十章临床常用放疗方案.ppt

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1、9第十章临床常用放疗方案,9第十章临床常用放疗方案9第十章临床常用放疗方案放射治疗目的：对靶区实施肿瘤致死剂量，同时把周围正常组织的受量控制在允许耐受剂量范围之内，从而得到最小并发症的理想的治疗比。 治疗比：正常组织耐受剂量与肿瘤致死剂量之比称为治疗比，当治疗比大于、等于1时，肿瘤才有可能被放疗治愈。,9第十章临床常用放疗方案9第十章临床常用放疗方案9第十章临床,放射治疗目的：对靶区实施肿瘤致死剂量，同时把周围正常组织的受量控制在允许耐受剂量范围之内，从而得到最小并发症的理想的治疗比。 治疗比：正常组织耐受剂量与肿瘤致死剂量之比称为治疗比，当治疗比大于、等于1时，肿瘤才有可能被放疗治愈。,放射

2、治疗目的：对靶区实施肿瘤致死剂量，同时把周围正常组织的受,肿瘤致死剂量：为达到95%肿瘤控制率所需的放射线的剂量。正常组织耐受剂量：最小的损伤剂量（TD5/5）和最大的损伤剂量（TD50/5）TD5/5（TD50/5）是指在所有用标准治疗条件的肿瘤患者中，治疗后5年因放射治疗造成严重损伤的患者不超过5%（50%）时的照射剂量。,肿瘤致死剂量：为达到95%肿瘤控制率所需的放射线的剂量。,临床剂量学四项基本原则：, 剂量准确：靶区的准确定义是治疗计划设计的关键，靶区应包括显见的肿块、潜在转移的区域淋巴结、亚临床灶以及考虑由于运动和摆位误差而应外放的范围。术后放疗应包括手术范围，然后严格按照放射肿瘤

3、医师给出的靶区剂量予以照射。 剂量均匀：在治疗的肿瘤区域内剂量变化应小于5%，在治疗计划设计时，同时还要求90%或以上的剂量线包饶靶区，以避免少量的肿瘤细胞受到低剂量照射而增加复发的概率。 靶区内剂量要大，同时减少照射区内正常组织的受量。靶区外剂量要小，保护肿瘤周围重要器官，重要脏器受量应控制在允许范围之内。,临床剂量学四项基本原则： 剂量准确：靶区的准确定义是治疗,第二节照射技术和射野设计原理,体外照射技术有：固定源皮距（SSD）技术、等中心定角技术（SAD）和旋转技术（ROT）。 固定源皮距照射是将源至皮肤的距离固定，将皮肤距离置于标准源皮距（如100cm，机器等中心）处。在单野治疗表浅肿

4、瘤时通常使用此技术。 等中心定角照射是将靶区中心置于机器等中心处，治疗完一个射野后体位保持不变，将机器参数（如机架和准直器角度以及射野大小等）调整至另一个射野的状态进行照射。其优点是摆位简单准确，照射不同射野时体位保持不变，它是目前最常用的照射技术。 旋转技术与等中心定角照射一样将靶区中心置于机器等中心处，机架在某一弧度范围内转动过程中出束照射靶区。其剂量学优点是提高肿瘤剂量，同时减少正常组织的的受量。,第二节照射技术和射野设计原理体外照射技术有：固定源皮距（S,光子束照射的射野安排与剂量特征,1. 单野照射单野照射时，沿线束中心轴方向剂量分布随深度增加而呈现指数递减的变化如图，这对于较大的靶

5、区，剂量分布很不均匀。在安排射野时，对于位于浅表且体积较小的靶区（如颈部淋巴结）考虑使用单野照射。靶区位置较深时，靶区前方的正常组织受量将高于靶区，这些局限性使得单野照射很少被使用 。,光子束照射的射野安排与剂量特征1. 单野照射,图： 单野照射剂量分布,图： 单野照射剂量分布,2. 两野对穿照射,当两射野的交角为180度时，形成了对穿照射。对穿照射常用于姑息治疗或较小射野间隔靶区的照射，其剂量分布优于单野照射。后图两对穿野剂量权重相同时剂量归一点选在靶区的中心，可以得到一个对称的剂量分布。靶区内中心轴垂直方向的高值等剂量线内凹而使得靶区剂量不均匀，需要适当扩大照射野使剂量线更好地包括靶区。而

