放射治疗与放射治疗的质量保证及质量控制.ppt
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1、放射治疗与放射治疗的质量保证及质量控制,1895年 伦琴Roentgen发现X线1896年 Becquerel(贝克勒)发现铀的放射性1898年 伟大的居里夫妇发现镭,1910年 226Ra 用于近距离放疗1922年 库里吉(Coulidge)制成 200 kV X 治疗机1922年 Coutard&Hautant 报道第一例放射治愈晚期喉癌(巴黎国际肿瘤会议),放射源和放射治疗方法,利用射线束治疗肿瘤放射性核素辐射的各种射线X射线治疗机和加速器产生的X射线各种类型加速器产生的中子,质子,介子等远照射(External Bean Therapy)近距离治疗(Brachytherapy),照射方
2、式,远距离照射 最为常用,其优点为照射范围大、深度量高,靶区内同一平面剂量相对均匀以及操作方便等,近距离治疗 将放射源置于体表面、体腔内(如食管、子宫等)或插入组织内进行放疗,其剂量分布特点是靠近放射源处在较短时间内可得到极高剂量,而随着离放射源的距离加大,剂量梯度急剧下降,一般需与远距离外照射配合治疗,放射治疗在肿瘤治疗中的地位,我国2000年恶性肿瘤发生约200万人,死亡约140万人,2008 年肿瘤新病例为280万。每年应有180万新病人需放射治疗国内外统计,约有60-75%的肿瘤病人需用放疗,为经典的肿瘤治疗三大支柱(手术、放疗、化疗)之一。放疗适应症宽、疗效较好1997年WHO确认:
3、恶性肿瘤约45%可治愈,其中 22%手术治愈,放疗18%,化疗和其他疗法约5%武汉医学院统计33种肿瘤,5468例,放疗后5年生存率 44.9,10年生存率33.5,Radithe Oncol 2005:55%患者可以治愈手术贡献度为49%放疗贡献度为40%70%肿瘤患者需放疗化疗贡献度为11%,45%患者可以治愈,手术治愈占22%、放疗18%、化疗为5%,放疗在肿瘤治疗中的地位,Tubiana M,Eur J Cancer 1997,治疗前,治疗后,治疗后,治疗前,治疗前,治疗后,治疗前,治疗后,根 治 性 放 疗 姑 息 性 放 疗*高度姑息*低度姑息 综 合 治 疗*与手术的联合*与药物
4、的联合*与其他物理方法的联合(如加热等)急 症 放 疗,放疗的方式,放射治疗在肿瘤治疗中的地位在社会上、甚至在医疗卫生队伍中尚未完全确立,在2001年,我国应放射治疗的新患者约130万人,但仅收治了28.3万人。物理师缺乏。我国医生与物理师之比为5:1(2006年),发达国家为3:1,香港为2:1。放疗设备严重不足。WHO建议每百万人口有加速器2-3台,在英国有3.4台,美国为8.2台,法国4台。我国大概0.5台(到2006年底)人才素质发展不平衡,特别是在一些新建的放疗单位,很多从业人员是刚参加工作或从其他临床科室调入的医务人员,经短期培训或进修即从事放疗工作,没有经过系统的放射医学和肿瘤放
5、疗的专业培养,我国放疗存在的问题,放射治疗独特性,设备复杂剂量大 60-70 Gy分割照射:30-35次每次照射:数个野每个照射野:很多个参数,放射治疗独特性,举 例照射 30次,每次照射4野,每个照射野 15个参数,其中1/2和其它野不同1,000个参数3-CRT IMRT?,放疗剂量如能提高 10-20%,则肿瘤局部控制率由 50%提高到 75%。若正常组织的照射量增加 4-10%,放射反应的发生率由 25%提高到 50%。,2004-2007放射治疗事故,例1 英国 手工计算传达错误例2 美国 图像传输反了。例3 法国 测量仪器不合适例4 法国 动态楔形板计算错误例5 美国 IMRT计划
6、不正确例6 尚缺乏详细材料,October 2001,2005年以前,TPS计算出每个Gy的MU,然后人工去乘以每次的剂量,得到每次的MU数。2006-1-5 15岁的Lisa Norris 进行全中枢神经系统照射,结果头部左、右侧野 总剂量为55Gy(19X2.92Gy)。9个月后死于过 量照射事故,放射诊疗管理规定卫生部令第46号,本规定自2006年3月1日起施行,人员规定,第七条 医疗机构开展不同类别放射诊疗工作,应当分别具有下列人员:(一)开展放射治疗工作的,应当具有:1、中级以上专业技术职务任职资格的放射肿瘤医师;2、病理学、医学影像学专业技术人员;3、大学本科以上学历或中级以上专业
7、技术职务任职资格的医学物理人员;4、放射治疗技师和维修人员。,放疗医师的职责,收治患者并解惑确定靶体积及处方剂量监督治疗的整个过程,处理患者反应,物理师的职责,治疗设备的校准保证治疗剂量的正确执行对患者所受剂量进行评估,放疗技师的职责,准确执行治疗方案向主治医师报告患者情况(必要)治疗设备故障,放射剂量师的职责,获取患者数据计划设计(TPS或人工计算),最终的计划由物理师确认计划验证,设备规定和防护规定,医疗机构开展不同类别放射诊疗工作,应当分别具有下列设备;开展放射治疗工作的,至少有一台远距离放射治疗装置、并具有模拟定位设备和相应的治疗计划系统等设备;第九条 医疗机构应当按照下列要求配备并使
