肿瘤放疗学总结分析.docx
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肿瘤放疗学总结分析
小结
1概述：
⑴近距离治疗的定义、特征；
近距离放疗也称内照射，它与外照射（远距离照射）相对应，是将封装好的放射源，通过施源器或输源导管直接置入患者的肿瘤部位进行照射。
2、基本特征
1.放射源贴近肿瘤组织，肿瘤组织可以得到有效的杀伤剂量，而邻近的正常组织，由于辐射剂量随距离增加而迅速跌落，受量较低。
2.近距离照射很少单独使用，一般作为外照射的辅助治疗手段，可以给予特定部位，如外照射后残存的瘤体等予以较高的剂量,进而提高肿瘤的局部控制率。
⑵分类：
①按放射源的置入方式：
手工
手工操作大多限于低剂量率且易于防护的放射源。
后装技术
后装技术则是指先将施源器（applicator）置放于接近肿瘤的人体天然腔、管道或将空心针管植入瘤体，再导入放射源的技术，多用于计算机程控近距离放疗设备。
②按放射源的剂量率；
6、近距离放疗按剂量率大小划分
●低剂量率（LDR）：
＜2~4Gy／h
●中剂量率（MDR）：
＜4～12Gy／h
●高剂量率（HDR）：
＞12Gy／h
③按治疗方式
3、近距离放疗的照射方式
●腔内治疗
●管内治疗
●组织间插植治疗
●术中插植治疗
●表面敷贴治疗
⑶近距离放疗使用放射源的种类及特点
一、近距离放疗的物理量和单位制
●放射源的活度（activity，A）：
放射性物质的活度定义为源在t时刻衰变率。
放射活度的旧单位是居里（Curie），符号Ci，它定义为1Ci=3.7×1010衰变/秒
在标准单位制下放射活度单位是贝克勒尔（Bq），1Bq=ldps=2.70×10-11Ci
●密封源的外观活度Aapp：
在实际应用中，源的有效活度直接受源尺寸、结构、壳壁材料的衰减及滤过效应的影响，源在壳内的内含活度，即裸源活度与有外壳时放射源的活度测量值可能存在很大差异，因此派生所谓外观活度的概念，它定义为同种核素、理想点源的活度，它在空气介质中、同一参考点位置上将产生与实际的有壳密封源完全相同的照射量率。
目前随着源尺寸的微型化，外壳材料变得更薄，导致外观活度与内含活度的差异日趋缩小，外观活度又可称作等效活度。
●放射性核素的质：
放射性核素射线的质量用核素符号、半衰期和辐射线的平均能量三要素来表示。
如：
钴Co-60的半衰期=5.24年，γ辐射线平均能量为1.25MeV;
铱Ir-192的半衰期=74.2天，γ辐射线平均能量为0.38MeV;
●照射量常数Г:
在特定的条件下，单位质量的放射源在单位距离处的纯γ射线的量。
●吸收剂量D:
吸收剂量的定义为dE/dm的商，dE为电离辐射在质量为dm的介质中沉积的平均能量。
SI单位为戈瑞（Gy）。
二、剂量计算
距源r处吸收剂量：
D=A×f×Г×（1/r2）×φ×T
其中：
A：
源的外观活度（mCi）
f：
伦琴~拉德转换因子（cGy/R-1）
Г:
照射常数
φ：
剂量分布不均匀校正函数，一般取常数
T：
组织散射与衰减因子
2近距离放疗的物理量、单位制和剂量计算
⑴放射强度的表示方法。
⑵放射源周围的剂量分布。
⑶源的空间剂量分布；
⑷水中与空气中剂量转换。
3、近距离放疗的剂量学系统和施治技术
⑴腔内治疗剂量学
①斯特哥尔摩系统、巴黎系统、曼彻斯特系统特点；
②ICRU规定
除确定靶区和治疗区外，ICRU还定义了参考体积的概念，即参考等剂量面包罗的体积。
参考剂量值对低剂量率（0.4～2Gy／h）治疗为60Gy；对高剂量率治疗为相应的（<60Gy）等效生物剂量值。
参考体积由剂量分布反映的长（dl）、宽（dw）、高（dh）确定.