6、且靶区内正常组织受到了与靶区相同的剂量照射。为了提高治疗增益比，应使每个射野在体位中心处的深度剂量不少于75%。胸腹部肿瘤体厚常在20cm以上，通常使用多野照射，以弥补对穿照射的不足。,2. 两野对穿照射当两射野的交角为180度时，形成了对穿照射,图： 两野对穿照射剂量分布,图： 两野对穿照射剂量分布,3. 多野照射技术,(1)三野技术：如胆管癌病例，设置两水平照射对穿野，射野的后界避开脊髓，再使用一个垂直照射的前野，通常在两水平对穿野各使用一个楔尖朝下的楔形板，并适当调节三个射野的剂量权重以获得较好的剂量分布。(2)四野技术又称箱式技术，两对对穿射野交角照射使得剂量分布更为均匀，治疗比约为两

7、野对穿的两倍。(3) 共面技术：如果射野的中心轴位于同一个平面之内，称为共面技术。对穿技术的每一个射野的射入部位与射出部位互相重叠，使正常组织体积与靶区体积相等(4)非共面技术：治疗床旋转一定角度后再设置照射野，它们的中心轴彼此不在同一平面之内。,3. 多野照射技术(1)三野技术：如胆管癌病例，设置两水平照,非共面照射图2,非共面照射图2,非共面照射图1,非共面照射图1,图：多野照射技术,图：多野照射技术,4. 相邻野设计,如果两射野在皮肤表面共线连接，由于射野边缘射线的发散而在某一深度引起剂量重叠出现超剂量；如果两射野在皮肤上留有间隔，在表浅的组织内则会出现低剂量。射野相邻比较常见：如鼻咽癌

8、治疗时鼻咽部射野与颈部淋巴引流区射野相邻；乳腺癌治疗时胸壁切线野与锁骨上野的相邻。使用半野铅挡或独立准直器消除射线的发散，但是需要依靠病人位置的固定以及依赖皮肤标记点来较好地重复射野的匹配；当连接乳腺胸壁野和锁骨上野时，可以使用治疗床的旋转来消除射线的发散；然而通过在皮肤表面两野间的间隔来匹配射野仍然较为常见，使两射野边缘在需要的深度交叉。,4. 相邻野设计,5.正交野相邻,相邻两射野中心轴互相垂直但不相交的射野称为正交野，或正交非共面射野。全脑全脊髓的全脑射野与邻近脊髓射野的连接、鼻咽癌的鼻咽部射野与颈部淋巴结引流区射野的连接以及乳腺癌照射时两切线野与锁骨上野的连接等等。射野间隔可由公式S=

9、（L/2）（d/SSD）求出，其中d为两射野在体内交接处的深度。在实际情况中正交野相邻有诸多方法可以选择。在乳腺癌照射时由于胸壁的不规则或者需避开肺组织而需要使切线野旋转一定的角度，导致计算变得复杂，因此使用半野技术或1/4野技术更为方便有效；在头颈部肿瘤正交相邻野照射时，由于病变较浅（如淋巴结）故也主张使用半野技术照射。,5.正交野相邻相邻两射野中心轴互相垂直但不相交的射野称为正交,6.不对称射野,射野中心轴偏离线束中心轴的射野称为不对称射野。如独立准直器构成的半野。,6.不对称射野射野中心轴偏离线束中心轴的射野称为不对称射野。,7.射线与射野的改造,1. 挡铅的制作可以使用低熔点挡铅（LM

10、L）将规则射野变成不规则射野，使射野得形状与靶区形状的投影一致，并减少危及器官的受量。通常放在治疗机头下端的托盘上，距离皮肤要求在15cm以上。根据临床治疗要求可以制作成全挡、半挡或1/4挡等。根据半价层的定义，半挡需要一个半价层（HVLS），有50%的射线穿射；全挡需要使用五个半价层，约有5%的射线穿射。以往挡铅常使用纯铅来制作，由于纯铅熔点高（327）而制作困难。通常使用低熔点铅来为每位患者制作特定的挡铅。低熔点铅为铋（50%）、铅（26.7%）、镉（10.0%）、锡（13.3%）的合金，熔点在70-75左右，密度约为9.4g/cm3，为纯铅的83% 。其优点是制作方便且能反复利用。,7.

