放射治疗发展与月亮神伽玛刀.ppt

,放射治疗历史发展与月亮神伽玛刀,1895年，伦琴发现X线X线被迅速运用于临床诊断和治疗伦琴作为曝射量的单位定义为：X线、线在1立方厘米标准干燥空气中产生正负电荷为1个静电系单位的曝射量。伦琴（符号R）1R=2.5810-4C/kg（库仑/千克）,伦琴,1896年，居里夫妇发现了镭。放射治疗首先运用于治疗乳腺癌。放射性活度的单位：居里1Ci3.71010s-11CiCo60=1.6gRa,居里夫人,1899年,第一例皮肤癌放射治疗治愈,1930年，约里奥居里发表“论放射性”的论文后，放疗得以迅速发展，特别在用镭治疗宫颈癌方面取得巨大成就。,X线治疗机的缺陷（1）能量低，穿透力弱。（2）皮肤反应严重，常出现严重湿性放射性皮炎及纤维化。（3）骨吸收量大。（4）深部肿瘤难以治疗。,1.接触X线治疗机（50KV）2.浅层X线治疗机（60120KV）3.深层X线治疗机（180250KV）,X线治疗机,4050年代，X线治疗机处于全盛时期。,直立式Co60治疗机,50年代，加拿大生产出高性能1000ci的钴-60治疗机。,旋转式Co60治疗机,将钴源放置在能作轴向直线运动的圆柱形钴源抽屉里，再共同置于钴机辐射头上的组合防护体中，治疗时靠气动装置推动源抽屉运动，使钴源准确地处于辐射位置发出射线照射在瘤体,辐射头结构示意图,钴60治疗机治疗原理,钴炮优点,1）单纯伽玛射线具有较强的穿透力,2）皮肤反应较X线低，伽玛射线最大能量吸收在皮下4-5MM处，皮肤剂量相对较小,3）骨与软组织有同等吸收剂量，骨损伤小,4）价廉，操作简便，无需电脑。,Co60治疗机在使用上存在相当严重的缺陷,（1）源为单一，一个钴源活性为6000Ci，其圆柱体约3.12*2.23，导致难以避免半影区。（2）射线单一为线，平均能量谱为1.25MeV，相当低，低于2MeV直线加速器，能量不可调节，不产生线。（3）半影区包括几何半影、穿透半影与散射半影，不易保护正常组织。（4）直立式及旋转式均难以进行拉弧照射。,（5）射野边缘的遮挡常以手工操作，易出误差。（6）定位与复位工作不够精确，模拟机与Co60机之间常有机械和人为误差。（7）抽屉式源应用次数过多，易造成故障。（8）放射治疗工作人员接受辐射剂量过多。（9）原地换源相当困难。,1953年以后，以欧美为主导的直线加速器纷纷亮相于世界，直至回旋加速器的产生。,瓦里安:4-22MeV西门子:6-22MeV菲利浦:6-22MeV新华(中国):4-6MeV,瓦里安直线加速器,直线加速器结构,由电子枪发射的电子经过磁控管或调速管的加速再经过准直系统出束。,直线加速器治疗原理,行波医用电子直线加速器,驻波医用电子直线加速器,医用直线加速器的特点（1）放射源为人工产生的，低能46MeV，高能22MeV，可产生双光子，即粒子束与高能X射线电磁波。（2）关机后不产生放射线。（3）使用于病人，可根据病变的深浅调节能量的大小。可保护瘤后正常组织。（4）高能X线具有很强的穿透能力，可用于深部肿瘤。（5）可选择不同入射角进行多野照射，部分用于荡摆治疗。可用于三维立体适形调强。（6）瘤后组织吸收的剂量明显低于Co60线。（7）具有一整套的限光系统。（8）无明显半影区，瘤旁组织受量小。,加速器也存在着许多难以克服的障碍（01）机器结构复杂，工艺要求很高，成本过高，昂贵。（02）机房建筑面积较大，对冷却系统与恒温、湿度要求严格。（03）维修任务过重，售后服务费用较高。（04）机器体积过大，重量大。（05）小病灶单次剂量低于刀。（06）对敏感组织、颅内病灶及颅内功能性疾病无法满足其精确度。（07）放射野与入射角（6-8个野）不如刀的灵活。（08）适形治疗中模具工序时间长。（09）一次性大剂量治疗肿瘤比较困难。（10）由于机架臂与机头笨重，难以作拉弧治疗。（11）不适合做多靶治疗。,模拟定位机用于放射治疗始于本世纪60年代末。,模拟定位机是进行放射治疗定位的必需设备，它一般以X线机为基础，配合机械旋转、计算机定位系统来完成对治疗部位的精确定位。,1967年，瑞典医科达（Elekta）头部伽玛刀,钴源数：201个焦点剂量率:大于3Gy/min聚焦方式：静态聚焦结构形式：封闭式,瑞典医科达伽玛刀治疗原理,瑞典医科达伽玛刀主要用于治疗中枢神经系统的疾病。