自适应放射治疗技术
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放射治疗技术简介
作者: 化留永
来源:《医学信息》2014年第20期
放射治疗至今走过一百多年的历程。放射治疗从表体皮肤癌治疗,发展到高能射线的体内脏器治疗,从常规射野的放射治疗,发展到今天的精确放疗。
上世纪中后期,放疗工作者,遵照提高治疗增益的大原则,对小体积肿瘤,提出了立体定向放射治疗的概念,对体大凸形肿瘤,提出了适形放射治疗的照射方法,对大而复杂的凹形肿瘤,提出调强适形的治疗方法。
20年来,由于医学影像技术的发展,放疗技术不断创新,新方法、新技术大量涌现。在人类和肿瘤的斗争中,放疗作出了较大贡献,经治疗对存活五年以上的肿瘤患者,至少作出了40%的贡献。
1立体定向放射治疗(stereotactic radiotherapy)
1951年瑞典精神外科专家leksell,对体积较小的脑肿瘤,提出了立体定向放射治疗的概念。即用多个小野三维集束单次大剂量聚焦照射肿瘤,使肿瘤死亡,而周围正常组织受到很小的剂量照射。射线对病变起到类似手术刀的作用。为此,放疗工作者研发了如今的各种立体定向放疗设备,即r刀,x刀等。
1.1r-刀(Gammaknife)r刀就是利用r射线制做的一种立体定向放射治疗设备。1968年瑞典leksell等人用179个co60放射源排成半球形,聚焦中心,对病变照射,实现了世界首台立体定向放疗装置。后经改进提高,生产出201个co60放射源的放疗装置,把201个源规则地放到半球面上,使其于半球中心形成聚焦区,实现了立体集束聚焦照射的设想。该装置俗称静态r刀。
1996年我国奥沃公司在静态r刀的基础上,利用30个co60放射源螺旋放置在球面上,使之以球心为中心作锥面旋转,使放射源进行弧形旋转聚焦。该装置俗称旋转r刀。和静态r刀相比,减少了放射源,简化了结构,且提高了焦皮比,治疗操作方便,治疗性能大大提高。
放射治疗技术介绍
肿瘤是一种常见病、多发病,恶性肿瘤是危害人类健康最严重的疾病。1983年,吴桓兴在肿瘤学中将肿瘤定义为;肿瘤是肌体中成熟的或在发展中的正常细胞,在有关因素的作用下,呈现过度增生或异常分化而形成的新生物。我们应从以下几点来认识肿瘤。1肿瘤是由正常细胞在多种致瘤因素的长期作用下转变而来的。2肿瘤是失去机体控制、过度生长的细胞群体。3肿瘤的发生、发展与机体的免疫系统的功能密切相关。
放射治疗是通过射线的电离作用引起生物体细胞产生一系损伤过程。放射肿瘤学是建立在放射生物学、放射物理学、临床肿瘤学和放疗技术学基础上的学科。随着肿瘤学的发展,它和外科肿瘤学、内科肿瘤学组成了治疗恶性肿瘤主要手段。
放射治疗临床简称为放疗,是治疗恶性肿瘤的主要手段之一,被称之为放射肿瘤学。1895年伦琴发现X线,1896年居里夫妇发现了镭,它的生物学效应很快就得到了认识。1899年放射治疗治愈了第一例病人。至今已有百年的历史。放疗已成为当今治疗恶性肿瘤的主要手段之一。Tubiana(蒂比亚纳)1999年报告45%的恶性肿瘤可治愈。其中手术治愈22%,放疗治愈18%,化疗药物治愈5%。
一、放射治疗
1.1 放射物理学术语
放射源:一切能产生电离辐射(光子和粒子)的物质或设备,称为放射源。
体外照射(远距离治疗):用各种放射源在体外进行照射,远距离治疗剂量分布均匀,深度量高,适用于深部肿瘤。
远距离治疗(体外照射)的主要设备:(1)深部X线机:作为外照射源,深部X线已很少使用,以往多用于浅表肿瘤的治疗,管电压多在180~250kV。(2)钴-60远距离治疗机:该机由一个不断放射源钴-60及附属防护装置和治疗机械装置构成。主要依靠它发射的γ射线来治疗肿瘤,平均能量1.25MeV,它与深部X射线比较有下列优点:皮肤量低,最大剂量点在皮下0.5cm,深部剂量高,骨吸收量低等特点。缺点:半衰期短,为5.3年,一般3年要更换源1次。(3)直线加速器:使用最多的是电子感应加速器及电子直线加速器,因其既可产生电子束,又可产生高能X射线。高能电子束具有突出内四) 的物理学特点:剂量自皮肤到达预定深度后骤然下降,可保护靶区后面的正常组织;可以通过调节能量来调节电子束的深度;皮肤剂量介于深部X射线及钴-60之间,但其剂量骤然下降的特点,随着能量超过25MeV以后逐渐消失,所以适合治疗中、浅层偏心肿瘤;等剂量曲线很扁平,放射野内剂量分布均匀;对不同组织的吸收剂量差别不大。