定义直肠剂量参考点（R）、膀胱剂量参考点（BL）
⑶插植治疗剂量学：
巴黎系统的基本原则。
●布源规则：
等距封装在塑管中的串源（ribbon）均呈直线型、彼此相互平行、各线源等分中心位于同一平面、各源相互等间距、排布呈正方形或等边三角形、源的线性活度均匀且等值、线源与过中心点的平面垂直。
●若靶区厚度T≤12mm则用单平面插植，
●若靶区厚度T≥12mm则用双平面插植
●基准剂量点（basaldosepoints）定义在正三角形各边垂直平分线交点或正方形对角线的交点。
该点是源（针管）之间剂量最低的位置，基准剂量（BasalDose）是各基准点剂量BD的平均值BD：
且参考剂量RD=0.85BD
⑷管内治疗剂量学：
参考点的选择。
腔管治疗的剂量参考点大多相对治疗管设置，且距离固定。
例如，食管癌、气管肿瘤参考点设在距源轴10mm处，直肠、阴道癌治疗参考点定在粘膜下，即施源器表面外5mm。
当然，这并不意味着认定肿瘤靶区边缘就在这一距离，而是为了施治技术的相对统一以及便于院所间交流形成的规范。
因为如果不这样做，距离反平方因素将会使各院所之间的实际施治剂量大相径庭，完全丧失交流的基础，这是近距离放疗有别于外照射的一个重要方面。
⑸施治技术：
腔内与管内、组织间插植照射、手术中置管照射、敷贴治疗
4．近距离放疗临床剂量学步骤
1.疗前准备、施用器置放及护理措施；
2.靶区定位、施源器及解剖结构的空间重建；
3.剂量参考点的设置；
4.计算源在各个驻留位的照射时间和优化处理，显示剂量分布；
5.出源照射治疗；
6.治疗结束后，取出施用器。
⑵放射源的定位方法：
正交定位技术、立体平移定位技术、立体变角定位技术
小 结
1.放射治疗的基本目标
提高放射治疗的治疗增益比，即最大限度地将放射线的剂量集中到病变（靶区）内，杀死肿瘤细胞，而使周围正常组织和器官少受或免受不必要的照射。
2.限制肿瘤剂量提高的原因:
1.不能获得靶区和重要器官详细的三维信息;
2.较难或很少计算OAR及兴趣器官与组织的剂量分布的细节;
3.常规治疗只限于共面设计，较难实施非共面射野的照射;
4.缺乏计划评估手段;
5.整个治疗过程病人体位不能保证精确重复,
6.缺乏治疗验证措施，治疗误差较大。
3.精确放疗的实现及含义
精确定位；精确设计；精确照射：
精确定位：
采用CT或MRI立体定向、三维重建的定位方法
精确设计：
采用三维计算、三维显示,三维适形调强逆向设计的方法
精确照射：
采用动态多弧或静态多野非共面聚焦式适形调强照射的方法
４.什么是适形放疗？
适形放疗（3dimensionalconformalradiationtherapy,3DCRT）是一种技术，使得高剂量区剂量分布的形状在三维方向上与病变（靶区）形状一致。
５.3DCRT剂量分布特点：
（1）高剂量区剂量分布的形状在三维方向上与病变（靶区）的形状一致；
（2）靶区内的剂量分布符合预定要求。
６.立体定向适形调强放疗技术对设备的要求：
（1）基本设备
1.直线加速器2.模拟定位机
3.CT或MRI4.模室设备
（2）专业设备
1.三维治疗计划系统（3DTPS）2.定位装置3.治疗摆位装置4.限束装置（准直
