QC,治疗室,定位室,模型室,辅助治疗室,登记、资料、库房,工作流程与人员的组织安排,放射治疗设备的配置要求,标准配置 治疗机：加速器、钴-60机、后装机等 定位机：模拟定位机、CT-Sim、CT、MR 剂量测量设备：绝对和相对剂量仪、模体、水箱、黑度计等 治疗计划系统（TPS）：包括验证几数据传输设备 模室设备：切割机、合金模具设计及制作、补偿物 各类体位固定设施 其它辅助设施（低氧、热疗等）,放射治疗设备的配置要求,非标准配置 治疗机+模拟定位机+剂量仪 治疗机+模拟定位机+治疗计划系统（TPS）治疗机+模拟定位机 治疗机+剂量仪+治疗计划系统（TPS）治疗机+剂量仪 治疗机,放射治疗设备的配置要求,最小放射治疗单元的设备投入加速器 1,100万元模拟定位机 400-600万元治疗计划系统 80-120万元绝对和相对剂量仪 200万元模室设备 100万元 QA与QC设备 50万元房屋及基础设施 500-800万元耗 材 50万元/500病人/年,25003000万元,放射源的种类及照射方式,放射源种类 放射性同位素(、射线)X线治疗机和各类加速器（X线和电子线）重粒子加速器（电子、质子、中子、负介子束等）照射方式 远距离照射（体外照射）近距离照射（体内照射）近距离治疗（腔内、管内、组织间插植、敷贴）后装治疗（腔内、管内、组织间插植）粒子植入（放射性核素永久性植入）,近距离照射与远距离照射的比较,常用放射性同位素,放射性同位素产生的放射线,+,-,常用放射性同位素物理特性,X线治疗机,X线治疗机的能量 临界：610 kV 接触：1060 kV 浅层：60160 kV 深部：180400 kV 高压：4001 MV 高能：25 MV,钴-60治疗机,钴-60治疗机的一般结构 一个密封的钴-60放射源 一个源容器及防护机头 具有开关的遮线器装置 定向限束准直器 支持机头的治疗机架，用以调整射束方向 治疗床 计时器及运动控制系统 辐射安全及联锁系统,钴-60治疗机,钴-60治疗机的分类 按结构分类 直立型（已淘汰）旋转型（等中心型，SAD=80100cm）按活度分类 百居里治疗机（较少见，SSD=4060cm）千居里治疗机（较多见，SSD75cm）万居里治疗机,医用电子加速器,历史回顾范德格喇夫加速器 1937年 美国波士顿Huntington纪念医院 1940年 美国波士顿麻省总医院 1.25MV 静电 1946年 2-2.5MV 40台电子感应加速器 1948年 欧洲 瑞士BBC公司 31MV 德国SIEMENS公司 1949年 美国 20MV 70年代后被直线加速器替代电子直线加速器 1952年 英国 8MV 5MV 60年代后期成为主流 1978年 中国 10MV,不同厂家生产的加速器的主要区别,电子直线加速器的加速原理,行波加速原理,t1 t2,驻波加速原理,t1t2t3,电子直线加速器的加速原理,偏转系统,90偏转 270偏转 滑雪式偏转,定位及固定设备,定位设备,诊断用X线机超声定位常规模拟定位机CT-sim其它,放疗领域存在的问题,准入制度不健全；放疗机构内的人员配置及分工不合理，没有人员配置的基本要求；主管部门没有关于放疗机构设备配置的最基本要求；国家教育体系中没有放射治疗物理和技术的专业设置；业内人士特别是管理者们浮躁的心态；对物理和技术人员的不重视导致了他们工作上的不安心和缺乏动力；由于不能产生直接的经济效益而不愿意购置和添加QA和QC设备；现行的QA体系不健全；,临床准备阶段,明确临床诊断各种影象学和检验学资料的准备适应症遴选与其它治疗手段的协调安排（手术或化疗）其它治疗（病人机体状态的调整）治疗方针的确定,治疗方针,根治性放疗 对TNM分期较早的肿瘤，给予肿瘤致死剂量（TCD95）的放疗。