腫瘤放療學總結(詳細)

小 結1 概述： 近距離治療的定義、特征；近距離放療也稱內照射，它與外照射（遠距離照射）相對應，是將封裝好的放射源，通過施源器或輸源導管直接置入患者的腫瘤部位進行照射。2、基 本 特 征1. 放射源貼近腫瘤組織，腫瘤組織可以得到有效的殺傷劑量，而鄰近的正常組織，由于輻射劑量隨距離增加而迅速跌落，受量較低。2. 近距離照射很少單獨使用，一般作為外照射的輔助治療手段，可以給予特定部位，如外照射后殘存的瘤體等予以較高的劑量, 進而提高腫瘤的局部控制率。 分類： 按放射源的置入方式：手工 手工操作大多限于低劑量率且易于防護的放射源 。后裝技術 后裝技術則是指先將施源器 (applicator) 置放于接近腫瘤的人體天然腔、管道或將空心針管植入瘤體，再導入放射源的技術，多用于計算機程控近距離放療設備。 按放射源的劑量率；6、近距離放療按劑量率大小劃分 l 低劑量率 (LDR)： 24Gyh l 中劑量率 (MDR)：412Gyh l 高劑量率 (HDR)： 12Gyh 按治療方式3、近距離放療的照射方式l 腔內治療l 管內治療l 組織間插植治療l 術中插植治療l 表面敷貼治療 近距離放療使用放射源的種類及特點一、近距離放療的物理量和單位制l 放射源的活度 (activity，A) ： 放射性物質的活度定義為源在 t 時刻衰變率。 放射活度的舊單位是居里(Curie)，符號Ci，它定義為1Ci=3.71010衰變/秒 在標準單位制下放射活度單位是貝克勒爾(Bq)，1Bq=ldps=2.7010-11Ci l 密封源的外觀活度 Aapp： 在實際應用中，源的有效活度直接受源尺寸、結構、殼壁材料的衰減及濾過效應的影響，源在殼內的內含活度，即裸源活度與有外殼時放射源的活度測量值可能存在很大差異，因此派生所謂外觀活度的概念，它定義為同種核素、理想點源的活度，它在空氣介質中、同一參考點位置上將產(chǎn)生與實際的有殼密封源完全相同的照射量率。目前隨著源尺寸的微型化，外殼材料變得更薄，導致外觀活度與內含活度的差異日趨縮小，外觀活度又可稱作等效活度 。l 放射性核素的質： 放射性核素射線的質量用核素符號、半衰期和輻射線的平均能量三要素來表示。 如：鈷Co-60的半衰期=5.24年， 輻射線平均 能量為1.25MeV; 銥Ir-192的半衰期=74.2天， 輻射線平均能量為0.38MeV;l 照射量常數(shù): 在特定的條件下，單位質量的放射源在單位距離處的純射線的量。l 吸收劑量 D: 吸收劑量的定義為dE/dm的商，dE為電離輻射在質量為dm的介質中沉積的平均能量。SI單位為戈瑞（Gy）。二、劑量計算距源r處吸收劑量： D=A f (1/r2 ) T其中： A：源的外觀活度（mCi) f：倫琴拉德轉換因子（cGy/R-1) : 照射常數(shù) ：劑量分布不均勻校正函數(shù)，一般取常數(shù) T：組織散射與衰減因子2 近距離放療的物理量、單位制和劑量計算 放射強度的表示方法。 放射源周圍的劑量分布。 源的空間劑量分布； 水中與空氣中劑量轉換。3、近距離放療的劑量學系統(tǒng)和施治技術 腔內治療劑量學 斯特哥爾摩系統(tǒng)、巴黎系統(tǒng)、曼徹斯特系統(tǒng)特點； ICRU規(guī)定 除確定靶區(qū)和治療區(qū)外，ICRU還定義了參考體積的概念，即參考等劑量面包羅的體積。參考劑量值對低劑量率(0.42Gyh)治療為60Gy；對高劑量率治療為相應的(60Gy)等效生物劑量值。參考體積由劑量分布反映的長 (dl)、寬 (dw)、高 (dh) 確定 . 定義直腸劑量參考點(R)、膀胱劑量參考點(BL) 插植治療劑量學：巴黎系統(tǒng)的基本原則。l 布源規(guī)則 ： 等距封裝在塑管中的串源 (ribbon) 均呈直線型、彼此相互平行、各線源等分中心位于同一平面、各源相互等間距、排布呈正方形或等邊三角形、源的線性活度均勻且等值、線源與過中心點的平面垂直。 l 若靶區(qū)厚度T12mm則用單平面插植，l 若靶區(qū)厚度T12mm則用雙平面插植l 基準劑量點 (basal dose points) 定義在正三角形各邊垂直平分線交點或正方形對角線的交點。