放射治疗学进展.ppt
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1、放射治疗学进展,放射治疗学进展,学习目的,熟悉常用的体位固定技术的种类和流程;一般了解常规模拟定位机和CT模拟定位系统的结构,熟悉两者的功能及区别,重点掌握CT模拟定位系统的优势。理解4D-CT模拟定位的概念,两种4D-CT系统的概念及分别的优势;熟悉常用放疗技术的定义及适应症(或治疗优势)。掌握调强适形放疗的定义、优势;图像引导放射治疗的定义;立体定向放射治疗的剂量学特点、治疗原则及与常规放疗的区别。,2,学习目的熟悉常用的体位固定技术的种类和流程;4,内容,体位固定技术定位技术放射治疗技术,3,内容体位固定技术5,体位固定技术,真空袋成型技术液体混合发泡成型技术高分子低温水解塑料罩(面膜/
2、体膜),4,体位固定技术真空袋成型技术6,真空袋成型技术,真空袋由一个真空阀门和一个装入塑料/橡胶袋中的泡沫塑料微粒球组成,躺在真空袋上的患者得到所要求的体位后,抽真空,塑料微球彼此挤压成型。,5,真空袋成型技术真空袋由一个真空阀门和一个装入塑料/橡胶袋中的,液体混合发泡成型技术,预先在特殊的体位框架内放置一个薄膜塑料袋,将两种不同的化学液体的混合物倒入塑料袋里,让患者躺下去,待塑料袋里的混合物发泡变硬成型。如:Alpha cradle,6,液体混合发泡成型技术预先在特殊的体位框架内放置一个薄膜塑料袋,液体混合发泡成型技术,7,液体混合发泡成型技术9,高分子低温水解塑料罩(面膜/体膜)固定,将
3、水解塑料投入75-80C的水中,待其透明软化取出放在治疗部位,塑料固定端则与体位辅助装置连接,约5分钟后面膜冷却变硬成型。,8,高分子低温水解塑料罩(面膜/体膜)固定将水解塑料投入75-8,9,11,体位固定-头颈部肿瘤,激光线调整体位:使人体正中矢状面与床面垂直。具体:使眉间、鼻尖、人中、上下唇正中、胸骨切迹、剑突、脐都落在纵向激光线上,并使两外眦或两外耳孔连线都落在水平激光线上。透视检查体位的准确性:臂架0时,图像正中“+”字线是否落在人体正中线上;臂架转到90,两外耳孔是否重合。面膜冷却成型后,划上“十”字标记,写上姓名、病历号等信息。,10,体位固定-头颈部肿瘤激光线调整体位:使人体正
4、中矢状面与床面垂,11,13,体位固定-胸部肿瘤,真空袋两侧高度为腋中线的位置,体中线与激光正中线重叠,利用两侧的垂直激光线在患者的胸部和真空袋做连线并标记。,12,体位固定-胸部肿瘤真空袋两侧高度为腋中线的位置,体中线与激光,体部固定-腹部和盆腔肿瘤,身体正中线与纵向激光线重合,身体两侧平行,真空袋内的泡沫粒堆砌于身体的背侧、大腿双侧,腹部高度到腋中线,腿部高度到大腿厚度的一半。模拟机透视观察,调整体位,使脊椎、耻骨联合成一直线,两髂前上棘连线垂直于纵轴,骨盆无旋转,左右高度相等。,13,体部固定-腹部和盆腔肿瘤身体正中线与纵向激光线重合,身体两侧,体部固定-腹部和盆腔肿瘤,14,体部固定-
5、腹部和盆腔肿瘤16,模拟定位,常规模拟定位技术CT模拟定位技术4D-CT模拟定位技术,15,模拟定位常规模拟定位技术17,常规模拟定位机,定义:根据模拟放射治疗机治疗的几何条件而定出照射部位的放射治疗辅助设备,实际上是一台特殊的X线机。结构:X线球管、准直器、影像增强器、机架、诊断型定位床、控制台,16,常规模拟定位机定义:根据模拟放射治疗机治疗的几何条件而定出照,常规模拟定位机的功能,靶区及重要器官的定位;确定靶区(或危及器官)的运动范围:治疗方案的确认(治疗前模拟);勾画射野和定位、摆位参考标记;拍射野定位片或验证片;检查射野挡块的形状及位置。,17,常规模拟定位机的功能靶区及重要器官的定
6、位;19,CT模拟定位系统,CT机(大孔径满足特殊治疗体位)影像采集系统(高空间分辨率及影像采集效率)影像分析设备(CT值精度、横截面/矢状面/冠状面影像、资料传输)模拟定位床(低密度的碳纤维水平床板,进床精度0.5mm),18,CT模拟定位系统CT机(大孔径满足特殊治疗体位)20,CT模拟定位系统,CT模拟工作站(绘图功能、视觉评估功能)激光定位系统(水平面、垂直面、矢状面、横断面),19,CT模拟定位系统CT模拟工作站(绘图功能、视觉评估功能)2,CT模拟定位系统,20,CT模拟定位系统22,CT模拟定位系统的优势,无需患者在整个模拟过程中保持治疗体位(患者在CT床上保持治疗体位5-10分