8、用安全防护装置、辐射检测仪器和个人防护用品:放射治疗场所应当按照相应标准设置多重安全联锁系统、剂量监测系统、影像监控、对讲装置和固定式剂量监测报警装置;配备放疗剂量仪、剂量扫描装置和个人剂量报警仪,肿瘤放疗的基本原则,照射范围 照射范围(靶区)应包括原发肿瘤和邻近潜在扩展区以及淋巴引流区,以95100等剂量线计算靶区剂量,误差不超过5。5cm直径肿瘤,若遗留1mm3,则有1.5105个瘤细胞存活剂量 要达到基本消灭肿瘤的目的,但呈指数杀灭,总有一部分细胞残留保护邻近正常组织和器官保护全身情况及精神状态良好,放射治疗的发展,电子计算机影像学技术,一 X线治疗机 二 钴60治疗机 三 医用电子加速
9、器 四 立体定向照射系统(X刀、刀)五 图像引导下放射治疗 六 放射治疗的辅助设备 七 近距离治疗机,设备介绍,X 线治疗机,球管,集线器,油、水冷却装置,60钴治疗机治疗过程,照射,钴源运动,设 备,2001年 2006年 加 速 器 542 918台 60Co治疗机 454 472台 深部X射线机 171 146台 后 装 机 379 400台 剂 量 仪 517 796台 模 拟 机 577 827台 T P S 381 851台,Gamma Knife,静态聚焦,医 科 达 伽 玛 刀 的 治 疗 原 理,刀(Gamma Knife),体部r刀,加速器治疗头结构,加速器立体定向系统X刀
10、,准直器适配器,准直器,床适配器,直线加速器为基础的X射线立体定向治疗多弧度非共面旋转原理,Novalis,Novalis,SRS技术,刀201个钴源4,8,14或18mm准直器通常采用多个等中心剂量分布不均(边缘处方50%剂量线)单次使用,加速器X刀6MV光子圆形二级准直器或MLC单个等中心剂量更均匀(边缘处方80%剂量线)多次使用,SRS/SRT and SBRT for Tumors,立体定向放射,SRT(X光刀-5个子野的ACR),MLC 两层铅门,MLC 两层铅门,带多叶光栏的加速器,美国瓦里安公司加速器上安装的60对叶片MLC示意图,多叶准直器,80叶多叶准直器 120叶多叶准直器
11、,实施三维调强治疗,适形调强放疗的实施,三维适形放射治疗定义,适形放射治疗为一种治疗技术,使得:高剂量区的形状在三维方向上与靶区(病变)的形状一致。,三维适形放射治疗,适形可以在两个层面上理解。较低的层面是射野适形,即通过加挡块或用MLC形成与靶区投影形状一致的射野形状;较高的层次是剂量适形,即多射野合成的剂量分布在3D空间中适合靶区的形状。,适形放射治疗的分类,经典适形放射治疗(Classical Conformal Radiotherapy,CCRT)只满足第一个必要条件调强适形放射治疗(Intensity Modulation Conformal Radiotherapy,IMRT)同时
12、满足两个必要条件。,MLC静态子野调强,将射野要求的强度分布分级,利用MLC形成的多个子野进行分步照射(stop and shoot),其特征是每个子野照射完毕后,照射切断,MLC再形成另一个子野,继续照射,直到所有子野照射完毕。所有子野的流强相加,就形成所要求的束流强度分布。,固定野静态MLC调强技术(Step and shoot,SMLC-IMRT),1 2 3,4 5,综合结果,又称子野排序技术,以靶区为中心,设计多个同中心照射野。每个射野又划分成一组若干个子野(subfields beamlits)子野1子野2子野3/放射线:出停出停,动态MLC调强,MLC运动和照射同时进行的调强方法
13、利用MLC相对应的一对叶片的相对运动,实现对射野强度的调节。特征是叶片运动过程中,射线一直处于“照射”状态。此种调强方式的准确度决定于电动MLC对其叶片运动速度的精确控制。,动态MLC调强,利用MLC相对应的一对叶片的相对运动来实现对射野内强度的调节的。在每个射野的照射过程中,由计算机系统按照调强计划给出的数据进行控制,在各对叶片作变速运动时,加速器不停地以变化的剂量率出束,由此得到所要求的强度分布。,动态MLC调强,技术特点是:一对相对的叶片总是向一个方向运动,并在运动过程中不断形成各种形状的窗口(即子野)扫过靶区。一般动态调强的每个射野都由上百个子野组成,滑窗开口的设置及每对叶片任何时刻都