姑息性放疗 减症、缓解病人痛苦。其它外照射+内照射术前（后）放疗放疗+化疗治疗方针的转变,物理技术准备阶段,咨 询：与病人或家属谈话，向病人介绍放疗的目的、原理、过程及可能回出现的副作用，填写放疗同意书。登 记：保留病人的基本资料。放疗计划的初步制订 根据病人的具体情况，合理选择治疗机，确定治疗方针和治疗技术。,物理技术实施阶段,流程分类简易流程适用于病情简单、急诊放疗、经济条件较差者常规流程适用于常规放疗能够满足临床要求的大多数情况 精确流程适用于病情较为复杂、再程放疗、常规放疗不能满足 临床要求的情况,物理技术实施阶段,简易流程：1、定 位：确定靶区及照射野。根据病人的具体情况和治疗技术，在模拟机下确定靶区及周围正常组织、器官的相对位置，确定照射野并拍片存档。电子束放疗可依据体表标记定位。2、模型制作：按治疗计划要求制作补偿物、挡铅等辅助设施。根据病人的具体情况和治疗技术以及治疗计划的要求，选择并制作适当的补偿物、X线或电子束挡铅等辅助设施。3、剂量计算：治疗时间的计算。4、计划验证：验证治疗计划的正确性与可行性。医生与（物理师）技术员共同在治疗机条件下对计划进行验证、复核，确认计划可行且无误后执行首次放疗并进入常规放疗程序。5、治 疗：执行放射治疗。,咨询、登记：保存病人资料,初步计划设计：确定治疗方针，选择治疗技术,定位：选择相应的定位技术并拍片（电子束放疗略）,模型制作：补偿器、X线或电子束挡铅、MLC等,计划验证：治疗机参数、放疗模型、MLC等的验证,剂量计算：物理剂量及参考BED的计算,治疗：执行首次放疗并对计划进行最终验证、复核,计划修改,物理技术实施阶段,常规流程：1、体位固定 为保证治疗精度选择合适的固定技术，设置等中心或其它体表标记。,等中心（定位）标记的预设置,目的为CT或MR扫描建立摆位标准；为治疗计划设计时等中心的设置创建参考坐标系。方法魔十字手术预埋标记,物理技术实施阶段-常规流程,2、定 位 根据病人的具体情况和治疗技术，在模拟机下确定靶区及周围正常组织、器官的相对位置，验证所拟订的治疗技术的可行性，确定照射野并拍片存档。,摆位标记的设置,皮肤墨水显性墨水隐性墨水简单文身刺 身激光枪,3、确定靶区 根据病人的具体情况和治疗技术，由专业组讨论确定靶区和预防区的照射范围，确定照射技术和选择的治疗机。,物理技术实施阶段-常规流程,3（a-1）CT（MRI）扫描 根据病变部位和所选择的治疗技术，带病人行CT（MRI）扫描，为治疗计划设计获取病人图象资料。,物理技术实施阶段-常规流程,3（a-2）、治疗计划（TPS）设计 制订和优化放疗计划。根据病人的具体情况，合理选择治疗机，确定治疗方针和治疗技术。图像资料输入 轮廓勾画 肿瘤及重要器官剂量目标函数确定 照射野设计 计划评估,物理技术实施阶段-常规流程,3（a-3）数据传递 向治疗机传递放疗计划的治疗机参数、MLC数据等 向切割机传递放疗计划的照射野参数以制作挡铅、补偿物等。,物理技术实施阶段-常规流程,3（b）剂量计算 根据治疗计划确定的物理剂量，计算治疗机的治疗时间、皮肤和重要器官的物理剂量（参考值），必要时计算参考BED。