筒、MLC等）5.体位固定装置6.验证装置
７.适形放疗基本流程图
小结
1.定义：
立体定向、SRS、SRT
什么叫立体定向？
利用立体定向装置、CT、MRI和X线数字减影等先进影像设备及三维重建技术，确定病变和临近重要器官的准确位置和范围，这个过程叫作三维空间定位，也叫立体定向。
立体定向放射手术（SRS）的定义：
利用立体定向放射技术，用多个小野三维集束单次大剂量照射病变。
立体定向放射治疗（SRT）的定义：
利用立体定向放射技术，用多个小野三维集束多次大剂量照射病变。
2.立体定向原理、剂量分布特点
原理：
多个小野（线束）在三维方向上集束，在一个焦点（肿瘤）上相交，定向单次大剂量集中照射病变。
SRT（SRS）剂量分布的特点
SRT（SRS）的小野具有高斯形的剂量分布，这种剂量分布就像一把尖刀插入病变内。
靶区定位的1mm误差可以引起靶周边最小剂量变化约10%的量级。
（1）小野集束照射，剂量分布集中；
（2）靶区周边剂量变化梯度较大；
（3）靶区内及靶区附近的剂量分布不均匀；
（4）靶周边正常组织的剂量很小。
3.SRS（SRT）的实现方式：
X刀、γ刀
SRT（SRS）的实现方式
●γ-刀：
使用多个钴-60放射源分布于头顶部半球的不同经纬度上，经准直后聚焦于一点，此点称为焦点。
●X-刀：
以加速器为基础的X射线SRT（SRS）：
一般采用4－12个非共面圆形小野绕等中心旋转，达到γ－刀集束照射同样的剂量分布。
4.SRS（SRT）的实现步骤
X（γ）射线SRT（SRS）治疗一般要经过四个过程:
1.固定头架：
将立体定向装置固定在病人身上；
2.影像学定位：
利用立体定向装置、CT、MRI等先进影像设备及三维重建技术对病变准确位；
3.治疗计划设计：
用三维治疗计划系统精确地设计治疗方案；
4.照射治疗：
按照计划对病变实施、手术、照射。
5.临床应用的特点
（一）严格掌握X（γ）刀治疗的适应症
（二）严格实施质量保证与质量控制
（三）严格按照治疗程序实施治疗
小结
1、QA、QC的定义：
质量保证：
在病人放射治疗的整个服务过程中，为确保治疗方案的一致性和治疗方案的安全实施，包括靶区获得足够的照射剂量，同时最小的正常组织、最少的工作人员照射量和对病人有效监控而制定或采取的手段。
质量控制:
采取必要的措施保证QA的执行，并不断修改服务过程中的某些环节，达到新的治疗保证水平
2、QA、QC的意义：
3、可能影响剂量精度的偏差：
1.患者解剖结构的确定患者体位，描绘外轮廓，定义敏感器官，组织不均匀性的影响；
2靶体积的定义靶体积的形状和位置，由于器官和组织的生理活动，如呼吸对其的影响；
3治疗计划设计临床射线束数据，计算机软件和硬件等产生的偏差；
4治疗实施在机器校准，病人摆位，不规范的操作和设置产生的偏差；
5患者数据资料登记，诊断，治疗处方及描述，过去治疗记录的出现的偏差。
4、物理技术方面QA：
1）治疗机和模拟机的机械和几何参数的检测与调整;
2）加速器剂量检测系统和钴-60计时系统的检测与校对;
3）治疗计划系统;
4）腔内组织间治疗和安全.