該點是源 (針管) 之間劑量最低的位置，基準劑量 (Basal Dose) 是各基準點劑量BD的平均值BD：且參考劑量RD=0.85 BD 管內治療劑量學：參考點的選擇。 腔管治療的劑量參考點大多相對治療管設置，且距離固定。 例如，食管癌、氣管腫瘤參考點設在距源軸10mm處，直腸、陰道癌治療參考點定在粘膜下，即施源器表面外5mm。當然，這并不意味著認定腫瘤靶區(qū)邊緣就在這一距離，而是為了施治技術的相對統(tǒng)一以及便于院所間交流形成的規(guī)范。因為如果不這樣做，距離反平方因素將會使各院所之間的實際施治劑量大相徑庭，完全喪失交流的基礎，這是近距離放療有別于外照射的一個重要方面。 施治技術： 腔內與管內、組織間插植照射、手術中置管照射、敷貼治療4近距離放療臨床劑量學步驟 1. 療前準備、施用器置放及護理措施； 2. 靶區(qū)定位、施源器及解剖結構的空間重建； 3. 劑量參考點的設置； 4. 計算源在各個駐留位的照射時間和優(yōu)化處理，顯示劑量分布； 5. 出源照射治療； 6. 治療結束后，取出施用器。 放射源的定位方法：正交定位技術、立體平移定位技術、立體變角定位技術小 結1. 放射治療的基本目標 提高放射治療的治療增益比，即最大限度地將放射線的劑量集中到病變（靶區(qū)）內，殺死腫瘤細胞，而使周圍正常組織和器官少受或免受不必要的照射。2. 限制腫瘤劑量提高的原因:1. 不能獲得靶區(qū)和重要器官詳細的三維信息;2. 較難或很少計算OAR及興趣器官與組織的劑量分布的細節(jié);3. 常規(guī)治療只限于共面設計，較難實施非共面射野的照射;4. 缺乏計劃評估手段;5. 整個治療過程病人體位不能保證精確重復, 6. 缺乏治療驗證措施，治療誤差較大。3. 精確放療的實現(xiàn)及含義 精確定位；精確設計；精確照射： 精確定位：采用CT或MRI立體定向、三維重建的定位方法 精確設計：采用三維計算、三維顯示,三維適形調強逆向設計的方法 精確照射：采用動態(tài)多弧或靜態(tài)多野非共面聚焦式適形調強照射的方法. 什么是適形放療？適形放療（3 dimensional conformal radiation therapy, 3DCRT）是一種技術，使得高劑量區(qū)劑量分布的形狀在三維方向上與病變（靶區(qū)）形狀一致。. 3DCRT劑量分布特點： （1）高劑量區(qū)劑量分布的形狀在三維方向上與病變（靶區(qū)）的形狀一致； （2）靶區(qū)內的劑量分布符合預定要求。. 立體定向適形調強放療技術對設備的要求：（1）基本設備 1. 直線加速器 2. 模擬定位機 3. CT或MRI 4. 模室設備（2）專業(yè)設備1. 三維治療計劃系統(tǒng)（3DTPS) 2. 定位裝置 3. 治療擺位裝置 4. 限束裝置（準直筒、MLC等） 5. 體位固定裝置 6. 驗證裝置. 適形放療基本流程圖小 結1. 定義：立體定向、SRS、SRT什么叫立體定向？利用立體定向裝置、CT、MRI和X線數(shù)字減影等先進影像設備及三維重建技術，確定病變和臨近重要器官的準確位置和范圍，這個過程叫作三維空間定位，也叫立體定向。 立體定向放射手術 (SRS) 的定義： 利用立體定向放射技術，用多個小野三維集束單次大劑量照射病變。立體定向放射治療（SRT）的定義： 利用立體定向放射技術，用多個小野三維集束多次大劑量照射病變。2. 立體定向原理、劑量分布特點原理：多個小野（線束）在三維方向上集束，在一個焦點（腫瘤）上相交，定向單次大劑量集中照射病變 。SRT（SRS）劑量分布的特點SRT(SRS) 的小野具有高斯形的劑量分布，這種劑量分布就像一把尖刀插入病變內。靶區(qū)定位的 1 mm誤差可以引起靶周邊最小劑量變化約10%的量級。(1) 小野集束照射，劑量分布集中；(2) 靶區(qū)周邊劑量變化梯度較大；(3) 靶區(qū)內及靶區(qū)附近的劑量分布不均勻 ；(4) 靶周邊正常組織的劑量很小。3. SRS（SRT）的實現(xiàn)方式： X刀、刀SRT（SRS）的實現(xiàn)方式l -刀：使用多個鈷-60放射源分布于頭頂部半球的不同經(jīng)緯度上，經(jīng)準直后聚焦于一點，此點稱為焦點。