11、射线与射野的改造1. 挡铅的制作,挡铅制作过程,模拟机射野片 挡块形状手动切割机TPS 挡块文件 自动切割机 泡膜切割浇铸挡铅 应用于治疗 拍证实片 装入托架挡铅修正与验证,挡铅制作过程模拟机射野片 挡块形状手动切割机,8. 多叶准直器的应用,MLC一般由2060对叶片组成，呈相对两侧排列。通过计算机控制多个微型电机（少数由手动控制）独立驱动每个叶片单独运动达到射野动态或静态成形的目的。每对叶片宽度在等中心处的投影宽度为10mm左右，一般由钨或钨合金制成，叶片高度按5个半价层设计。为了减少叶片间的漏射线，叶片间采用凹凸槽连接技术。叶片的横截面与端面均聚焦于放射源，以减少半影的影响。为了防止叶片

12、端面间隙以及相邻叶片间隙的漏射线，MLC通常与常规准直器配合使用，常规准直器根据MLC的位置，调至一个相对有效射野的最小外接矩形。MLC的控制文件直接由TPS在射野时生成，或由计算机控制的数字化仪接受模拟机射野定位片射野的形状，通过网络传输至MLC的控制计算机，计算机通过传来的控制文件确定每个叶片的位置，并驱动相应的电机来完成叶片的走位。,8. 多叶准直器的应用,9. 楔形过滤板的应用,在射野过程中，某些情况如体表轮廓的不规则或组织密度的不均匀性都会影响靶区剂量的分布。通常在射野中插入楔形过滤板改变线束的分布，以获得较为均匀的剂量分布。角度可变的楔形板是现代直线加速器完整的组成部分，临床使用的

13、有固定角度楔形板，通常分为15、30、45、60度几种，治疗时需要手动插入治疗机；而一楔合成楔形板则用一固定角度楔形板（如60度）照射一定的剂量与平野照射一部分剂量相配比，得到0至60度范围任一楔形角相同的效果。目前还有虚拟楔形板，它通过准直器在垂直于射野方向运动一定时间改变靶区不同照射时间来改变剂量分布。,9. 楔形过滤板的应用在射野过程中，某些情况如体表轮廓的不规,10. 体表曲面和不均匀组织的校正,用计算法或查表得出的百分深度量都是在以平整体表及实体组织的标准条件下得出的，在对于不平整的体表（曲面）或不均匀组织进行剂量计算时应予以校正，以求减少误差。体表曲面校正主要有组织空气比法、有效源

14、皮距和等剂量曲线移动法三种校正方法。,10. 体表曲面和不均匀组织的校正用计算法或查表得出的百分深,11. 等效组织填充物（bolus）,在射野时有两种情况需要使用等效组织填充物，一是改善因体表轮廓不规则而导致剂量分布的不均匀性；二是提高皮肤剂量。组织等效物的电子密度、物理密度以及原子序数应近似于组织或水，而且应柔韧易弯曲以符合皮肤表面轮廓的形状。,11. 等效组织填充物（bolus）在射野时有两种情况需要使,12. 组织补偿器,体表轮廓的不规则、靶区深度的变化、射线的斜入射以及组织不均匀的照射等情况，除了可以作剂量校正或者使用等效组织填充物以外，还可以使用组织补偿器。用于补偿体表轮廓的不规则

15、，我们称之为缺损组织补偿器；而用于补偿密度不均匀组织引起的剂量不均匀性，称为剂量补偿器。原则上任何材料都可以用作补偿器，只要它能提供与缺损组织近似的X衰减数（从这个意义上来说，等效组织填充物也是补偿器的一种），但通常选择使用铝合金，因为它轻便便于手拿。不像等效组织填充物使用时紧贴在皮肤上，组织补偿器使用时应皮肤保持足够的距离（不少于15cm）以避免次级电子的污染。补偿器的制作包括用铅或铜的小方块叠成的ELLIS补偿器，还有使用铅皮粘贴的方法。随着计算机控制的三维铣割技术的开发，三维补偿器的制作成为可能。,12. 组织补偿器体表轮廓的不规则、靶区深度的变化、射线的斜,第三节 临床常见肿瘤放疗方案

