1、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内容体位固定技术定位技术放射治疗技术3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/体膜）4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
2、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 cradle6液体混合发泡成型技术7高分子低温水解塑料罩（面膜/体膜）固定将水解塑料投入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。89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
3、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。1011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14
4、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常规模拟定位机：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。：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。17CT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
5、纤维水平床板，进床精度0.5mm）18CT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）19CT模拟定位系统20CT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
6、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224D-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
7、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。234D-CT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。244D-CT前瞻性呼吸门控系统254D-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264D-
8、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274D-CT回顾性呼吸门控系统284D-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靶体积(PTV)有目的地选取合适的呼吸期相，进行门控放疗。29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
9、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(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（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
10、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实现适形的条件适形挡块(Block)多叶准直器(Multi-leaf Collimator,MLC)33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铅挡35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
11、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个叶片单独运动，达到射野动态或静态成形的目的。3637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(IMRT)采用多野等中心技术及逆向设计治疗计划，先将照射野
12、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)：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)43调强适形放射治疗(IMRT)44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
13、。4546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调强拉弧放射治疗(intensity-modulated arc therapy,IMA
14、T)以传统直线加速器和常规多叶准直器为基础，通过机架连续旋转实施放疗的一种方法。是IMRT的旋转实现方式。在IMAT的每个弧形照射时，MLC叶片在机架旋转的同时连续运动。射线强度调制的程度与每弧射野数和弧的总数有关。49IMAT的别称容积调强拉弧治疗(volumetric-modulated arc therapy,VMAT)医科达公司RapidArc 瓦里安医疗系统公司SmartArc 飞利浦医疗公司锥形束治疗(cone beam therapy)西门子公司50IMAT的技术优势旋转治疗为获得理想的剂量分布提供了极大的灵活性。不间断连续照射使之成为高效的照射技术。51IMAT与固定野静态IM
15、RT比较的优势相同或更好的靶区剂量覆盖率重要危及器官的接受剂量降低机器跳数显著减少治疗时机缩短（提高治疗效率，降低照射过程中患者的位移机会）缺点：受低剂量照射的组织体积增加。52图像引导放射治疗(image guide radiation therapy,IGRT)在调强放射治疗的基础上，充分考虑靶区及正常组织在治疗过程中的运动和分次治疗间的位移误差（如呼吸运动、日常摆位误差、靶区收缩等）对放疗剂量分布和治疗计划的影响，在患者进行治疗前、治疗中利用各种影像设备(X线片、CT等)对肿瘤及正常器官进行实时的监控，并能根据器官位置的变化调节照射野，使其与靶区保持一致，进而提高治疗的精确度。53图像引
16、导放射治疗(IGRT)1.分次治疗的摆位误差体表标记与体内靶区的相对位置光距尺和激光灯的定位误差治疗床和模拟定位床的差别体表标记线的宽度和清晰程度技术员的操作习惯（操作不当）54图像引导放射治疗(IGRT)2.不同分次间(interfraction)的靶区移位和变形消化系统和泌尿系统器官的充盈程度体重改变肿瘤缩小、变形55图像引导放射治疗(IGRT)同一分次中(intrafraction)的靶区运动呼吸运动的影响（胸、腹）心脏跳动胃肠蠕动血管跳动56图像引导放射治疗(IGRT)在线校位自适应放疗屏气和呼吸门控技术四维放射治疗实时跟踪治疗57在线校位在每个分次治疗的过程中，当患者摆位完成后，采集
17、患者2D/3D图像，通过与参考图像（模拟定位图像或计划图像）比较，确定摆位误差，实时校正，然后实施放射治疗。电子射野成像装置(electronic portal imaging device,EPID)锥形束CT(cone beam CT)58电子射野成像装置(EPID)利用探测器矩阵在射野出束方向获取图像的一种成像系统，被广泛应用于放射治疗中的患者靶区位置和射野形状验证。EPID图像也反映了测量平面的剂量分布，因此可能用于放射治疗的剂量学验证。59锥形束CT(cone beam CT)X线发生器以较低的射线量（通常球管电流在10毫安左右）围绕投照体做环形数字式投照(DR)。然后将围绕投照体多
18、次（180-360次，依产品不同而异）数字投照后交集中所获得的数据在计算机中重组后进而获得三维图像。60锥形束CT(cone beam CT)优势（与传统体层螺旋CT比较）显著提高X线的利用率（只需旋转360度即可获取重建所需的全部原始数据）加速数据的采集速度（面状探测器采集投影数据）很高的各向同性空间分辨力局限性：投照重组图像中低密度分辨率不够，对部分软组织解剖结构(软组织病变)显像不如多排螺旋CT清晰全身锥形束CT的技术应用未突破61在线校位-锥形束CT62在线校位-锥形束CT63自适应放疗根据放疗过程中的反馈信息，对治疗方案做相应调整的治疗技术或模式。用离线方式测量最初数次放疗的摆位误差
19、（59次），预测整个疗程的摆位误差；根据每个分次实际照射剂量的累积情况，调整后续分次的照射剂量；根据疗程中肿瘤对治疗的相应情况，调整靶区和（或）处方剂量。64屏气和呼吸门控技术主动呼吸控制技术(active breathing control,ABC)、深吸气屏气技术(deep inhalation breath holding,DIBH)；需要呼吸训练及承受适当时间长度的屏气动作。呼吸门控(respiratory gating)：在治疗过程中，采用红外线或其他方法监测患者的呼吸，在特定的呼吸时相触发射线束照射。时相的位置和长度就是门的位置和宽度。如Varian的RPM系统。65四维放射治疗在
20、影像定位、计划设计和治疗实施阶段均明确考虑解剖结构随时间变化的放射治疗技术。4D影像：已商业化4D计划设计4D治疗实施技术研究阶段研究阶段664D计划设计67实时跟踪治疗技术实时跟踪靶区：X射线摄影、体表红外线监测装置、AC电磁场、超声等。实时调整射线束：调整MLC叶片位置、调整电磁场、调整治疗机(如CyberKnife).实时调整患者身体：调整治疗床（适用于缓慢间断性的运动，不适用于呼吸引起的连续运动）68立体定向放射治疗（广义）立体定向放射手术立体定向放射治疗（狭义）69立体定向放射手术(stereotactic radiosurgery,SRS)指使用小野集束的电离射线精确地聚集于靶区，