l X-刀：以加速器為基礎的X射線SRT (SRS) ：一般采用4 12個非共面圓形小野繞等中心旋轉，達到 刀集束照射同樣的劑量分布。4. SRS（SRT）的實現(xiàn)步驟X()射線SRT(SRS)治療一般要經(jīng)過四個過程 : 1. 固定頭架：將立體定向裝置固定在病人身上； 2. 影像學定位：利用立體定向裝置、CT、MRI 等先進影像設備及三維重建技術對病變準確位 ； 3. 治療計劃設計：用三維治療計劃系統(tǒng)精確地設計治療方案 ； 4. 照射治療：按照計劃對病變實施、手術、照射。5. 臨床應用的特點（一） 嚴格掌握 X()刀治療的適應癥（二） 嚴格實施質量保證與質量控制（三） 嚴格按照治療程序實施治療小 結1、QA、QC的定義：質量保證：在病人放射治療的整個服務過程中，為確保治療方案的一致性和治療方案的安全實施，包括靶區(qū)獲得足夠的照射劑量，同時最小的正常組織、最少的工作人員照射量和對病人有效監(jiān)控而制定或采取的手段。質量控制: 采取必要的措施保證QA的執(zhí)行，并不斷修改服務過程中的某些環(huán)節(jié)，達到新的治療保證水平 2、QA、QC的意義：3、可能影響劑量精度的偏差：1.患者解剖結構的確定 患者體位，描繪外輪廓，定義敏感器官，組織不均勻性的影響；2靶體積的定義 靶體積的形狀和位置，由于器官和組織的生理活動，如呼吸對其的影響；3治療計劃設計 臨床射線束數(shù)據(jù)，計算機軟件和硬件等產(chǎn)生的偏差；4治療實施 在機器校準，病人擺位，不規(guī)范的操作和設置產(chǎn)生的偏差；5患者數(shù)據(jù)資料 登記，診斷，治療處方及描述，過去治療記錄的出現(xiàn)的偏差。4、物理技術方面QA：1）治療機和模擬機的機械和幾何參數(shù)的檢測與調整;2）加速器劑量檢測系統(tǒng)和鈷-60計時系統(tǒng)的檢測與校對;3）治療計劃系統(tǒng);4）腔內組織間治療和安全. 靶區(qū)劑量的總不確定度：5% 治療機參數(shù)變化和治療中病人體位移動造成的不確定度 ： 10 mm5、日檢、月檢、季檢、年檢及不定期檢的項目、指標與方法每 日 1 . 加速器水冷系統(tǒng),內循環(huán):包括水溫( 40 )、水壓( 60Pb )、水量(不低于水位下限 ),外循環(huán): 水流量 。 2 . 六氟化硫(SF6)(30-32 Psi) 。 3 . 空氣壓縮氣保證清潔無水 。 4 . 安全連鎖包括: 門連鎖、治療室手控盒連鎖、電子線限光筒防碰撞連鎖、控制臺治療鑰匙連鎖、開機指示燈是否亮 。 5 . 監(jiān)視系統(tǒng)是否正常, 包括攝像機和對講機 。 6 . MLC 自檢 。 7 . VARIS 網(wǎng)絡與加速器連接, 自動擺位 。 8 . VARIS 網(wǎng)絡治療數(shù)據(jù)備份 。 9 . 加速器頭部X刀等中心檢測 （ 用指針，每次用前 ）。 每 周 1 . 加速器 ( 模擬機 ) 機架角度指示、加速器機頭角度指示 。 2 . 加速器 ( 模擬機 ) 床旋轉角度指示、床升降指示 。 3 . 加速器 ( 模擬機 ) SSD100cm指示 。 4 . 加速器室 ( 模擬機室 ) 激光燈等中心誤差 ( 1 mm ) 。 5 . 加速器 ( 模擬機 ) X-Y雙方向指示與燈光野符合性 。 6 . MU1與MU2的偏差 ( 1 % ) 。 7. MU絕對劑量測量 ( 1 % ) 。每 月 1. MLC 逐個葉片自檢 （ 用維修專用軟件 ） 。 2. X 射線能量Q 值變化( 測J20 J10 比值, 2 % ) 。 3.加速器 ( 模擬機 ) 治療床橫向、縱向指示。 4.加速器照射野與燈光野符合性( 2 mm ) 。 5.治療擺位輔助裝置和固定架 。 每 季 1.清潔MLC葉片( 不拆MLC ), 用膠片驗證 。 2.加速器 ( 模擬機 ) 床橫向、縱向軸承清潔( 用無水酒精清洗,潤滑油 ) 。 3.加速器 ( 模擬機 ) 檢查所有風扇 。每 半 年 1. 用膠片對加速器 ( 模擬機 ) 機械等中心進行校正( 2 mm ) 。 2. 拆下MLC 計120葉片逐個清潔, 用膠片驗證 。 3. 檢查加速器內循環(huán)水各支路水流量 。 