16、,鼻咽癌肺癌食管癌,第三节 临床常见肿瘤放疗方案鼻咽癌,第十一章 放射治疗计划的设计和实施,外照射靶区剂量学的规定在进行放射治疗结果的分析和比对时，用一个国际性的规定来描述靶区和正常组织的受照体积与剂量是十分重要的。目前国际辐射单位与测量委员会（ICRU）第50号和第62号报告的规定已被广泛用来进行对照射体积和剂量的描述，这将有利于放射肿瘤学工作者更好地按照规定执行治疗方针，并能与国内外放疗中心直接进行经验交流。,第十一章 放射治疗计划的设计和实施外照射靶区剂量学的规定,1. ICRU靶区体积的规定,肿瘤区（GTV）：指用一般诊断手段能诊断出的、肉眼可见的肿瘤病灶，包括转移的淋巴结或其它转移病

17、灶。临床靶区（CTV）：根据肿瘤生物学知识，在肿瘤病灶周围可能存在的亚临床灶或肿瘤潜在的向周围侵犯的范围，在GTV周边增加一个间隙来包括这个潜在的肿瘤范围而确定的一个体积称为CTV。CTV的确定依赖于放射肿瘤医师对肿瘤生物行为的了解和临床经验。内靶区（ITV）：在患者体内，不同的器官都存在生理性的运动包括我们所定义的GTV与CTV，而在定义GTV（CTV）时是在静态影像上进行的，当考虑了这一运动的范围后，在CTV周边外放一个间隙，形成一个新的体积就被称为ITV，它使得运动着的CTV在此体积内出现的概率最大。ITV的确定使得CTV受到最大的处方剂量照射。ITV一旦确定，它与患者坐标系的参考物内外

18、标记应保持不变。,1. ICRU靶区体积的规定 肿瘤区（GTV）：指用一般诊,计划靶区（PTV）：在勾画靶区时，我们不仅需要考虑器官的生理性运动，而且还要考虑日常摆位时患者体位重复性的不确定性。因此在ITV周边再外放一个间隙形成PTV，间隙的大小由靶体积运动的范围（Scv）和治疗摆位误差（Si）的综合误差（St）确定。 因此PTV的范围包括了CTV本身，还有因CTV生理性运动以及摆位误差而需扩大的范围。PTV是决定照射野大小的最终概念，是联系患者坐标系和机器坐标系的几何概念，专用于治疗计划的设计和执行。治疗区（TV）：由若干个照射野形成的由90%等剂量线所包括的范围，评价包围的情况可以使用“靶

19、区适形度”来说明。,计划靶区（PTV）：在勾画靶区时，我们不仅需要考虑器官的生,照射区（IV）：由若干个照射野形成的、需要考虑正常组织受量的一个照射范围，由50%剂量线规定。照射区的范围直接反映了正常组织所受剂量的大小。危及器官（OAR）：指可能卷入射野内的重要组织或器官，它们的耐受剂量将影响靶区处方剂量的大小。与计划靶区的定义一样，在确定危及器官时，应考虑器官本身的运动和治疗摆位误差的影响，扩大后的范围称为计划危及器官区（PORV）。在确定危及器官的受量时，应考虑其放射生物学类型“并型组织”或“串型组织”。前者主要受照射体积和平均剂量的影响，后者的并发症概率主要决定于所接受的最大剂量。,照射

20、区（IV）：由若干个照射野形成的、需要考虑正常组织受量,第十章临床常用放疗方案,2. 靶剂量的规定,靶剂量是指使肿瘤得到控制或治愈的的肿瘤致死剂量，肿瘤的局部控制取决于靶剂量的选择。在治疗计划系统中，靶区及正常组织的剂量分布均表示成以靶区内某一点剂量归一的相对剂量分布的形式，该点称为剂量规定点（剂量归一点）。靶剂量应针对具体的解剖部位、照射技术及其剂量分布，只有一个计划靶区时，靶剂量规定点选在靶区中心或中心附近。对于多个计划靶区的第二、三个计划靶区的靶剂量规定点应是解剖部位或剂量分布的代表点。靶剂量规定点不能选择在剂量变化梯度大的地方，并至少离开射野边缘2cm。如果靶区剂量分布按照前面规定的剂

