加速器治疗恶性肿瘤
模拟定位机应用 + 1980’s MRI应用于肿瘤诊断和放疗
放疗计划系统（TPS）应用 + 1990’s 适形放射治疗及调强放射治疗（IMRT）
CT模拟机
放射治疗设备
深部X线治疗机
钴-60治疗机
放射治疗设备
直线加速器
后装治疗机
放射治疗的辅助设备
治疗计划系统（TPS） + 利用数学模型，计算剂量分布的计算机系
WHO2002年报告45%的恶性肿瘤可治 愈，其中手术治愈22%，放射治疗治愈 18%，化疗治愈5%。
+ 一、 + 二、 + 三、 + 四、 + 五、 + 六、 + 七、
放射治疗发展历史 放射治疗设备 放射物理 放射生物 放射治疗临床 IMRT和IGRT 放射治疗进展
放射治疗发展历史
1895年 伦琴 发现 X 射线
引导图像类型 4D 图像
Brain-lab 的Norvalis立体定向放疗系统 Accuray 的CyberKnife 立体定向放疗系统
这两种设备均安装了两对kV 级X 线球管和射线探测 器阵列,两对装置轴线正交,相对水平方向倾斜45°
IGRT的主要实现方式
IGRT应用 （在线校位）
获取3D计划影像
采用螺旋CT技术 • 锥形束 CT 医科达的Synergy 、西门子的Artiste 、
瓦里安的Trilogy 系列加速器
图像引导放射治疗
引导图像类型 3D CT图像 获取CT图像方法：
KV锥形束CT 医科达 synergy
KV、MV成角90度 获得3D容积图像 静态、动态EPID、
图像引导放射治疗
+ 姑息性放疗：一般分期较晚（有转移）， 病人健康状况差，对放射线抗拒等，通过 放疗缓解由肿瘤引起的局部症状，如癌性 疼痛、出血、压迫或侵犯引起的梗阻 。
首选放疗 鼻咽癌，喉癌，扁桃体癌，舌 癌，恶性淋巴瘤，宫颈癌，皮肤癌，上 段食道癌等
次选放疗或配合其它治疗 颅内肿瘤，上 颌窦癌，下咽癌，肺癌，下段食道癌， 胸腺癌，直肠癌，乳腺癌，膀胱癌，淋 巴瘤等
外线，或埋在患者体内的电磁波转发装置发出的电 磁波等
图像引导放射治疗
引导图像类型 2D 平片 • 传统胶片 拍摄正侧位或射野形状胶片，与计划
影像比较，查每次摆位；当误差大于允许值时， 通过移床予以校正，然后再做治疗 • 电子射野影像系统（EPID）
图像引导放射治疗
引导图像类型 3D CT图像 获取CT图像方法： • 同轨 西门子Primatom采用 CT-on-rail 技术 • 断层治疗的直接CT获取 Tomotherapy HiArt 系统
• 利用这些图像和(或 )信号，引导此次治疗和(或) 后续分次治疗
图像引导放射治疗
校正患者摆位
调整治疗计划
引导射线束照射
最终目的
引导放射线准确的按计划设计投照到肿瘤靶区
IGRT系统流程
图像引导放射治疗
引导图像类型
• 二维 X射线透视图像或三维重建图像， • 有时间标记的四维图像 • 超声二维断层图像或三维重建图像 • 其他信号 可以是体表红外线反射装置反射的红
开始精确治疗
病人摆位
修正位置
获取治疗体位影像
与计划图像比较匹配
IGRT的主要实现方式
IGRT应用（自适应放疗）
每个分次治疗时获取图像
测量每次摆位误差 根据最初(5～9 次) 误差预 测整个疗程的摆位误差; 调整PTV 和CTV 的间距
修改治疗计划 继续治疗
IGRT的主要实现方式
IGRT应用（呼吸门控技术）
• 加快计划设计的速度，降低剂量优化设计的复杂 性。
• 调整最佳治疗计划使之符合实际剂量投射技术的 要求，满足各种硬件条件的限制。
调强放射治疗
调强放疗的实施方法： • 静态调强
- 在叶片、机架、治疗床运动时不出束 - 较慢，较简单 • 动态调强 - 在叶片、机架、治疗床运动时要出束 - 较快，较灵活，较复杂
X线治疗机：X线 直线加速器：电子线，X线 重粒子加速器：质子，中子，负π介子和
碳，氧等重粒子
电离射线与物质的相互作用
X、γ射线 + 光电效应 + 康普顿效应 + 对电子效应
电子线 • 电离 • 激发 • 轫致辐射
电离射线的吸收剂量
+ Gy（格雷，Gray） + 1 Gy=100cGy=1J/Kg
临床适应症
• 肿瘤局部控制失败占主要的癌瘤 • 因肿瘤局部控制失败导致远地转移的癌瘤 • 解剖结构复杂、形状比较复杂，特别是凹
形靶区；或多靶点的肿瘤的治疗 • 常规放疗疗效很好，希望进一步减少放射
并发症和改进患者疗后的生存质量
图像引导放射治疗
定义 图像引导放疗（IGRT）是指通过放疗前以加 速器自带的CT进行扫描，采集并重建三维图 像，与治疗计划图像配准后再实施治疗。