4. 清潔CONSOLE 柜內部、清潔旋轉機架、清潔電子柜內部、清潔后機架柜內部 。每 年 1. 加速器 ( 模擬機 ) 床升降電機清潔, 向床注油嘴注 油 。 2. 加速器 ( 模擬機 ) 清潔機架旋轉電機 。 3. 清潔調制器柜 。 4. 更換內循環(huán)水 。 5. 所有計算機工作站及顯示器 ( 加速器、模擬機、CT- Sim、Vrians 網(wǎng)絡、Sharper , 選在六月 ) 內部清 潔 。6. 用前指針對加速器 ( 模擬機 ) 機械等中心進行校正 ( 2 mm ) 。不 定 期 內 容 1 . Vrians 網(wǎng)絡病例存儲整理 。 2 . CT 控制臺病例存儲整理 。 3 . CT-Sim 控制臺病例存儲整理 。 4 . 更換加速器水循環(huán)膠皮管( 三年到五 年 ) 。 5 . 清洗冷熱交換器(三年到五年 ) 。 6 . 更換加速器反光鏡、十字線膜 ( 依具體透光情況而定 ) 。6、擋塊的厚度的確定 7、治療體位及體位固定技術 1）體位固定的目的 保證患者從腫瘤定位到治療計劃設計、模擬、確認及每天重復治療的整個定位、擺位過程中，患者體位的一致性。即提高擺位時體位的重復性和治療的準確性。 2）體位固定技術 放療體位的要求，一方面要按上述方法借助體位輔助裝置，使患者得到正確的治療體位，另一方面還要求在照射過程中體位保持不變，或每次擺位能使體位得到重復。因此，在體位輔助裝置之上，應加諸如塑料人形面罩等防止患者因下意識運動而使治療體位發(fā)生變化的體位固定器。 8、模室技術 小 結1、輻射防護涉及的物理量和SI單位制：吸收劑量(D): 電離輻射給予單位質量被輻照物質的能量。 SI單位制為焦耳每千克(JKg-1)，專用名為戈瑞（Gy). 1Gy = 1 J Kg-1 = 100cGy (rad) 劑量當量（H）:不同質的輻射線在相同吸收條件下產(chǎn)生的不同生物效應。為此需引入所謂劑量當量（H）的概念，它是經(jīng)過若干權重因子修正后的吸收劑量。 組織中某一點處的吸收劑量當量表達式為： H =D.Q.N式中：D:吸收劑量 Q:品質因數(shù)，用來描述不同質的射線在相同吸收劑量的條件下產(chǎn)生的不同生物效應。 N:待定修正因子，目前指定為1。 平均劑量當量(HT)單個器官或組織(T)中的平均劑量當量(HT)是指防止發(fā)生非隨機性效應而制定的劑量限值。除眼晶體限值為150mSv外，所有其它器官的限值均為500mSv，對公眾而然該值是50mSV，小了10倍。2、防護目的、輻射防護的原則和概念 防 護 目 的l 防護目的在于防止有害的非隨機效應，并限制隨機效應的發(fā)生率，使之達到被認為是可以接受的水平。原則： 1）放射實踐的正當化； 2）放射防護的最優(yōu)化； 3）個人劑量限制值放射防護相關的新概念:隨機效應 非隨機效應放射防護相關的新概念l 隨機效應：是指效應的發(fā)生幾率（而非嚴重程度）與劑量大小無關，并假設不存在劑量閾值，如組織癌變、各種遺傳疾病等。隨機效應是與個別細胞損傷有關的，按照現(xiàn)有的放射防護觀點，認為小于劑量限值的照射也不能排除發(fā)生隨機效應的可能。l 非隨機效應：效應的嚴重程度隨劑量而變化，可能存在著劑量的閾值，如白內障、晶體渾濁、皮膚紅斑、脫發(fā)、造血障礙、心肌退化動脈粥樣硬化、肺纖維化、腎炎、血管結締組織、不育等。非隨機效應是由于受照組織大量細胞被集體殺死或嚴重損傷，以至出現(xiàn)組織解剖結構和功能上的損傷。為此有必要制定一個適用于所有組織和器官的年劑量限值。3、外照射防護的三要素 ： 時間、距離和屏蔽4、放射治療中所涉及的輻射防護的特有內容 治療機房的設計小結1、3DCRT的定義適形放療（3 dimensional conformal radiation therapy,3DCRT）是一種技術，使得高劑量區(qū)劑量分布的形狀在三維方向上與病變（靶區(qū)）形狀一致。2、3DCRT的不足3DCRT在以下情況下沒有優(yōu)勢： 1. 靶體積形狀很不規(guī)則，并且靠近需要保護的重要器官。 2. 有關的靶體積緊貼容易損傷的器官，能放寬的范圍很小。 3. 