21、量规定点（100%）归一时，100%等剂量线就代表着靶剂量。,2. 靶剂量的规定靶剂量是指使肿瘤得到控制或治愈的的肿瘤致死,横断面剂量曲线分布图,横断面剂量曲线分布图,三、治疗计划设计步骤,一个完整的治疗计划贯穿了放射治疗的整个过程，它包括体模及影像采集、计划的设计、计划的确认和计划的验证与执行等四个主要步骤。,三、治疗计划设计步骤,1. 体模及影像采集阶段,患者决定接受放射治疗以后，便可以初步根据肿瘤的部位和患者的一般全身情况等来确定患者的治疗体位，用热塑膜或真空垫等固定体位，患者采取治疗体位在常规模拟机或CT模拟机定位。三维适形放射治疗肿瘤定位主要使用CT模拟机，让患者处于治疗体位（通常使

22、用体位固定装置）进行CT扫描，采集肿瘤以及正常组织的影像资料并通过网络传输至治疗计划系统（TPS）为治疗计划设计作好准备。而传统的二维治疗计划患者解剖资料主要通过手工脱模或使用有限的几层CT图像来获取，在剂量计算时存在很大的局限性。,1. 体模及影像采集阶段患者决定接受放射治疗以后，便可以初步,2. 计划的设计,当CT扫描的影像数据传输至计划系统后，由放射肿瘤医师和放射物理师勾画出患者身体外轮廓、靶区、危及器官或者某些感兴趣区域。计划设计者根据一些物理因素，如：靶区位置、性质、大小、形状以及与周围正常组织的毗邻关系来合理地选择射线的种类和能量、选择照射技术以及对于射野的安排，还有生物因素如靶剂

23、量以及给予方式的选择使得靶区和正常组织受到符合要求的剂量照射。在用TPS评价一个治疗计划是否符合临床剂量学原则时，可以使用剂量分布的三维显示以及剂量体积直方图（DVH），观察靶区剂量的均匀性、靶剂量与靶体积的关系以及靶剂量与正常组织受量的关系。,2. 计划的设计当CT扫描的影像数据传输至计划系统后，由放射,3. 计划的确认,治疗计划由放射肿瘤医师认可后，打印并输出计划文件，在常规模拟机或模拟机CT进行计划的核对。患者以治疗体位睡于定位床上，按照治疗计划调节好升床、机架准直器转角等机械参数，观察机架转角过程中是否会与体位固定装置发生碰撞；若设计后斜野照射时射线是否穿过床板或床边金属杆或者是固定装

24、置。评估计划的可执行性，若计划不可执行，应修改计划直至被证实可以执行。,3. 计划的确认,4. 计划的执行与验证,计划确认以后，由医师填写治疗单（放疗处方），其内容包括详细地描写患者的治疗体位和体表参考点的位置，说明固定装置的名称、头枕型号或者是膀胱的充盈状态等，首天治疗应在医师的观察下进行。计划的执行由技术员来进行，要求技术员不仅要掌握正确的治疗理论和熟练的操作技术，还应具有高度的工作责任感，以保证治疗计划的安全、准确地执行。治疗计划的验证可分为几何摆位验证以及等剂量分布验证两大方面。,4. 计划的执行与验证计划确认以后，由医师填写治疗单（放疗处,(1) 几何摆位的验证：,在摆位过程中会存在

25、一些误差（系统误差和随机误差），甚至是严重的错误，因此位置的验证非常有必要。传统的方法是拍摄射野证实片，使用慢感光胶片，用摄片架固定在身体后方照射前预照射1-3MU来拍摄射野影像，与计划的BEV图像比较。由于拍摄射野证实片需要经过胶片的安装和冲洗等过程而较为费时，且照片对比度也较为有限。近年来发展了电子射野影像系统（EPID）可以在每次治疗时动态地观察射野的影像与变化，EPID的位置验证主要有治疗前校正射野、离线评价患者摆位、治疗间校正患者摆位和治疗前校正患者摆位等几种形式。,(1) 几何摆位的验证：在摆位过程中会存在一些误差（系统误差,(2) 剂量验证：,确认患者所接受的剂量是否等于计划所给