14、由一个程序控制。在相对的叶片之间的窗口开到最大时,使用最大的叶片速度,这样可以缩短治疗时间。需要参与射束传输的叶片数目取决于靶区的长度,靶区越长涉及的叶片就越多。这种调强方法治疗需要的时间比较短,然而剂量验证工作比静态调强困难得多。,固定野动态MLC调强技术,三维调强放射治疗,MLC静态(Step&Shoot)调强,MLC动态滑窗式(Sliding window)调强,Targeting&Motion Consideration,Active Breathing Coordinator(ABC),Courtesy ofWBH,Active Breathing Coordinator,Targe
15、t Immobilization.Freezes organ&tumor motion due to breathingAdvantage over external motion monitoring systemsIncreases conformance by allowing tighter tumor margins,Techniques to Treat Mobile,Techniques to Treat Mobile Tumors,Techniques to Treat Mobile Tumors,Techniques to Treat Mobile Tumors,Techni
16、ques to Treat Mobile Tumors,调强放射治疗(Intensity Modulated Radiation Therapy IMRT)是一种复杂的照射技术。目的是最大限度的灭杀肿瘤细胞,同时限制正常组织,特别是敏感器官接受过量照射。,放射治疗的原则,给予肿瘤最大剂量,提高局部控制率降低正常组织损伤,William Tell 的故事,Radiation Therapy Techniques,常规放疗(2D)三维适形放疗(3D),mHDR OncoSelect,多种机型可选择 30 通道 18 通道 6 通道 3 通道,高剂量率近距离治疗,高剂量率近距离治疗,Small ra
17、dioactive source(0.9 x 3.6 mm),施 源 器,全身所有部位超过200种施源器可供选择,妇科施源器,鼻咽施源器,直肠施源器,肺,食道,Applications,头颈部,Applications,乳腺施源器,食管内近距离治疗,以影象为基础的宫颈癌近距离治疗,肿瘤最新放疗技术质子和重离子放疗,上海市质子重离子医院复旦大学肿瘤医院质子重离子中心,模拟定位机,常规模拟机,患者,CT模拟机,CT模拟系统主要组成部分,CT模拟,大孔径或常规CT 平面定位床模拟机工作站激光定位系统,CT-SIM,什么是PET/CT?,CT,PET,PET/CT,CT成像可获得高质量的解剖图像(组织
18、密度),分辨率可达毫米范围。但它不能反映组织内部的代谢情况。,PET显像是一种定量的功能(代谢)成像检查,分辨率不及CT,反映解剖结构的能力较差。,Morphology-Function-Cells-Genes/Proteins,肿瘤的诊断、定位(影像学的发展),X-rayCTMRIPET,固定装置,有创固定装置(X刀、刀使用,精度1mm内),治疗计划系统(Treatment Planning System,TPS),指物理师在工作站上利用治疗计划软件设计患者治疗计划的过程。它主要包括三个方面的内容:计划设计,放射剂量的显示和治疗计划的优化。,治疗计划系统,治疗计划系统是治疗计划设计过程的,心
19、脏,IAEA 430,三维治疗实施,放射治疗局域网络,在放射治疗部门建立服务于放射治疗信息网络化管理的医学影像归档与通信系统(picture archiving and communication system,PACS),实现诊疗设备间信息共享,提高放射治疗自动化和智能化水平。放射治疗科建设网络系统的目的:完成三个方面的任务 1.对患者进行放射治疗的记录和验证,记录和验证是治疗全过程的关键活动,这要涉及在一些关键设备之间进行的实时通讯;2.传输图像,包括用于设计治疗计划的图像和治疗时对患者定位验证的图像;3.描述患者信息的文本传输。,放射治疗网络系统,文件传输,主要内容是患者治疗数据,包括加
20、速器参数,如束流方向、束流尺寸、动态及静态多叶光栅形状、治疗床位置、剂量及治疗附件等。传输采用DICOM标准的网络传输或采用DICOM标准文件格式以磁盘方式进行。现已有商品化的放射治疗科计算机局域网系统,如Varian公司的Varis系统及Siemens公司的Lantis系统。Lantis系统,是目前市场上最完善的肿瘤信息管理系统。,放疗局域网络示意图,可录入全科工作人员的基本情况,分为系统管理员、工程师、物理师、护士、医师和技术人员,按各人员的工作范围,设定不同的使用权限。整个网络内容分为系统管理、医疗数据和图像数据三部分,对工作人员设定不同的使用权限,对全科收治的所有患者实行计算机管理,对
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