医用加速器

医用加速器 “医用加速器”教材 第一章 放射治疗对电离辐射性能的要求 第二节 放射治疗的分类及发展 一 放射治疗的分类 按投照方式，放射治疗可分为远距离放疗(外照射)和近距离放疗(内照射)两大类;按辐射源类型可分为三类:?用放出α、β、γ射线的放射性同位素进行的放疗;?用产生不同能量X射线的治疗机和各类加速器的X射线进行的放疗。?用产生电子束、质子束、中子束、负π介子束以及其它重粒子的各类加速器进行的放疗。 (一) 远距离放疗(外照射) 远距离放疗是指放射源位于体外一定距离，集中照射身体的某些部位甚至全身(TBI)的放疗方式。按照射技术，远距离放疗又可分为源皮距(SSD)照射(等中心在皮肤表面)、源轴距(SAD)照射(等中心在肿瘤中心)和弧形(arc)旋转照射(等中心在肿瘤中心且 60边旋转边出束)三种。目前，远距离放疗所用的设备主要是医用电子直线加速器和Co远距离放疗机，其次是使用越来越少的临界X线机(6,10KV)、接触X线机(10,60KV)、浅层X线机(60,160KV)、深部X线机(160,400KV)和高压X线机(400KV,1MV)。另外，价格昂贵的质子、介子和其它重粒子加速器和快中子治疗机等放疗装置在一些技术先进的国 60家也有使用。以加速器为放射源的X刀、适形调强放疗和以Co为放射源的固定式和旋转式γ(伽玛)刀也属于远距离外照射的放疗设备和技术。 (二) 近距离放疗(内照射) 近距离放疗是指:将密封的放射源通过体腔、管道或组织间插植、敷贴等方法直接置于病变部位进行放疗的方法。口服、静脉注射放射性核素，通过组织器官的选择性吸收或栓塞、封闭，使放射性核素浓集于病变部位;将多个短寿期放射性核素“种子”植入病变部位进行放疗，以及近年来开展的血管内照射预防冠状动脉再狭窄等放疗，也属于近距离放疗。 近距离放疗与远距离外照射的主要不同点是:? 内照射的放射源活度小(一般不大于10居里)、治疗距离短(一般不大于5cm);? 内照射的辐射能量大部分被组织吸收，而外照射的能量只有很少一部分进入组织;? 外照射因必须穿过正常组织才可到达病变，为防止正常组织超过耐受量，必须选择能量、多野或旋转照射等复杂技术，而内照射则无须;? 外照射可使靶区剂量均匀，但内照射因在近距离内受反平方定律的影响很大，靶区剂量常常很不均匀，所以必须慎重选择剂量参考点。 内照射常用的放射源特性如下表: 表1 近距离放疗常用的放射性核素物理特性表 2照射量率常数μGy.m/ 放射性 半衰治疗平均能穿透力 2(Rcm/ mci?hr) MBg.hr 核素 期 射线 量 (HVL) Pb (MeV) 镭—226 1590年 γ 0.83 8.25 0.195 1.3cm 铯—137 33.0年 γ 0.662 3.32 0.079 0.65cm 钴—60 5.27年 γ 1.25 13.1 0.309 1.27cm 铱—192 74.2天 γ 0.38 4.9 0.1157 0.21cm 碘—125 59.6天 γ 0.028 1.45 0.033 0.008mm 金—198 2.7天 γ 0.412 2.32 0.0548 0.3cm 锶—90 28.1年 β 2.28 R= 最大 1100mg/cm 2 锎—252 2.65年 中子 2.35 HVL水= 5cm 镅一241 432.年 γ 0.06 0.124mm 磷—32 14.3天 β 0.69 钌—106 367天 β 0.039 铑—106 130分 β 0.925 钽—182 118天 γ 1.17 6.77 0.16 1.2cm 钯一103 17.0天 γ 0.022 1.48 0.035 0.011mm 二 放射治疗的历史发展 (一) 世界放射治疗的历史和发展 在世界放射学史上，放射治疗、放射诊断几乎与放射线的发现同龄:在德国物理学家伦琴1895年11月发现X射线之后仅仅80天，就有了世界首例用X射线治疗乳腺癌的病例 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ，开创了放射诊断和放射治疗的新纪元。1898年12月26日法国物理学家居里夫妇发现镭-226后，1903年Strebel等人就将一根导管插入肿瘤，然后送入放射性镭进行治疗，开创了手工后装组织间插植近距离放疗的先河;1905年居里夫人与Damlos和Dominici又发明将镭-226用铂金封成管状线源治疗皮肤癌和宫颈癌，正式开创了近距离敷贴放疗和腔内放疗的新技术。但由于对放射线的性质了解不够且缺乏经验，前几年曾发生过不少事故，致使放疗进入将近20年的低谷期。