26、予的剂量，最直接的方法是使用热释光（TLD）和半导体剂量计进行体外剂量测量，但只能测量数量有限的几个点的剂量且测量时间较长。EPID除了能应用于几何位置的验证以外，经过适当的刻度还可以测量平面的剂量分布。在治疗计划系统中，可以把某一个治疗计划移植至QA模体中，计算出在模体中的剂量分布，使用MAPCHECK等剂量仪矩阵验证两维平面的剂量分布。,(2) 剂量验证：确认患者所接受的剂量是否等于计划所给予的剂,四、治疗体位及体位固定技术,放射治疗的目的是使肿瘤组织接受最大剂量的照射并且使周围正常组织的受量最小，达到这一目的的一个重要方法是减少PTV外放的范围。虽然内部器官的运动较难以控制，但可以通过外

27、部的固定来减少治疗中摆位的误差以及患者的移动。摆位误差可以分为随机误差和系统误差。随机误差是指由于患者体位重复性的变化以及治疗过程中体位的运动而引起的误差，可以通过改善摆位技术来使得误差最小化；系统误差是由于摆位过程中机器方面如等中心、光学源皮距指示器等的误差而引起的，可以通过日常的机器质量保证程序来消除。,四、治疗体位及体位固定技术放射治疗的目的是使肿瘤组织接受最大,1. 治疗体位的选择,患者的治疗体位必须是舒适的、可重复的而且能够便于模拟定位与治疗的实施。对于患者来说，越是简单的、舒适的体位越是容易保持和重复，如仰卧体位明显优于俯卧体位。特别是随着等中心技术的广泛使用，多数的肿瘤治疗患者都

28、可采用仰卧体位，或者采用同一体位进行多靶区的照射，其优点是摆位简单又精确，而且能使相邻射野能够更好地连接。如鼻咽癌照射时，患者取仰卧体位头戴固定面罩，分别照射鼻咽部以及颈部淋巴灶两个靶区。而有些情况患者需要采取俯卧位，如全脑全脊髓照射，这对体位的固定提出了更高的要求。,1. 治疗体位的选择患者的治疗体位必须是舒适的、可重复的而且,2. 体位固定技术,(1) 高分子低温水解塑料热压成型技术：用于头颈部的头颈膜和用于体部的体膜置于75左右水中3-4分钟，透明软化后取出按压在患者治疗部位冷却成型即可，且对剂量的影响一般小于2-3。(2) 真空袋成型技术：在封闭的塑料或橡胶袋中充满了许多微小的塑料颗粒

29、，患者睡于真空袋上摆好治疗体位，通过塑料袋上的抽气口抽真空，使塑料颗粒积压变硬而达到固定的目的。真空袋可用于局部（如腿和手臂）的固定也可以用于全身的固定，可以单独使用也可以与其它固定装置（如体架）组合使用。在设计射野时，当射线需要穿过真空袋到达靶区时应注意射线的衰减和皮肤的反应。(3) 立体定向系统：用于X或线立体定向放射治疗的体位固定。它分为定位框架和治疗框架，并通过基础环和各自的适配器与CT、MRI等影像设备的诊断床和加速器的治疗床连接，以达到精确固定的目的。,2. 体位固定技术(1) 高分子低温水解塑料热压成型技术：用,五、体位参考标记,体位及体位固定以后，使用常规模拟机或CT模拟机等影

30、像设备，利用TPS确定靶区中心，得到了以靶区中心为原点的靶区坐标系。利用两侧墙和天花板上的激光灯描绘出靶中心的体位参考点。在治疗时，通过体位参考点将靶区坐标系对准治疗机坐标系，使靶中心位于治疗机等中心处。体位参考点通常是皮肤标记或文身，是代表靶坐标系的位置符号。由于器官的运动，它们的对应关系将发生变化。头颈部变化较小，而对于胸腹部由于呼吸等运动而使变化相对较大。合理地选择参考标记点应遵循下列的原则： 可选择相对固定的解剖位置，如食管癌照射时可选在气管隆突处。 头颈部肿瘤照射时，因皮下脂肪较薄标记点可设在固定面罩上。 腹部因皮下脂肪较厚，皮肤标记点应设在皮肤位移最小处。 内标记定位的精度要高于外