21、给以一次大剂量一次大剂量照射，导致病变组织坏死的一种放射治疗技术。由于高剂量区集中于靶区，周围正常组织剂量很少，射线起到手术刀的作用，故称为放射手术或放射刀。一般适用于治疗小体积病变或靶组织为晚反应组织者（如颅内动静脉畸形AVM、脑膜瘤等），也可作为恶性肿瘤常规放疗后残留小病灶的推量。70立体定向放射治疗(stereotactic radiation therapy,SRT)利用立体定向技术，使用小野集束射线对靶区施以分次较大剂量照射，亦称为分次立体定向放射治疗(fractionated stereotactic radiation therapy,FSRT)。一般适用于治疗较大体积病变或靶组
22、织为早反应组织者（如大多数恶性肿瘤），尤其适合于治疗体积相对较大的肿瘤以及靠近或位于关键部位的肿瘤。71刀：以产生射线的60Co为能源来实现SRS.：将201个60Co源按一定的经纬线排列在盔形壳体上，使各个60Co源的射线定向聚焦成一点形成一个球形照射野（直径18mm），虽然每一个60Co源放射出的剂量很小，但定向集中到一点之后，该点接受的累积剂量明显增加，从而达到治疗的目的，同时又不会损伤该点周围的正常结构。72刀73X刀：以产生X射线的直线加速器为放射能源来实施SRS.：通过直线加速器的机架旋转、X射线(615MV)剂量的输出控制、照射野的再次准直（即加设辅助性准直器以小野照射）和治疗床
23、的角度改变，形成非共面多弧度小野照射。由于靶点固定在旋转的等中心处，因此在旋转运动中靶点始终接受高剂量的X射线照射，而靶点周围结构仅收到很少剂量的射线，从而获得与刀相同的效果。常用于颅内动静脉畸形(AVM)、脑转移瘤、脑胶质瘤、垂体腺瘤、脑膜瘤等。74X刀75SRS/SRT的剂量学特点高剂量区集中分布在靶区内；靶区周边剂量梯度变化较大，即从高剂量线很快下降到低剂量线；靶区内及靶区附近的剂量分布不均匀；靶周边的正常组织剂量很少。76SRS/SRT的治疗原则适合治疗的理想肿瘤体积应接近球形且体积较小(130cm3)，影像学上有清晰的边界。较大体积或不规则病变可用多个靶点覆盖靶区来治疗，以形成一个尽
24、量适形于靶体积的剂量分布容积。肿瘤体积的大小与放射的疗效及并发症的发生直接相关，即肿瘤体积越大，其放射反应就越差，发生放射并发症的风险就越高。临床上一般用于残留、复发或转移病灶的治疗，也可用于肿瘤手术无法切除或年迈、体弱的患者。77SRS/SRT与常规放疗的区别78体部立体定向放疗(stereotactic body radiotherapy)在胸部肿瘤的应用肺转移瘤获得原发诊断明确。原发肿瘤控制或有其他部位转移但已控制或稳定。肺转移瘤化疗未控、不宜化疗或患者拒绝化疗（已接受多程化疗，尤其是使用对肺损伤较大的化疗药物者应慎重对待），化疗后要休息至少1个月以上。患者不宜手术或拒绝手术。能仰卧/俯
25、卧并保持固定体位3040分钟。肺部肿瘤左右径和前后径一般不大于4cm，上下径33.5cm以内。如呼吸动度小，可将病灶上下径一般控制在44.5cm。对单一径线大于5cm，根据具体情况也可收治。79SBRT在胸部肿瘤的应用80SBRT-在早期肝癌和肝转移瘤的应用确诊原发性肝癌或肝转移癌。原发肿瘤控制或有其他部位转移但已控制或稳定。介入治疗未控、不宜化疗或患者拒绝化疗。不宜手术或患者拒绝手术。能仰卧/俯卧并保持固定体位4060分钟。肝功能基本正常(child pugh分级A或部分B级)。转移瘤左右径和前后径一般不大于4cm，上下径33.5cm以内。如呼吸动度小，可将病灶上下径一般控制在44.5cm。
26、对单一径线大于5cm，根据具体情况也可收治。81SBRT-在早期肝癌和肝转移瘤的应用82术中放疗(intraoperative RT,IORT)在手术切除肿瘤或手术暴露不能切除的肿瘤的情况下，对瘤床、残存肿瘤、淋巴引流区或原发肿瘤在手术中给予一次大剂量照射。术中电子线放疗(intraoperative electrons,IOERT)术中高剂量率后装放疗(intraoperative high-dose-rate brachytherapy,HDR-IORT)83IORT适应症：1.根治性切除原发肿瘤时，术中对瘤床及淋巴引流区进行预防照射。2.外侵肿瘤无法切除或术后有残留病灶者，可进行计划性术
27、中放疗。3.由于邻近组织或器官放射敏感，单独外照射无法达到局部控制剂量的。4.使用术中放疗和外照射技术结合可获得更满意剂量分布的。禁忌症：1.临床已明确有转移或肿瘤已有广泛扩散者。2.不能耐受麻醉、手术和放射治疗的患者。84IORT实施条件：1.术中放疗加速器：移动电子线加速器2.专用限光筒3.术中近距离治疗设备4.术中放疗人员85赛博刀(cyberknife)一种图像引导的立体定向治疗设备，其将6MV直线加速器置于一6自由度的大型机器人手臂上，以图像引导系统和呼吸门控技术取代刚性的立体定向用的框架，加速器的等中心可以随靶区的变化而同步变化，实现了对单个或多个病灶同时治疗。86重粒子质量较大的粒子如快中子、质子、负介子以及氮、碳、氧、氖离子等。：物理学：在体内形成Bragg峰，优化剂量分布(峰处组织吸收剂量高，之前/后的正常组织受量低)；生物学：高LET射线，增加肿瘤对放疗的生物学效应（乏氧及细胞周期的影响小）。87