有一個非常接近的區(qū)域己經(jīng)放療過，相接的照射野要有非常精確的界線。 4. 靶區(qū)的形狀有一部分是內凹的，包圍了重要器官。 5. 照射的靶區(qū)內需要給予不同的照射劑量。 3、IMRT的定義三維適形調強放療（three-dimensional conformal intensity modulation radiation therapy, IMRT) 是指通過控制照射野形態(tài)和治療機射線束強度使得治療靶區(qū)內部及表面劑量達到預定要求的三維適形放療技術。4、非均勻強度照射野的計算 (1) 逆向計劃設計逆向計劃設計 IMRT要求一種設計優(yōu)化非均勻射束強度分布的方法，這種工作必須由計算機完成。用計算機優(yōu)化IMRT計劃設計的方法叫做逆向計劃（inverse planning，以此區(qū)別經(jīng)典3D-CRT中所用的正向計劃（forward planning）。 (2) 臨床目標函數(shù)目標函數(shù) IMRT計劃的優(yōu)化系統(tǒng)采用以劑量或劑量體積為基礎的優(yōu)化標準，對于靶區(qū)處方劑量或危及器官劑量限制。5、實現(xiàn)IMRT的主要方式（重點介紹MLC) (1) 靜態(tài)調強（分段式） (2) 動態(tài)調強（滑窗式） (3) 快速旋轉調強（容積）實現(xiàn)調強放療的主要方式1、物理補償器：根據(jù)治療計劃計算的數(shù)據(jù)，針對各個照射野制作補償器2、用常規(guī)MLC進行多個固定野調強治療： （1） 動態(tài)調強（DMLC），葉片連續(xù)運動 （2）分段式調強（SMLC，step and shoot）3、用旋轉照射野調強 （1）用常規(guī)MLC進行弧形調強治療（IMAT） （2）孔雀系統(tǒng)（NOMOS/MIMiC） （3）斷層治療4、電磁掃描調強（MM50）6、IMRT的優(yōu)點1. 高度適形，靶區(qū)邊緣劑量迅速下降；2. 靶區(qū)劑量更均勻（原則上）；3. 由于減少了正常組織所受照射，從而使 提高靶區(qū)劑量成為可能；4. 計劃和實施的高效率； 可同時治療靶區(qū)要求的高、中、低 劑量； 治療設計自動化。7、IMRT主要步驟 1. 體位固定；2. CT掃描，勾畫輪廓和靶區(qū)，確定照射中心；3. 逆向計劃設計；4. QA、QC驗證；5. 執(zhí)行治療。小結1 百分深度劑量（ PDD）的定義一、百分深度劑量（ percentage depth dose, PDD）1、定義：水模體中以百分數(shù)表示的，射線束中心軸上某一深度處的吸收劑量，與參考深度處的吸收劑量的比值。 2、百分深度劑量分布特點：劑量建成區(qū)：從表面到最大劑量深度區(qū)域，此區(qū)域內劑量隨深度增加而增加；指數(shù)衰減區(qū)：最大劑量深度以后的區(qū)域，此區(qū)域內劑量隨深度增加而減少。3 影響X（）射線百分深度劑量的四個因素：深度,能量,射野面積,源皮距4 組織最大劑量比（TMR）的定義水體模中射線束中心軸某一深度的吸收劑量，與空間同一點模體中射野中心軸上最大劑量深度深度處同一射野的吸收劑量的比值。5 影響TMR射線百分深度劑量的四個因素：深度,能量,射野面積,源皮距6 等劑量曲線的定義和特點等劑量曲線：將模體中百分深度劑量相同的點連接起來，即成等劑量曲線。特點：（1）能量增加，特定等劑量曲線的深度增加；（2）低能射線的等劑量曲線彎曲，而高能射線的等劑量曲線平直；（3）低能射線的等劑量曲線在邊緣是斷續(xù)的，并向外膨脹，而高能射線的等劑量曲線是連續(xù)的；（4）鈷-60具有較大的物理半影，而高能X射線半影較小。7 楔形因子的定義和楔形板臨床三種應用解決上頜竇等偏體位一側腫瘤用兩野交叉照射時劑量不均勻問題；利用適當角度的楔形板，對人體曲面和缺損組織進行組織補償；利用楔形板改善劑量分布，以適應治療胰腺、腎等靶體積較大、部位較深的腫瘤。8 加速器處方劑量計算（1）SSD照射技術：用PDD值計算處方劑量 DTDm = PDDSCSPFWFT例1 能量為6MV的X射線，加速器劑量儀在SSD=100 cm, dm=1.5cm處，1010 cm射野，校準1MU=1cGy, 若一個患者的腫瘤深度d=10cm, 用20 10 cm射野, SSD=100 cm,求每次腫瘤劑量給200cGy時的處方劑量Dm。 