,4、辅件设计和制作 根据病人的具体情况和治疗技术以及治疗计划（TPS）的要求，选择并制作适当的补偿物、X线或电子束挡铅等辅助设施。,5、计划验证 医生与（物理师）技术员共同在治疗机（或模拟机）条件下对计划进行验证、复核，确认计划可行且无误后执行首次放疗并进入常规放疗程序。,6、治疗 在行之有效的QA制度和QC措施的保障下执行治疗计划。,咨询、登记：保存病人资料,初步计划设计：确定治疗方针，选择治疗技术,体位固定,图像资料处理,计划验证,计划设计与评估,治 疗,计划修改,CT（MRI）扫描,轮廓及剂量限值确定,辅件设计与制作,模拟机定位,照射野确定,剂量计算,计划验证,辅件设计与制作,咨询、登记：使病人了解放疗的原理、过程和基本费用情况，按要求详细登记病人的基本情况,计划设计：根据病人的具体情况，确定治疗方针，选择治疗机、治疗技术,定位：选择相应的定位技术并拍片（电子束放疗略）,模型制作：补偿器、X线或电子束挡铅、MLP等,计划验证：治疗机参数、放疗模型、MLP等的验证,剂量计算：物理剂量及参考BED的计算,治疗：医生与（物理师）技术员共同执行首次放疗计划并对计划进行验证、复核,计划修改,体位固定：根据病人情况，选择固定技术,CT扫描：获取病人图象资料,病人CT图象资料输入计算机：病人外轮廓的确定、组织不均匀性校正、GTV、CTV、PTV及OAR的确定。,治疗计划设计：照射技术、射线种类、射野形状、尺寸、权重、等中心点、剂量归一方式等的设计；剂量分布优化、DVH图分析、参考BED计算等,治疗计划数据输出：用于存档、模型制作及治疗,模型制作：补偿器、X线或电子束挡铅、MLP等,计划验证：治疗机参数、放疗模型、MLP的验证,治疗：医生与（物理师）技术员共同执行首次放疗计划并对计划进行验证、复核,计划修改,体位固定：选择精确固定技术，模拟机下动态观察靶区及器官移动情况以决定是否采用脏器固定措施。,CT（MRI/PET）扫描：获取病人图象资料,病人图象资料（CT、MRI等）输入计算机：病人外轮廓的确定、组织不均匀性校正、GTV、CTV、PTV及OAR的确定，必要时采用图象融合技术。,治疗计划设计：照射技术、射线种类、射野形状、尺寸、权重、等中心点、剂量归一方式等的设计；剂量分布优化、DVH图分析、参考BED计算，等中心坐标的确认与验证等,治疗计划数据输出：用于存档、模型制作及治疗,模型制作：补偿器、X线或电子束挡铅、MLP等,计划验证：治疗机参数、放疗模型、MLP的验证,治疗：医生与（物理师）技术员共同执行首次放疗计划并对计划进行验证、复核,计划修改,一些问题,医学影象学在放疗中的应用MLC的质量保证IMRT验证胶片法的运用,医学影象学在放疗中的应用,CT图象对具有不同组织密度或X线吸收特征的组织结构有较好的分辨率；治疗用辐射源（X线、线等）在组织间的分布情况与组织的电子密度直接相关；对包括肿瘤在内的具有相似电子密度的软组织结构的区分能力很差。MR图象对包括肿瘤在内的具有相似电子密度的软组织结构的区分能力很强；边缘结构的位置失真；缺乏组织密度的信息。,图像融合技术存在的问题,由于骨组织缺少 MR信号，MRI 图像没有骨性结构边缘，而这些结构又通常被用于比对相应的区域以确定MRI与CT图像的重合性，因此会使得在依据骨结构进行融合时的位置精度变得不够充分可靠；由于在较大视窗范围的边缘存在着明显的几何畸变，使得在体外设置定位点来进行图象融合时亦可能导致位置精度变得不够充分可靠。,