靶区剂量的总不确定度：
＜5%
治疗机参数变化和治疗中病人体位移动造成的不确定度：
<10mm
5、日检、月检、季检、年检及不定期检的项目、指标与方法
每日
1.加速器水冷系统,内循环:
包括水温（40℃）、水压（60Pb）、水量（不低于水位下限）,外循环:
水流量。
2.六氟化硫（SF6）（30-32Psi）。
3.空气压缩气保证清洁无水。
4.安全连锁包括:
门连锁、治疗室手控盒连锁、电子线限光筒防碰撞连锁、控制台治疗钥匙连锁、开机指示灯是否亮。
5.监视系统是否正常,包括摄像机和对讲机。
6.MLC自检。
7.VARIS网络与加速器连接,自动摆位。
8.VARIS网络治疗数据备份。
9.加速器头部X刀等中心检测（用指针，每次用前）。
每周
1.加速器（模拟机）机架角度指示、加速器机头角度指示。
2.加速器（模拟机）床旋转角度指示、床升降指示。
3.加速器（模拟机）SSD100cm指示。
4.加速器室（模拟机室）激光灯等中心误差（<1mm）。
5.加速器（模拟机）X-Y双方向指示与灯光野符合性。
6.MU1与MU2的偏差（<1%）。
7.MU绝对剂量测量（<1%）。
每月
1.MLC逐个叶片自检（用维修专用软件）。
2.X射线能量Q值变化（测J20∕J10比值,<2%）。
3.加速器（模拟机）治疗床横向、纵向指示。
4.加速器照射野与灯光野符合性（<±2mm）。
5.治疗摆位辅助装置和固定架。
每季
1.清洁MLC叶片（不拆MLC）,用胶片验证。
2.加速器（模拟机）床横向、纵向轴承清洁（用无水酒精清洗,润滑油）。
3.加速器（模拟机）检查所有风扇。
每半年
1.用胶片对加速器（模拟机）机械等中心进行校正（<2mm）。
2.拆下MLC计120叶片逐个清洁,用胶片验证。
3.检查加速器内循环水各支路水流量。
4.清洁CONSOLE柜内部、清洁旋转机架、清洁电子柜内部、清洁后机架柜内部。
每年
1.加速器（模拟机）床升降电机清洁,向床注油嘴注
油。
2.加速器（模拟机）清洁机架旋转电机。
3.清洁调制器柜。
4.更换内循环水。
5.所有计算机工作站及显示器（加速器、模拟机、CT-
Sim、Vrians网络、Sharper,选在六月）内部清
洁。
6.用前指针对加速器（模拟机）机械等中心进行校正
（<2mm）。
不定期内容
1.Vrians网络病例存储整理。
2.CT控制台病例存储整理。
3.CT-Sim控制台病例存储整理。
4.更换加速器水循环胶皮管（三年到五
年）。
5.清洗冷热交换器（三年到五年）。
6.更换加速器反光镜、十字线膜（依具体透光情况而定）。
6、挡块的厚度的确定
7、治疗体位及体位固定技术
1）体位固定的目的
保证患者从肿瘤定位到治疗计划设计、模拟、确认及每天重复治疗的整个定位、摆位过程中，患者体位的一致性。
即提高摆位时体位的重复性和治疗的准确性。
2）体位固定技术
放疗体位的要求，一方面要按上述方法借助体位辅助装置，使患者得到正确的治疗体位，另一方面还要求在照射过程中体位保持不变，或每次摆位能使体位得到重复。
因此，在体位辅助装置之上，应加诸如塑料人形面罩等防止患者因下意识运动而使治疗体位发生变化的体位固定器。
8、模室技术
小结
1、辐射防护涉及的物理量和SI单位制：
吸收剂量（D）:
电离辐射给予单位质量被辐照物质的能量。
SI单位制为焦耳每千克（JKg-1），专用名为戈瑞（Gy）.