31、标记，因此立体定向治疗时使用内标记如在肿瘤周围预埋金点的方法。,五、体位参考标记体位及体位固定以后，使用常规模拟机或CT模拟,六、模拟机与CT的应用,在靶区定位时，使患者处于治疗体位定出靶区中心，并作出相应的参考标记。当前常用的靶区定位方法包括常规模拟机、CT模拟机和模拟机CT。,六、模拟机与CT的应用,1. 模拟定位机,模拟定位机作为诊断与定位的工具，是一个模拟治疗机功能的等中心机组合了诊断X线机而成，具有动态透视、摄片、诊断和定位的功能。由X线球管、准直器、机架、影象增强器、定位床以及控制台等几部分组成。X线球管和准直器安装于机架的一端相当于治疗机的机头，X线球管代替了60Co源或者加速器

32、的靶位置，准直器由限束装置和“井”形射野界定线组成。限束装置用来调节X线束范围（透视视野范围），射野井形界定线用来指示射野的位置和范围，帮助医生观察病变与周围组织的关系，准直器的运动功能应与治疗机相同。机架的另一端是影像增强器，将X线影像信号放大，通过电视系统显示在监视屏上。影像增强器可以向前后、左右以及上下运动，定位时用于移动透视的视野范围。机架除了与治疗机一样能作等中心旋转外，还能调节源轴距以适应不同的治疗机。模拟机定位床的运动和承重应与治疗机相同，一般由透射线的碳纤维材料组成。,1. 模拟定位机模拟定位机作为诊断与定位的工具，是一个模拟治,模拟定位机的作用：,在治疗计划过程中，它主要包括

33、： 靶区及重要器官的定位。模拟机提供了患者治疗状态的影象资料，可以动态观察射野方向靶区或正常组织的运动、靶区和正常组织的毗邻关系，并拍摄射野方向的X线平片用于射野挡块的设计。 用于治疗计划的模拟与验证。在治疗机治疗之前，设计好的计划必须经过模拟机确认，评估可执行性；将制作好的挡块插入托架，观察挡块的形状与位置，并拍摄验证片。,模拟定位机的作用：在治疗计划过程中，它主要包括：,2. CT模拟机,CT模拟技术是20世纪70年代末发展起来的一种新的肿瘤定位技术，并在近10年来成为三维适形放射治疗不可缺少的手段。研究表明有30%80%接受放疗的病人可以得益于CT计划，因为较常规模拟机而言，CT的信息增

34、加了定义靶区的准确性。据估计，使用CT可大致提高约3.5%的五年生存率，特别是对脑、喉部、盆腔和腹部等小野治疗时产生较大的影响。一套完整的CT模拟系统是由CT扫描机、治疗计划系统和激光射野定位仪组成。CT在治疗计划设计中的应用主要指： 治疗计划要求CT床面必须是平坦的，以使扫描体位与治疗体位能保持一致。同时扫描孔径应该足够大（应在70cm以上），以适合放射治疗的各种体位。 肿瘤和正常组织的确定：CT具有较高的密度分辨率，相对于常规X线机大大提高了定义靶区和危及器官的精确性。 CT值提供了非均匀组织的密度信息，使用矫正曲线将CT矩阵数据转换成相对电子密度来提供剂量计算所需要的密度数据。,2. C

35、T模拟机,CT模拟的过程分为以下几个步骤，, 让患者按治疗体位睡于CT扫描床，并使用体位固定装置固定体位，确定扫描范围并在体表标上定位参考点标记（通常是三个铅点）。进行CT扫描以获得治疗部位的CT影像资料。 CT影像资料通过网络传输至治疗计划系统，重建出患者治疗部位的“三维假体”，并在“三维假体”上进行治疗方案的设计与验证（虚拟模拟）。 将模拟定位的结果主要是照射野的等中心点，相对于CT扫描时定位参考点的位移，传输给激光照射野定位仪并通过其两侧墙和天花板上的激光灯完成位移，在患者皮肤或固定装置上做好照射野等中心标记，再次行CT扫描，以检验等中心点是否准确。确认无误后，才算完成了模拟定位工作。C