查表：PDD（d, 20 10 )=0.677, 射野輸出因子Sc*Sp=1.024 DT Dm=289(MU) PDDSCSPFWFT例2 腫瘤深度d=10cm, 用20 10 cm射野, 等中心照射 ,能量6MV的X射線，求DT=200cGy時的處方劑量Dm。 查表：TMR（ d, 20 10 )=0.787, 射野輸出因子Sc*Sp=1.024， DT Dm = =241（MU） TMRSCSPFWFT小結1、基本概念：基態(tài)、激發(fā)態(tài)、特征輻射、韌致輻射、放射性指數(shù)衰變規(guī)律、半衰期1、原子能級：原子根據(jù)外圍電子所處的不同殼層狀態(tài)而呈不同的能量級別 。2、基態(tài)：電子填充殼層時按照從低能級到高能級的順序以保證原子處于能量最低狀態(tài)，這種狀態(tài)稱為基態(tài)。3、激發(fā)態(tài)：當電子獲得能量，從低能級躍遷到高級而使低能級出現(xiàn)空位時，稱原子處于激發(fā)態(tài)。4、特征輻射：處于激發(fā)態(tài)的原子很不穩(wěn)定，高能級電子會自發(fā)躍遷到低能級空位上而使原子回到基態(tài)。兩能級能量的差值一種可能是以電磁輻射的形式發(fā)出，這種電磁輻射稱為特征輻射；另一種可能是傳遞給外層電子，獲得能量的外層電子脫離原子束縛而成為自由電子，這種電子成為俄歇電子。每一種元素都有它自己的特征輻射。5、韌致輻射：原子核內核子（質子和中子）間的相互作用，使之具有一定的狀態(tài)，如受外界能量的激發(fā)后，使整個核的能級發(fā)生變化。當它由受激態(tài)返回固定態(tài)時，便釋放光子，此種光子稱為韌致輻射。6、放射性指數(shù)衰變規(guī)律：不穩(wěn)定核素的放射性衰變遵從指數(shù)規(guī)律，稱為指數(shù)衰變：N = N0 e-t7. 半衰期：放射性核素其原子核數(shù)目衰變到原來數(shù)目一半所需的時間稱為半衰期， 用T1/2表示 。 T = 0.693 / 為衰變常數(shù)如： 鈷-60源 T =5.27年 銥-192源 T =74天2、電離、直接電離、間接電離電離： 原子的核外電子因與外界相互作用獲得足夠的能量，掙脫原子核對它的束縛，造成原子的電離。直接電離：由具有足夠動能的帶電粒子（如電子、質子）與原子中的電子的碰撞引起的。間接電離：不帶電粒子（如光子、中子等），本身不能使物質電離，但能借助它們與原子 的殼層電子或原子核作用產(chǎn)生的次級粒子，然后再與物質中原子作用，引起原 子的電離。 3、帶電粒子與物質的作用 （1）彈性散射（2）非彈性散射：作用在原子的外層電子 作用于內層電子 作用于原子核4、（）射線與物質的作用（1）光電效應：光子與原子的內層電子的相互作用（2）康普頓效應：光子與原子的外層電子相互作用（3）電子對效應：光子與原子核的相互作用5、放射線的質及其規(guī)定放射線的質：放射線的質是表示電離輻射貫穿物質的能力，即射線的硬度。 規(guī)定： 2MV以下的X線：通常用半價層來表示，如2mmAl； 0.5mmCu等； 2MV以上的X線：通常用MV數(shù)表示； 放射性核素產(chǎn)生的射線：通常用其核素名和輻射 類型表示，如鈷-60線等。6、輻射量及單位：（1）吸收劑量（2）比釋動能（1）吸收劑量： D = dE / dm 吸收劑量是度量單位質量受照物質吸收輻射能量多少的一個量。 單位：焦耳/千克（J/kg）， 其專用名為戈瑞（Gy）, cGy 1Gy=1 J/kg， 1Gy=100cGy 原單位：拉德（rad）, 1Gy=100rad，1 c Gy=1rad.（2）比釋動能：K = dEtr /dm 比釋動能用以衡量不帶電電離粒子與物質相互作用時，在單位質量物質中轉移給次級帶電粒子初始動能總和的多少的一個量。 與吸收劑量不同，比釋動能只適用于間接致電離輻射，但適用于任何介質。 單位：戈瑞（Gy） 小結1.