1Gy=1JKg-1=100cGy（rad）
剂量当量（H）:
不同质的辐射线在相同吸收条件下产生的不同生物效应。
为此需引入所谓剂量当量（H）的概念，它是经过若干权重因子修正后的吸收剂量。
组织中某一点处的吸收剂量当量表达式为：
H=D.Q.N
式中：
D:
吸收剂量
Q:
品质因数，用来描述不同质的射线在相同吸收剂量的条件下产生的不同生物效应。
N:
待定修正因子，目前指定为1。
平均剂量当量（HT）
单个器官或组织（T）中的平均剂量当量（HT）是指防止发生非随机性效应而制定的剂量限值。
除眼晶体限值为150mSv外，所有其它器官的限值均为500mSv，对公众而然该值是50mSV，小了10倍。
2、防护目的、辐射防护的原则和概念
防护目的
●防护目的在于防止有害的非随机效应，并限制随机效应的发生率，使之达到被认为是可以接受的水平。
原则：
1）放射实践的正当化；
2）放射防护的最优化；
3）个人剂量限制值
放射防护相关的新概念:
随机效应非随机效应
放射防护相关的新概念
●随机效应：
是指效应的发生几率（而非严重程度）与剂量大小无关，并假设不存在剂量阈值，如组织癌变、各种遗传疾病等。
随机效应是与个别细胞损伤有关的，按照现有的放射防护观点，认为小于剂量限值的照射也不能排除发生随机效应的可能。
●非随机效应：
效应的严重程度随剂量而变化，可能存在着剂量的阈值，如白内障、晶体浑浊、皮肤红斑、脱发、造血障碍、心肌退化动脉粥样硬化、肺纤维化、肾炎、血管结缔组织、不育等。
非随机效应是由于受照组织大量细胞被集体杀死或严重损伤，以至出现组织解剖结构和功能上的损伤。
为此有必要制定一个适用于所有组织和器官的年剂量限值。
3、外照射防护的三要素：
时间、距离和屏蔽
4、放射治疗中所涉及的辐射防护的特有内容
治疗机房的设计
小 结
1、3DCRT的定义
适形放疗（3dimensionalconformalradiationtherapy,3DCRT）是一种技术，使得高剂量区剂量分布的形状在三维方向上与病变（靶区）形状一致。
2、3DCRT的不足
3DCRT在以下情况下没有优势：
1.靶体积形状很不规则，并且靠近需要保护的重要器官。
2.有关的靶体积紧贴容易损伤的器官，能放宽的范围很小。
3.有一个非常接近的区域己经放疗过，相接的照射野要有非常精确的界线。
4.靶区的形状有一部分是内凹的，包围了重要器官。
5.照射的靶区内需要给予不同的照射剂量。
3、IMRT的定义
三维适形调强放疗（three-dimensionalconformalintensitymodulationradiationtherapy,IMRT）是指通过控制照射野形态和治疗机射线束强度使得治疗靶区内部及表面剂量达到预定要求的三维适形放疗技术。
4、非均匀强度照射野的计算
（1）逆向计划设计
逆向计划设计
IMRT要求一种设计优化非均匀射束强度分布的方法，这种工作必须由计算机完成。
用计算机优化IMRT计划设计的方法叫做逆向计划（inverseplanning，以此区别经典3D-CRT中所用的正向计划（forwardplanning）。
（2）临床目标函数
目标函数
IMRT计划的优化系统采用以剂量或剂量⁃体积为基础的优化标准，对于靶区处方剂量或危及器官剂量限制。
5、实现IMRT的主要方式（重点介绍MLC）
（1）静态调强（分段式）
（2）动态调强（滑窗式）
（3）快速旋转调强（容积）
实现调强放疗的主要方式
1、物理补偿器：
根据治疗计划计算的数据，针对各个照射野制作补偿器
2、用常规MLC进行多个固定野调强治疗：
（1）动态调强（DMLC），叶片连续运动
（2）分段式调强（SMLC，stepandshoot）
3、用旋转照射野调强
（1）用常规MLC进行弧形调强治疗（IMAT）
（2）孔雀系统（NOMOS/MIMiC）
（3）断层治疗
4、电磁扫描调强（MM50）
6、IMRT的优点
1.高度适形，靶区边缘剂量迅速下降；
2.靶区剂量更均匀（原则上）；
3.由于减少了正常组织所受照射，从而使
提高靶区剂量成为可能；
4.计划和实施的高效率；
－可同时治疗靶区要求的高、中、低
