肿瘤放射治疗技术进展.ppt

9野计划与野计划与3x3非共面野计划比较非共面野计划比较+治疗计划1,4,7,2,5,8,3,6,9,TOM5-CT 治疗机透视图：治疗机TOM5；电子束TOMAGE；激光定位系统TOPOSTOM5治疗机：(1)加速管(2)2700偏转磁铁(3)转弯偏转磁铁(4)引导磁铁(5)一级准直器(6)MLC(7)等中心 对比指标对比指标 Cyber CyberOBI LAOBI LATOMOTOMO多源装置多源装置锥形束锥形束(CB)(CB)旋转旋转 扇形扇形 共面非共面照射共面非共面照射 共面共面 共面共面 IC(MLC)IC(MLC)调強调強多靶点多靶点 MLC MLC MLC MLC 剂量引导剂量引导(DGRT)(DGRT)IGRT IGRT IGRT IGRT IGRT IGRT 野方向数目可变野方向数目可变 立体定向照射立体定向照射 靶区剂量率高靶区剂量率高 ()治疗时间短治疗时间短 利用利用T.D.FT.D.F因子因子 实现治疗数字化实现治疗数字化 G1,G2,G3代放射治疗机的比较肿瘤放射治疗技术的发展 Advances in Radiation Therapy Technology 一、癌症三大治疗手段比较二、放射治疗面临的问题 30%凹形靶区的治疗 30%肿瘤对X()射线的抗拒三、剂量引导放射治疗(DGRT).放射治疗存在的问题n n 约有约有30%30%左右的肿瘤为凹形靶区左右的肿瘤为凹形靶区,周围有重要器官。周围有重要器官。调强治疗调强治疗(IMRT)(IMRT)可望解决可望解决n n 约有约有30%30%左右的肿瘤对左右的肿瘤对X(X()射线、电子束和质子束抗拒。射线、电子束和质子束抗拒。期望中子、轻、重离子期望中子、轻、重离子放疗技术进展放疗技术进展质子束和重离子束剂量分布特点放疗技术进展放疗技术进展粒子束的生物效应放疗技术进展放疗技术进展质子治疗肿瘤放射治疗技术的发展 Advances in Radiation Therapy Technology 一、癌症三大治疗手段比较二、放射治疗面临的问题 30%凹形靶区的治疗 30%肿瘤对X()射线的抗拒三、剂量引导放射治疗(DGRT).CO 60 19551972Clinac 41988EPIDMLC1995Serial TomoTherapy(1st commercial IMRT)2001IMRT2003CT Guided IG-IMRT(TomoTherapy)2008RapidArcIMAT外照机外照机发展史展史C形臂形臂单头设计19923D Treatment19961968 (commercialized versions)1983MRI1992Helical CT 1995Helical Multi slice CT 2002PET/CT usecommonIn RT 外照机外照机发展史展史环形机架形机架单头设计2005CBCTCommercial AvailabilityHelical TomoTherapy2003C-Arms inventedfor diagnostic X-RaysEarly 1900s2005AdaptivePlanningDGRTDose Verification2007StatRTThroughput and Reliability Enhancements20082003CT外照射放射治外照射放射治疗的的发展方向展方向G1:C形臂形臂单头设计沿用常沿用常规诊断型断型X-线机的机的锥束成像原理束成像原理G2:环形机架形机架单头设计启启发于于CT的扇形束成像的逆原理的扇形束成像的逆原理G3:环形机架多形机架多头设计启启发于于X(X()-)-刀和刀和CTCT的的锥形束成像的逆原理形束成像的逆原理1968199420012004 Elekta-knifeOUR-knifeTri-beams2007Five-beams外照机外照机发展史展史环形机架多形机架多头设计Non-coplanar-beams IMRT,IGRT,DGRTQMRT(Quality Modulation RT)LET 值范围和临床适应症值范围和临床适应症-Ionizing Density Optimization LET值与临床适应症值与临床适应症(可能的结论可能的结论)CTV 使用低值LET射线GTV 使用中值LET射线hGTV 使用高值LET射线肿瘤放射治疗技术的发展Advances in Radiation Therapy Technology 一、癌症三大治疗手段比较二、放射治疗面临的问题 30%凹形靶区的治疗 30%肿瘤对X()射线的抗拒三、剂量引导放射治疗(DGRT).GTVITVCTVPhysical Optimization物理优化物理优化IGRT 及及IGRT后时代的发展方向后时代的发展方向IGRT(DGRT)hGTVIMRT(EMRT)Energy optimizationBiological Optimization生物优化生物优化QMRT (LET Optimization)BGRT定义图像引导放射治疗图像引导放射治疗(IGRT):照射中依据射野影像或CB图像获得的肿瘤(靶区)位置的变化，不断调整射野的形状和位置，使其与肿瘤(靶区)的运动同步。4D放射治疗放射治疗(4DRT):依据肿瘤(靶区)位置和形状的变化不断调整射野的形状和位置，使其与肿瘤(靶区)的变化同步，即在影像定位、计划设计和计划执行中精确跟随解剖结构(肿瘤和危及器官)的变化。它包含三部分内容：4D Imaging、4D Planning、4D Delivering。剂量引导放射治疗剂量引导放射治疗(DGRT):分为照射中DGRT和放疗过程中DGRT。照射中照射中DGRT定义为根据患者实际接收的剂量(剂量分布)与计划要求的剂量(剂量分布)间的差异，进行在线修正，引导照射。放疗过程中放疗过程中DGRT定义为根据每次照射患者接收的剂量(剂量分布)与相应要求的剂量(剂量分布)的比较结果，决定是否要进行治疗计划的修改，以使患者靶区和危及器官内累积的剂量(剂量分布)达到整个疗程所要求的累积的剂量(剂量分布)。自适应放射治疗自适应放射治疗(ART):(ART):在计划设计和计划执行过程中，利用治疗进程中各环节测量得到的肿瘤和正常组织的解剖变化，从及靶区和危及器官实际接收的剂量，不断地修改治疗计划的过程。.IMRT(3DCRT)QA(QC)Outlines(DGRT Procedures)Planning(TPS)CT/MRI/.VirtualPatientTarget&OARDefinitionDose PrescriptionVirtualMachineBeamModelingPlanningPlan EvaluationM.U.CheckPhantomVerificationApprovedPlan2D IM/FieldEPID ImageBEV ImageInternal MarkExit DoseDistributionTreatmentCondition SetupDGRTBeam DataDelivering(Accelerator)VirtualPatient2D IM/FieldComparisonRealMachine2D IM/FieldPre-RadiationRealPatientKV/MVCone BeamComparisonBeamModelingDeliveredPlanEPID Image2D IM/FieldInternal MarkersExit DoseDistributionDGRTComparison.Wouter J.C.,et al.Med.Phys.2816-2826,34(7),July 2007.胸部模体内IMRT治疗计划执行结果，图中剂量线归一到最大剂量。底排为Gamma评价结果。.头颈部模体内IMRT治疗计划执行结果，上、中、下排分别为剂量分布、Gamma评价、和Gamma评价直方图。图中剂量线归一到最大剂量.胸部模体内乳腺3DCRT治疗计划计算的、重建的、测量的剂量分布，以及Gamma评价直方图。.肿瘤放射治疗技术的发展 Advances in Radiation Therapy Technology 一、癌症三大治疗手段比较二、放射治疗面临的问题 30%凹形靶区的治疗 30%肿瘤对X()射线的抗拒三、剂量引导放射治疗(DGRT).