36、T模拟机和虚拟模拟构成的整个过程称为CT模拟。,CT模拟的过程分为以下几个步骤， 让患者按治疗体位睡于CT,七、治疗计划系统（TPS）,治疗计划的设计是整个放射治疗过程中非常重要的一个步骤。随着计算机技术的发展以及计算机技术在放射治疗中的应用，发展了以高速计算机作为操作平台的三维适形放射治疗计划系统。它不仅改进和充实了早期计划系统剂量计算和显示功能，并可与影像定位设备如CT、MRI、以及治疗机连成网络系统。,七、治疗计划系统（TPS）,1. 二维与三维计划系统,利用计算机进行二维治疗计划的设计始于上世纪50年代末。二维计划系统具有许多的局限性，主要表现为：患者治疗部位的解剖资料主要通过手工脱模

37、和拍摄X线平片获得，靶区及正常组织定位不精确，提供的密度数据也较为有限。二维的计算模型忽略了射线的扩散，不考虑相邻层面对计算点剂量的影响，具有局限性。,1. 二维与三维计划系统利用计算机进行二维治疗计划的设计始于,随着计算机技术的发展，一些三维显示软件以及三维计算模型相继得到开发。使得放射治疗计划的三维剂量显示和三维剂量计算成为可能。解剖结构的三维描述；照射野有三维空间位置的描述；三维剂量计算在三维剂量网格上进行；三维剂量分布的显示；,随着计算机技术的发展，一些三维显示软件以及三维计算模型相继得,2. 患者治疗部位解剖数据的获得与表达,目前用于治疗计划设计的解剖数据主要通过CT扫描获得，必要时

38、使用“影像融合”技术将MRI或PET等影像叠加于CT影像上，有助于放射肿瘤医师更为精确地勾画出肿瘤及周围正常组织。在三维治疗计划中，患者解剖结构是用横断面影像（大于10层）来表示的；在传统的三维治疗计划中以三维轮廓图表示；而在现代三维治疗计划中解剖结构是以CT值的三维矩阵转换成三维电子密度的形式来表示。,2. 患者治疗部位解剖数据的获得与表达,3. 图像登记,治疗计划系统对输入的以图像表示的解剖数据进行图像登记。图像登记的目的是： 通过预置的CT扫描中心建立患者坐标系； 在患者坐标系中重建出治疗部位的三维解剖结构； 将不同种类的图像进行融合； 等剂量分布在不同图像中相互映射。,3. 图像登记,

39、4. 治疗方案的评估,结构评估和定量评估它主要包括等剂量显示和剂量体积直方图两种。等剂量显示又分为： 二维剂量分布显示包括多层面（横断位、矢状位、冠状位等）的剂量分布，以及任一截面剂量的分布（profile）； 三维剂量分布显示使用等剂量线面或不同颜色体积来三维地显示等剂量分布。等剂量的显示可以直观地观察到靶区内剂量分布的均匀性，剂量和与靶区的适形度，以及靶区周围剂量变化梯度以及与周围正常组织的关系。,4. 治疗方案的评估结构评估和定量评估,剂量体积直方图（DVH）,剂量体积直方图（DVH）是治疗计划目前最常用的评估工具，它以二维图形的方式定量地表达了靶区或重要器官多少体积受到多高剂量的照射。

40、一个理想的治疗计划应为靶区内100%的体积接受到剂量规定点的剂量（100%），而危及器官内100%体积接受零剂量的照射。但这在实际的治疗计划设计过程中一般难以达到。DVH的基本形式是某一剂量区间内出现的体积单元数。若是使用单位剂量体积则为微分DVH，用于了解同一器官内受照体积与剂量间的相对关系。除了可以通过DVH提供如靶区（或危及器官）的总体积、受到的最大剂量、最小剂量、平均剂量以及某一剂量线（如90%）所包饶的体积等统计数据来评价计划的优劣外，还可以根据曲线的形状显示计划的优劣，DVH也有其局限性，它不能够标明靶体积或危及器官内高剂量、低剂量的位置，这需要结合断层面等剂量分布来评价。,剂量体积直方图（DVH）剂量体积直方图（DVH）是治疗计划目,靶区及主要器官DVH定量分析图,靶区及主要器官DVH定量分析图,谢谢！,谢谢！,