7、钟,完成CT扫描和体表中心标记后即可离开)。CT模拟过程中图像质量、大小、观察角度都可以按照需要进行调整,可清晰显示计划者感兴趣的结构。在工作站上进行的虚拟模拟具有传统X线模拟机所有的功能(机架角度、光阑角度、床角度、射野大小及形状、组织补偿器的设置等)。在以DRR为背景的BEV的窗口设计照射野与传统的模拟机很相似,而靶区和危险器官的可视性是传统模拟机无法比拟的。常规模拟难以实现的复杂的射野设计(如多野非共面照射)变得轻而易举;输出的DRR射野验证片可使得照射野参数和修饰是否正确在治疗前就能得到验证;采用CT模拟修改射野时无需患者在场。,21,CT模拟定位系统的优势无需患者在整个模拟过程中保持
8、治疗体位(,常规X线模拟与CT模拟的主要区别,DRR(数字重建图像):利用数字重建技术获得和放射治疗条件完全一致的照射野的三维照片。DCR(数据合成的射线影像):在DRR的基础上抑制或增强某一范围组织的CT值更好的显示另一些组织的图像。BEV(beams eye view):束轴视角/射野方向观视,22,常规X线模拟与CT模拟的主要区别DRR(数字重建图像):利用,4D-CT模拟定位,在常规CT采集的技术基础上,利用呼吸门控装置获得呼吸波形曲线,将不同呼吸期相CT图像进行标记,经过CT工作站后处理,获得含有呼吸运动信息和反映真实器官运动的动态CT图像。,23,4D-CT模拟定位25,4D-CT
9、前瞻性呼吸门控系统,在CT扫描前先确定所需要的呼吸时相;在固定的呼吸时相进行轴位触发扫描,每次扫描仅获得一幅图像;一次扫描结束后,CT床移向下一个位置进行扫描;每个床位的扫描均在同一呼吸时相进行,因此可以获得某一呼吸时相全部数据,获得相对静止的CT图像。,24,4D-CT前瞻性呼吸门控系统在CT扫描前先确定所需要的呼,4D-CT前瞻性呼吸门控系统,25,4D-CT前瞻性呼吸门控系统27,4D-CT前瞻性呼吸门控系统,优点避免呼吸运动伪影获得肿瘤靶区和周围器官的准确形状配合呼吸门控放射治疗局限性门控在单层CT上实现,扫描时间长信息量有限:某一呼吸时相的图像无法观察到肿瘤随呼吸的动度及形态的变化,
10、26,4D-CT前瞻性呼吸门控系统优点28,4D-CT回顾性呼吸门控系统,利用CT电影模式,在一个呼吸周期的全时相内进行连续扫描,同时获得多幅图像;一个呼吸周期结束后,CT床移向下一个位置进行全时相扫描获得不同位置(层面)、不同呼吸时相的大量的数据信息计算机软件处理,自动将不同时相的图像提取、分类,并进行轮廓勾画,获得同时表达呼吸动度和反映靶区真实形状的动态图像,27,4D-CT回顾性呼吸门控系统利用CT电影模式,在一个呼吸,4D-CT回顾性呼吸门控系统,28,4D-CT回顾性呼吸门控系统30,4D-CT回顾性呼吸门控系统,优势:获得呼吸状态下的靶区运动范围重建真实的动态靶区形状制定个性化计划
11、靶体积(PTV)有目的地选取合适的呼吸期相,进行门控放疗。,29,4D-CT回顾性呼吸门控系统优势:31,放疗技术,三维适形放疗(3D-CRT)调强适形放射治疗(IMRT)螺旋断层放疗(Tomo)调强拉弧放射治疗(IMAT)图像引导放射治疗(IGRT)立体定向放射治疗(SBRT)赛博刀(CyberKnife)重粒子放疗,30,放疗技术三维适形放疗(3D-CRT)32,三维适形放疗(3 dimentional conformal radiotherapy, 3D-CRT),利用精确的体位固定技术、CT模拟定位、3D影像重建技术和三维立体计算机治疗计划(3D-TPS)方式,采用适形铅模或多叶准直器