剂量；
－治疗设计自动化。
7、IMRT主要步骤
1.体位固定；
2.CT扫描，勾画轮廓和靶区，确定照射中心；
3.逆向计划设计；
4.QA、QC验证；
5.执行治疗。
小结
1百分深度剂量（PDD）的定义
一、百分深度剂量（percentagedepthdose,PDD）
1、定义：
水模体中以百分数表示的，射线束中心轴上某一深度处的吸收剂量，与参考深度处的吸收剂量的比值。
2、百分深度剂量分布特点：
剂量建成区：
从表面到最大剂量深度区域，此区域内剂量随深度增加而增加；
指数衰减区：
最大剂量深度以后的区域，此区域内剂量随深度增加而减少。
3影响X（γ）射线百分深度剂量的四个因素：
深度,能量,射野面积,源皮距
4组织最大剂量比（TMR）的定义
水体模中射线束中心轴某一深度的吸收剂量，与空间同一点模体中射野中心轴上最大剂量深度深度处同一射野的吸收剂量的比值。
5影响TMR射线百分深度剂量的四个因素：
深度,能量,射野面积,源皮距
6等剂量曲线的定义和特点
等剂量曲线：
将模体中百分深度剂量相同的点连接起来，即成等剂量曲线。
特点：
（1）能量增加，特定等剂量曲线的深度增加；
（2）低能射线的等剂量曲线弯曲，而高能射线的等剂量曲线平直；
（3）低能射线的等剂量曲线在边缘是断续的，并向外膨胀，而高能射线的等剂量曲线是连续的；
（4）钴-60具有较大的物理半影，而高能X射线半影较小。
7楔形因子的定义和楔形板临床三种应用
①解决上颌窦等偏体位一侧肿瘤用两野交叉照射时剂量不均匀问题；
②利用适当角度的楔形板，对人体曲面和缺损组织进行组织补偿；
③利用楔形板改善剂量分布，以适应治疗胰腺、肾等靶体积较大、部位较深的肿瘤。
8加速器处方剂量计算
（1）SSD照射技术：
用PDD值计算处方剂量
DT
Dm=——————————
PDD·SC·SP·FW·FT
例1
•能量为6MV的X射线，加速器剂量仪在SSD=100cm,dm=1.5cm处，10×10cm射野，校准1MU=1cGy,若一个患者的肿瘤深度d=10cm,用20×10cm射野,SSD=100cm,求每次肿瘤剂量给200cGy时的处方剂量Dm。
•查表：
PDD（d,20×10）=0.677,
•射野输出因子Sc*Sp=1.024
•DT
•Dm=——————————=289（MU）
•PDD·SC·SP·FW·FT
例2
•肿瘤深度d=10cm,用20×10cm射野,等中心照射,能量6MV的X射线，求DT=200cGy时的处方剂量Dm。
•查表：
TMR（d,20×10）=0.787,
•射野输出因子Sc*Sp=1.024，
•DT
•Dm=──────────=241（MU）
•TMR·SC·SP·FW·FT
小结
1、基本概念：
基态、激发态、特征辐射、韧致辐射、放射性指数衰变规律、半衰期
1、原子能级：
原子根据外围电子所处的不同壳层状态而呈不同的能量级别。
2、基态：
电子填充壳层时按照从低能级到高能级的顺序以保证原子处于能量最低状态，这种状态称为基态。
3、激发态：
当电子获得能量，从低能级跃迁到高级而使低能级出现空位时，称原子处于激发态。
4、特征辐射：
处于激发态的原子很不稳定，高能级电子会自发跃迁到低能级空位上而使原子回到基态。
两能级能量的差值一种可能是以电磁辐射的形式发出，这种电磁辐射称为特征辐射；另一种可能是传递给外层电子，获得能量的外层电子脱离原子束缚而成为自由电子，这种电子成为俄歇电子。
每一种元素都有它自己的特征辐射。
5、韧致辐射：
原子核内核子（质子和中子）间的相互作用，使之具有一定的状态，如受外界能量的激发后，使整个核的能级发生变化。
当它由受激态返回固定态时，便释放γ光子，此种光子称为韧致辐射。
6、放射性指数衰变规律：
不稳定核素的放射性衰变遵从指数规律，称为指数衰变：
N=N0e-λt
7.半衰期：
放射性核素其原子核数目衰变到原来数目一半所需的时间称为半衰期，用T1/2表示。
T½=0.693/λ
λ为衰变常数
如：
钴-60源T
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