放射源的種類 鈷-60源,銥-192源 1、放射源的種類：（1）放射性同位素發(fā)射出的、射線；（2）X線治療機和各類加速器產(chǎn)生的不同能量的X線；（3）各類加速器產(chǎn)生的電子束、質子束、中子束、負介子束以及其它重粒子束等。2.鈷-60線的特點1.穿透力強;2.保護皮膚 ;3.骨和軟組織有同等的吸收劑量 ;4.旁向散射小 ;5.經(jīng)濟、可靠;6.缺點：存在半影、半衰期短以及防護等問題。 3.鈷-60半影的種類2、半影的種類：幾何半影：源具有一定尺寸穿射半影：準直器端面與邊緣射束不平行散射半影：由于組織中的散射線造成4.電子直線加速器的特點 電子束 ： 腫瘤后劑量驟然下降 調節(jié)能量可調節(jié)電子束的深度 皮膚量介于X 線和鈷-60 之間 X射線 ：深度劑量高 ，皮膚劑量低 加速器設備復雜，對水、電要求高，維修難，價格高，但在維修和操作時沒有射線。 5.高LET射線的物理生物特性 物理特點是具有Bragg峰 生物特點是相對生物效應高，氧增強比低。 6.模擬定位機的功能靶區(qū)及重要器官的定位 確定靶區(qū)（或危及器官）的運動范圍 治療方案的確認（治療前模擬） 勾畫射野和定位、擺位參考標記 拍射野定位片或證實片 檢查射野擋塊的形狀幾位置小結1 電子線的射野劑量特點:射程短,劑量下降快,保護腫瘤后面的正常組織,單野治療表淺及偏位腫瘤。2 中心軸百分深度劑量曲線特性:四個區(qū)段： 劑量建成區(qū)、高劑量坪區(qū)、劑量跌落區(qū)和X射線污染區(qū)3 等劑量分布的特點為： 隨深度的增加，低值等劑量線向外側擴張，高值等劑量線向內側收縮。4 電子線治療的計劃設計(1) 能量的選擇:E0 = 3 d后 + 23MeV(2) 照射野的選擇:射野應至少等于或大于靶區(qū)橫徑的1.18倍，并在此基礎上，射野再放0.51.0cm。小結1、體外照射技術的分類及特點（1）固定源皮距（SSD）照射技術 優(yōu)點：擺位簡單。 缺點： (1) 機架角要準確 (2) 患者體位要準確 （否則腫瘤中心易逃出射野中心軸或射野外。）（2）等中心定角（SAD）照射技術 優(yōu)點：只要等中心在腫瘤或靶區(qū)中心上,治療機轉角的準確性或患者體位的誤差，都能保證射野中心軸通過腫瘤或靶區(qū)中心。擺位方便。 缺點：擺位升床要準確。（3）旋轉（ROT）照射技術（優(yōu)缺點同2） 2、普通照射技術的照射方式、適應癥及特點 (1) 單野照射技術照射方式：采用一個照射野直接照射腫瘤，一般為SSD照射。適應癥：臨床上采用單野照射的情況較少多用于姑息放療和小體積腫瘤的照射。特點：照射方式簡單,腫瘤劑量分布不均勻。 (2) 兩野對穿照射技術照射方式：兩個照射野相對，射野中心軸重合照射腫瘤。SSD和SAD兩種照射方式均可。適應癥：臨床應用較多, 如頭頸部腫瘤、胸 部腫瘤等。特點：高劑量區(qū)范圍大,正常組織受照體積和受照劑量大; 當兩對穿野相距較遠時, 劑量分布不均,高劑量區(qū)不在腫瘤上, 而在腫瘤兩側靠近皮膚處。 (3) 三野共面交角照射技術 照射方式：三個照射野分布在同一平面上，從不同方向照射腫瘤，三個照射野的中心軸在腫瘤中心處交于一點，多采用SAD照射方式。適應癥：臨床應用較多，多用于頭頸部腫瘤、胸部腫瘤，如鼻咽癌、垂體瘤、食管癌、肺癌等。特點：劑量分布較合理。 (4) 四野共面照射技術 (5) 多野非共面照射技術1. 照射方式：三個或三個以上照射野分布在不同平面上，從不同方向照射腫瘤，所有照射野的中心軸在腫瘤中心處交于一點，多采用SAD照射方式。2適應癥：臨床應用較多，多用于頭頸部腫瘤、胸腹部腫瘤。3特 點：劑量分布合理。(6) 相臨野照射技術 (7) 切線野照射技術(8) 楔形板應用技術 (9) 乳腺切線照射技術本課小結1 早反應組織，晚反應組織放射反應的特點 早期和晚期放射反應的發(fā)生機制n 早反應組織的特點是細胞更新很快，損傷很快便會表現(xiàn)出來。這類組織的/比值通常較高，損傷之后是以活躍增殖來維持組織中細胞數(shù)量的穩(wěn)定并進而使組織損傷得到恢復。n 晚反應組織的特點，這些組織中細胞群體的更新很慢，增殖層次的細胞在數(shù)周甚至一年或更長時間也不進行自我更新，損傷很晚才會表現(xiàn)出來。晚反應組織的/比值較低。