,瑞典伽玛刀的治疗特点钴源均匀安置在半球型的壳体上，射线聚焦到球心形成焦点。壳体和钴源均不运动。每颗钴源的剂量小，射线的分散和焦点剂量率的提高依靠增加钴源（射线）数量来实现，射线在形成焦点前的路径上是有间隙的。,1996年，中国深圳研制生产的头部旋转式伽玛刀,钴源数：30个焦点剂量率:大于3Gy/min聚焦方式：旋转聚焦结构形式：封闭式,头部伽玛刀治疗原理,头部伽玛刀的缺点1.头部伽玛刀只能治疗颅内、鼻咽部的病变。2.治疗区域狭窄封闭。3.治疗床只能前后运动。4.照射角度固定。5.射线不易躲避敏感组织器官,1998年，中国深圳又研制出了体部旋转式伽玛刀。该机将治疗头（射线源）位置从头顶处移到了胸腹部上方。源体结构与头部伽玛刀基本相同。,体部伽玛刀,体部伽玛刀治疗原理示意图,体部伽玛刀特点（1）将伽玛刀的适应症由单纯的颅脑疾病，拓展到了躯体部位的实体肿瘤。（2）治疗床可以做三维运动。原来手工更换治疗坐标升级为自动更换治疗坐标，使伽玛刀的治疗自动化。（3）治疗区域仍然是狭窄封闭的。（4）照射角度也固定。（5）射线不易躲避敏感器官、组织。,超级伽玛刀,2001年，中国深圳海博公司研制生产的既能治疗头部肿瘤，又能治疗体部肿瘤的全身伽玛刀。,扇面徊转聚焦原理示意图,照射区域选择原理示意图,超级伽玛刀的治疗原理,超级伽玛刀的特点安置在源体（治疗头）上的钴粒呈扇型排列，治疗头不自转，但围绕人体纵轴做360度转动。该结构明显改善了体部伽玛刀的剂量分布状态，优化并可选择射线入射角度。,世界上最先进的伽玛刀LunaTM-260型全身伽玛刀,一体医疗集团2003年研发,月亮神伽玛刀的结构示意图,月亮神伽玛刀的治疗原理,月亮神伽玛刀工作原理示意图,1.采用开放式C型臂结构。2.采用拉弧式照射。3.治疗头不自转，沿弧形轨道做180拉弧。4.治疗床在水平面内，做180摆动。5.灵活选择射线的入射范围，更加有效地保护正常组织。,月亮神全身伽玛刀，入射角可围绕身体各轴任意旋转运动,360入射角度,月亮神伽玛刀聚焦原理,42枚放射源呈扇形排列，通过准直器静态聚焦于等中心,放射源整体沿C形臂绕等中心做同步的圆周运动，实现动态拉弧照射,快速检测易于安装，操作方便高精度、高可靠性三维立体测量,实时精度检测补偿装置确保治疗精度,精度检测补偿装置,矩形的准直器开口,以1460准直器为例，其焦平面剂量场分布如图所示（放射源静止照射）,单靶点动态剂量场及靶点分层排布,动态拉弧照射，高剂量区形成扁圆饼形剂量场,靶点分层排布，大大减少了相邻靶点的高剂量重合，使靶区剂量更加均匀,独立专利的方孔准直器,准直器规格：66mm88mm1414mm1420mm1440mm1460mm,功能强大、易学好用的治疗计划系统,1、多种图像输入方式，同时配备CT/MRI电子数据及高分辨率扫描仪数据输入接口。2、轮廓自动或人工勾画，迅速准确地确定靶区和敏感器官范围。,支持DICOMRTSTRUCTURE输入支持图像缩放、漫游、窗宽/窗位调节、多窗口及多模式显示自动探测图像定位标记点自动探测轮廓线，自动/交互提取靶区及重要器官轮廓图像三维重建,图像数据处理和三维显示,灵活美观的用户界面,新版软件功能（月亮神RTPS2.0版）,LunaTM-260型伽玛刀的特点01.价廉物美；02.操作简便；03.头体合一，具有更大的治疗空间；04.两种（静态、动态）治疗方法；05.全程拉弧照射，剂量分布均匀；06.可提供360入射角；07.高精度准直系统；08.安全防护防撞装置；09.极为良好地避免重要器官及瘤周正常组织的高剂量照射；10.有与加速器同等效应的调强照射。,LunaTM-260主要适应症：脑血管疾病：AVM，海绵状血管瘤脑部肿瘤：垂体瘤，听神经瘤，松果体瘤，颅咽管瘤，三叉神经纤维瘤，脑膜瘤，脑转移瘤，脊索瘤，血管网状细胞瘤，胶质瘤，鼻咽癌，良性肿瘤功能性疾病：癫痫，帕金森氏病，三叉神经痛、恶性疼痛。体部适应症：贲门癌，原发、转移肺癌，原发、转移肝癌，胰腺癌，胆囊、胆管癌，肾、肾上腺癌，直肠癌，前列腺癌，膀胱癌，子宫、输卵管、卵巢癌，腹膜后原发性及转移性