放疗与手术的综合治疗
优点：大部分肿瘤已被切除，有手术及病理指 导放射治疗，有利于放射治疗的控制。
缺点：损伤了血运可能造成残存的癌细胞乏氧而 不敏感。
手术切除不彻底的病例采用术后放射治疗，可 降低局部复发。疗效较肯定的报告为乳腺癌、肺 癌、卵巢癌Ⅱ期、脑星形细胞瘤Ⅲ、Ⅳ级等。
放疗与化疗的综合治疗
目前应用广泛，如肺癌、食管癌、头颈部鳞癌、直肠 癌、宫颈癌等。 包括同步放化疗、序贯放化疗、交替治疗等。 优点：提高肿瘤局部控制，减少远处转移，器官结构 和功能的保存。 缺点：增加全身或局部毒性。
综合治疗不是简单的先手术，手术失败 后则放射治疗，放射治疗失败后化疗，而 是要组织相关科室的人员共同制订目的明 确、有根据、有计划且合理的综合治疗方 案，只有这样才能提高疗效。
调强适形放疗
适形放射治疗的分类：
经典适形放射治疗 调强适形放射治疗（IMRT）
调强适形放疗
概念： 调强放射治疗（IMRT）是一种能够将高剂量
放射治疗计划类似 • 治疗的机器跳数减少
容积旋转调强放射治疗
适应症
• 绝大多数传统调强技术能治疗的病种， VMAT同样也均能实现。 • 已有多篇文献成功报道了 头颈部癌，前列腺癌，直 肠癌，宫颈癌，肺癌，椎 体转移癌，多发脑转移癌 等。
螺旋断层放射治疗
定义 • 螺旋断层放疗 （TomoTherapy） 通过开关方式调制扇形束来 进行调强（IMRT）治疗， 该放疗系统像螺旋CT一样， 在机架和床的联动过程中用 螺旋断层方式进行放射 治疗。
统帮助比较、确定合理的放疗计划 + 逆向计划系统可以按照给定条件优化放疗
计划
放射治疗的辅助设备
模拟机： + 能重复治疗机的所有运动，并模拟治疗机
几何条件的X线透视装置 + 在模拟的治疗条件下，确定照射范围 + 可摄片留作资料 + CT模拟机可三维重建患者结构，并确定照
射野
放射物理学
射线的种类： 同位素：天然的，如镭226 人工的，如钴60 ，铱192
姑息性放疗 止痛：有效率80%以上；减 轻压迫：颅内高压，脊髓截瘫，上腔静 脉综合症；止血：鼻咽癌，宫颈癌等
放疗与其他治疗的综合治疗
(一)、术前放疗 优点：（1）照射后使肿瘤缩小，从而提高手
术切除率，（2）减少手术野内癌细胞的污染， 从而减少手术区癌细胞种植，降低癌细胞的生命 力，从而可能减少播散。
• 中度敏感：基底细胞癌、鳞状细胞癌、非 小细胞肺癌
• 低度敏感：大部分脑瘤、软组织肿瘤、骨 肉瘤及恶性黑色素瘤
放射治疗临床应用
放射治疗总体原则：
尽量提高肿瘤区剂量， 同时尽量降低正常组 织受照剂量。达到杀 灭肿瘤，又不严重损 伤肿瘤周围正常组织 的目的。
放射治疗方式
+ 外照射（远距离）：源位于体外的一定距 离，集中照射某一处组织，是最常用的方 式。
1901年荣获首届Nobel物理学奖
放射治疗发展历史
1896年 贝克雷尔发现铀的放射性
放射治疗发展历史
1896年 居里夫妇发现镭
1903 年 Nobel物理学奖 1911年 Nobel化学奖
+ 1896年 第一例放射治疗 + 1920’s x线治疗喉癌 镭治疗宫颈癌 + 1930’s Courtard 建立了分次放疗的方法 + 1950’s 钴-60治疗恶性肿瘤 + 1970’s CT应用于肿瘤诊断和治疗
呼吸运动
肿瘤控
制率下 降
脱靶
肺部靶 组织位
移
放疗并 发症增
加
正常组 织损伤 增加
扩大 照射 区
IGRT的主要实现方式
自主屏气
主动
腹部压块 bodyfix
被动
暂停/减 小呼吸
运动幅 度
呼吸运动
照射野 跟随运
动
体外标记 体内标记
动态监 测呼吸
加速器 响应
放射治疗技术新进展
•容积旋转调强放疗（VMAT） •螺旋断层放疗（Tomo Therapy） •自适应放疗 •立体定向放疗（SRT） •重粒子放疗
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容积旋转调强放射治疗
定义
容积旋转调强放射治疗 （VMAT）是指通过一种 新的剂量传输方法完成一 个弧或多个弧的机架旋转 来实现调强适形放射治疗， 在加速器传输剂量的同时 机架旋转角度、输出剂量 率、多叶准直器叶片的运 动位置均在连续不断地改 变。
容积旋转调强放射治疗
特点 • 与传统调强放射治疗 相比，治疗时间明显 缩短 • 剂量分布与传统调强
螺旋断层放射治疗
螺旋断层放疗机(TomoTherapy) 是目前世界上唯一能够治疗癌症的 CT 机
螺旋断层放射治疗
特点 • 将直线加速器和螺旋CT整合 • 每日兆伏级CT图像，可观察剂量分布及肿