2 耐受劑量的概念n 耐受劑量:產(chǎn)生臨床可接受的綜合征的劑量。n 臨床放射治療中所能耐受的總劑量取決于照射野的體積。3 正常組織的耐受劑量標準治療條件:超高壓治療,1000cGy/周，每天一次，治療次，休息天。4 TD5/5，TD50/5的概念TD50/5為最大耐受劑量:在標準治療條件下,治療后5年,50%的病例發(fā)生嚴重并發(fā)癥的劑量。TD5/5為最小耐受劑量:在標準治療條件下,治療后5年內小于或等于5%的病例發(fā)生嚴重并發(fā)癥的劑量。小 結n 計劃設計定義計劃設計定義為確定一個治療方案的全過程。傳統(tǒng)上，它通常被理解為計算機根據(jù)輸入的患者治療部位的解剖材料及相關組織的密度等，安排合適的射野 (如體外照射) 或合理布源 (如近距離照射) ，包括使用楔形濾過板、射野擋塊或組織補償器等進行劑量計算，得到所需要的劑量分布。 從廣義上，上述定義應理解為：確定一個治療方案的量化的過程，包括CT、RI、SA等圖像的輸入及處理；醫(yī)師對治療方案包括靶區(qū)劑量及其分布、重要器官及其限量、劑量給定方式等的要求及實現(xiàn)；計劃確認及計劃執(zhí)行中精度的檢查和誤差分析等。顯然按照這種理解，計劃設計過程應是一個對整個治療過程不斷進行量化和優(yōu)化的過程。治療計劃系統(tǒng)成為整個治療過程的有機連結體中的一個重要紐帶。 n 臨床劑量學原則 n 一個較好的治療計劃應滿足下列四項條件： 1、腫瘤劑量要求準確，照射野應對準所要治療的腫瘤區(qū)即靶區(qū)。2、治療的腫瘤區(qū)域內，劑量分布要均勻，劑量變化梯度不能超過5，即要達到90的劑量分布。3、射野設計應盡量提高治療區(qū)域內劑量，降低照射區(qū)正常組織受量范圍。 4、保護腫瘤周圍重要器官免受照射，至少不能使它們接受超過其允許耐受量的范圍。以上四點，簡稱臨床劑量學四原則。n 外照射靶區(qū)劑量分布的規(guī)定腫瘤區(qū)(GTV) 指腫瘤的臨床灶，為一般的診斷手段 (包括CT和MRI) 能夠診斷出的可見的具有一定形狀和大小的惡性病變的范圍，包括轉移的淋巴結和其他轉移的病變。臨床靶區(qū) (CTV) 指按一定的時間劑量模式給予一定劑量的腫瘤的臨床灶 (腫瘤區(qū))亞臨床灶以及腫瘤可能侵犯的范圍。CTV 包括GTV和亞臨床灶內靶區(qū) (ITV) 在患者坐標系中，CTV(GTV)的位置是在不斷變化的 ，由于呼吸或器官運動或照射中CTV體積和形狀的變化所引起的CTV外邊界運動的范圍，稱為內邊界(IM)。內邊界 (IM)的范圍，定義為內靶區(qū)ITV。 計劃靶區(qū) (PIV) PTV是考慮到治療過程中器官和病人的移動、射野誤差及擺位誤差而提出的一個靜態(tài)的幾何概念。PTV包括CTV和考慮到上述因素而在CTV周圍擴大的范圍。 PTV margin: 靶區(qū)的移動； 射野和擺位誤差。 ITV=CTV+ PTV=CTV+ + 治療區(qū) （TV）對一定的照射技術及射野安排，某一條等劑量線面所包括的范圍。通常選擇以90等劑量線為代表的靶區(qū)最小劑量Dmin作為治療區(qū)范圍的下限。一個好的治療計劃，應該使其劑量分布的形狀與計劃靶區(qū)的形狀相一致。但由于目前照射技術的限制，不能達到這一點，這是定義治療區(qū)的原因之一；另外治療區(qū)的形狀和大小與計劃靶區(qū)的符合程度，也可提供醫(yī)師一個很好的評價治療計劃的標準。 照射區(qū) （IV）對一定的照射技術及射野安排，50等劑量線面所包括的范圍。照射區(qū)的大小，直接反映了治療方案設計引起的體積積分劑量即正常組織劑量的大小。 危及器官 (OAR) 指可能卷入射野內的重要組織或器官，它們的放射敏感性(耐受劑量)將顯著地影響治療方案的設計或確定靶區(qū)處方劑量的大小。 n 治療計劃設計涉及的設備 治療計劃系統(tǒng)（TPS) 模擬定位機“4Rs”是指:1、細胞放射損傷的修復(repair of radiation damage)2、周期內細胞的再分布(redistribution within the cell cycle)3、氧效應及乏氧細胞的再氧合(oxygen effect and re