TOMO放疗的优势
一、TOMO放射治疗系统相比于传统疗法,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、360度旋转,51个弧度,全方位断层扫描照射
在线成像系统确定或精确调整肿瘤位置,数以千计的放射子野以螺旋方式围绕病人实施精确照射。从而可以使高度适形的处方剂量送达靶区,敏感器官的受量大大降低或避免。
2、卓越的图像引导功能
TOMO放射治疗系统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。
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。
4、治疗范围广,治疗环节少,自动化程度高
TOMO放射治疗系统集治疗计划、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。
二、TOMO放射治疗系统的技术特点
1、TOMO放射治疗系统是至今最好的IMRT系统,且集IGRT与IMRT于一身,用螺旋CT旋转方式摄取图像和治疗肿瘤,并可达到自适应放疗(ART)或DGRT(剂量引导放疗)。
2、TOMO放射治疗系统完成IMRT的优势在于其能有最好的适形和剂量均匀度,达到最佳IMRT,而且使用容积调强旋转技术,用非均匀强度射线,不同的(不均匀)强度级差,足够的射野角度(150?~250?),达到靶区内计量预期设计方案。 3、TOMO放射治疗系统使用狭窄的放射线束围绕病人旋转治疗,类似CT。1990年开始设计,指导原则IGRT与IMRT集成系统。机器旋转同时移动治疗床,形成旋转方式,用连续照射消除了照射野之间的衔接问题。TOMO放射治疗系统包括40cm长的6MV-X线加速器,安装在机架上,对侧装有探测器阵列。检测器外装12.5cm铅挡块,减少室内所需的屏蔽。机架在防护罩内。MVCT扫描的射线为0.75Mev。治疗6MV-X线,用于IMRT;64个MLC,移动准直器可调节的照射野长度1cm、2.5cm或5cm,SAD85cm,机器设计师连续单环重叠间距。射线宽度40cm,床可移动距离160cm,360?旋转,51个照射角度,间距为7?.放疗时给予剂量基本上是按时间计数,不给予MU。特殊的TPS精确的在线时间,可给予精确的治疗剂量。靶区边缘剂量下降梯度陡峭,正常组织受量有限。IMRT
一、名词解释题
1. 肿瘤靶区(GTV)
2.计划靶区(PTV)
3. 三维适形放射治疗
4. 放射治疗的质量保证
5. 照射野
6. TD 5/5
7. DRR
8. 危及器官(OAR)
二.填空题:
1.放射中度敏感的肿瘤有——、——、——、——、——、——。
2.治疗放射性肺炎时,宜采用——、和——等药物治疗。
3. 肿瘤靶区剂量的准确性应在 ——%至——%之间。
4. 乳腺癌锁骨上野照射野的范围:上界——、下界——、内界——、外界——。
5. 淋巴瘤斗篷野照射包括的淋巴区有:——、——、——、——、——、
6. 鼻咽癌常用照射野中以面颈联合野、——及——为主照射野,按情况选——、——、——及——。
7.肺癌胸部普通放射治疗常用不规则大野,其上界为:——,上叶肺癌者,上界应达环甲膜;下界:达隆突下——cm。下叶肺癌者下界应达——同高;两侧界:纵膈键侧边缘外——cm,患侧边缘外——cm;
8.食管癌放疗时,脊髓的最大剂量(TD 5/5)应控制在——Gy以下。
9.切线野照射技术主要用于——。楔形板照射技术常用于——。
10. 治疗计划系统(TPS)侠义的概念是指——。主要包括——、——、——三个方面的内容。
三.简答题:
1. 临床常用远距离照射技术有那些?
2. 放射治疗的设计与实施过程主要包括哪些阶段?
3. 放疗记录单填写中,照射条件填写有哪些要求?
4. 简述肺癌的临床表现和体征。
5. 食管癌的分段及各段治疗原则?
6. 放射治疗技师应具备那些技能?