12、(MLC)和共面或非共面多野照射技术,使得高剂量区的分布形状在三维方向(前后、左右、上下方向)上与靶区形状一致或基本一致,同时使得病灶周围正常组织的受量降低。,31,三维适形放疗(3 dimentional conformal,三维适形放疗(3D-CRT),在三维计划系统中,基于病人实体的虚拟图像上通过计算得出剂量分布的真实情况,对照射效果进行适时的评价并进行优化。实现最大程度的照射肿瘤,最好的保护肿瘤周围的正常组织。是目前放射治疗的主流技术,适用于绝大部分的肿瘤,,32,三维适形放疗(3D-CRT)在三维计划系统中,基于病人实体的,实现适形的条件,适形挡块 (Block)多叶准直器 (Mul
13、ti-leaf Collimator, MLC),33,实现适形的条件适形挡块 (Block)35,挡块(Block),将高原子序数的物质(如铅)或含这些物质的合金材料(如低熔点铅),铸成具有某一几何形状规格的金属铸件,将其固定在治疗机托架有机玻璃板上,屏蔽靶区投影区域以外的照射区域,其形成的射野形状、大小与靶区投影轮廓相同,铸件内表面的几何倾角与放射源的发散角相切。,34,挡块(Block)将高原子序数的物质(如铅)或含这些物质的合,铅挡,35,铅挡37,多叶准直器(多叶光栅,MLC),产生适形照射野的机械运动部件按运动方式分类:手动、自动电动多叶准直器:通过计算机控制多个微型电机独立驱动每
14、个叶片单独运动,达到射野动态或静态成形的目的。,36,多叶准直器(多叶光栅,MLC)产生适形照射野的机械运动部件3,37,39,举例:鼻咽癌第一段(鼻前面颈联合野+双侧面颈联合野+下颈切线野),38,举例:鼻咽癌第一段(鼻前面颈联合野+双侧面颈联合野+下颈切线,举例:鼻咽癌第二段(鼻前面颈联合野+双侧面颈联合缩野+颈后三角区电子线野+下颈切线野),39,举例:鼻咽癌第二段(鼻前面颈联合野+双侧面颈联合缩野+颈后三,调强适形放射治疗(intensity modulated radiotherapy, IMRT),在三维适形放疗基础上演变而来,特点是照射野的形状必须与病变(靶区)的形状一致,射野内
15、诸点的剂量能按要求调整,所以照射剂量分布也与靶区一致。,40,调强适形放射治疗(intensity modulated r,调强适形放射治疗(IMRT),采用多野等中心技术及逆向设计治疗计划,先将照射野变成众多子野或笔束野,然后依靠多叶光栅、物理补偿器等手段调节每个子野或笔形束的强度,使靶区剂量适形性更好。特别对于不规则形靶区或靶区附近有重要组织器官需要保护的病例,调强适形放射治疗比三维适形放疗有更好的优势。,41,调强适形放射治疗(IMRT)采用多野等中心技术及逆向设计治疗,调强适形放射治疗(IMRT),逆向计划过程:先确定肿瘤靶区和周围需要保护的危及器官的形状、位置,需要给予的照射及限制剂
16、量大小,确定所需要形成的三维剂量分布,由计算机进行逆向计算,确定合适的照射方式和计划(射线能量、入射角度、权重等)。,42,调强适形放射治疗(IMRT)逆向计划过程:先确定肿瘤靶区和周,调强适形放射治疗(IMRT),43,调强适形放射治疗(IMRT)45,调强适形放射治疗(IMRT),44,调强适形放射治疗(IMRT)46,螺旋断层放疗(helical tomotherapy, HT)一个安装于环形机架内的6MV直线加速器。,45,螺旋断层放疗(helical tomotherapy, HT,46,能够对小到0.6cm小肿瘤,到直径为60cm和长为160cm的全身范围的肿瘤进行调强治疗,48能
17、够对小到0.6cm小肿瘤,到直径为60cm和长为160,TOMO特有的临床应用,超大靶区的治疗:治疗野的纵向长径仅由治疗床的移动范围决定(最大移动距离为160cm),通过一次不间断的照射即可完成对较长肿瘤靶区或多个靶区的治疗。如:全脑全脊髓的放疗、全淋巴结照射。患者可保持仰卧体位,更易保持镇静和体位稳定。高度整合了兆伏CT影像采集功能(IGRT)及剂量引导调强适形放疗(DGRT)/自适应放疗: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。,47,TOMO特有的临床应用超大靶区的治疗:治疗野的纵向长径仅由治,放射治疗学进展,调强拉弧放射治疗(intensity-modu
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