经过很多科学家的不懈努力和艰苦探索，随着各种放疗设备、技术的迅速问世和发展，放射治疗又进入快速发展的新时期，其发展历程用表格简述如下: 表2 世界放射治疗发展简史表 时间 发明者或创始人 国别 创始业绩 1895.11 伦琴(Roentgen) 德国 发现X射线，肉眼看不见但可使胶片感光 1896.2 伦琴等学者 德国 首先用刚发现不久的X射线治疗乳腺癌 1896.2 贝克勒尔 法国 发现铀盐的放射性 1898.12.26 居里夫妇 法国 发现放射性核素镭-226 1903 Strebel等人 法国 开创手工后装组织间插植近距离放疗新技 术 1905 居里夫人、法国 开创敷贴和腔内近距离放疗新技术 Damlos、Dominici 1907 Beck等 德国 首先开展术中放疗 1913 库利吉(Coulidge) 美国 发明140KV的X射线管 1914 Forssell等人 瑞典 创立了近距离治疗的斯德哥尔摩法 1914 Schwarz 德国 提出分次照射和治疗比的理论 1922 Coulidge等 美国 制成200KV的深部X射线治疗机 1937 R.Van.de.Graaff 美国 首台1MV范德格喇夫加速器安装到医院 1943 D.W.Kerst 美国 首创电子感应加速器用于放疗，49年始治患 者 1944 V.I.Veksler 瑞典 创立电子回旋加速器 1946 D.W.Fry 英国 直线加速器问世，52年在医院安装，次年治 病 601951 Canada科学家 加拿大 研制成Co远距离放疗机，始用高能γ线放 疗 1951 Leksell 瑞典 创立立体定向放射外科概念并治疗首例病 人 1954 Lawrence 美国 荷电粒子放射抑制垂体腺功能 1959 Takahashi等 日本 首创用多叶准直器实现适形放疗技术 1965-77 东芝、三菱、NEC 日本 先后推出6对、9对、12对电动多叶准直器 1967 Leksell等 瑞典 研制、生产出第一代γ-刀 1977 Bjarngard，美国 提出调强适形放疗的理论和技术 Kijewski 1978 京医械所顾本广中国 中国建立医用直线加速器研产基地 等 1982 Betti &Colombo等 法国 研制出X-刀原型，后在Boston(US)完善发展 1987-91 各大加速器厂家 各国 纷纷推出40对、过中线、双聚焦多叶准直 器 1992 Loeffle等多科专美国 发展完善X刀、建立X刀治疗中心和学会 家 1994 Ingmar.Lax等人 瑞典 研制发展了体部立体定向适形放疗技术与 设备 1996 宋世鹏等 中国 旋转式γ-刀通过国家鉴定并投入临床使用 1996 李树祥、史荣等 中国 中国五家X-刀通过国家鉴定，准入市场 (二) 中国放疗的历史和发展 中国的放疗开始于30年代初，当时只有北京协和医院和上海中比镭锭医院可进行放疗。1932年的协和医院只有120KV和200KV的X射线治疗机各一台，用200毫克的镭管和镭 针人工操作进行组织间插植或腔内近距离放疗。40年代北大医学院组建了放疗科。1952年，协和医院放疗科已具有较强的技术力量，1958年成立的中国医学科学院肿瘤医院的放疗部门就是在这个基础上建立并发展起来的。上海中比镭锭医院始建于1931年，在此基础上，1949年成立了上海肿瘤医院。 从新中国成立后，特别是1953年到1959年，党和政府在北京、上海、天津、广州等地建立了放疗基地。由于放疗界老一辈专家和同仁几十年的艰苦努力和卓越奉献，使我国的放射肿瘤事业获得了长足的发展。但前30年因基础薄弱、运动不断，发展缓慢。例如:1968年才引进了第一台放疗用的电子感应加速器，1975年才引进第一台直线加速 器，直至1978年，我国的加速器、模拟定位机、治疗计划系统还是寥寥无几。 改革开放后，1978年组建了北京医疗器械研究所，专业生产医用加速器、模拟定位机 60等放疗设备。加上进口和原有的Co治疗机生产厂家(山东新华医疗器械厂、上海核子仪器厂等)的努力，1986年我国已有放疗单位264家，1994年增至369家，1997年增至453家，放疗专业人员近万人。从增长速度看，1986,1994年平均年增13家，1994,1997年平均年增28家，而1997,2000年平均年增73家，呈迅猛发展态势。 1986年我国成立了中华医学会放射肿瘤学会;1987年6月“中国放射肿瘤学杂志”创刊，1992年改为“中华放射肿瘤学杂志”。每4年召开1次国际、全国和全军放射肿瘤学术大会。1997年6月，国际放射肿瘤学术大会在北京召开，盛况空前，标志着我国放射肿瘤事业进入了一个新的历史时期。 近几年来，我国经国家鉴定批准生产X(γ)刀和立体定向适形放疗设备的厂家就有十多家，这些代表21世纪放疗新技术发展主流的设备已开始向地市级、县市级放疗医院普及;不少国家级和省市级大型医院已引进、装备配有自动MLC、可实现适形调强放疗的高档加速器、CT模拟定位机、三维逆向治疗计划系统、各种X(γ)刀及适形调强放疗设备等，我国放射治疗的设备与技术已经进入世界先进行列。 当然，由于基础、国力、国情等多种原因，我国放疗事业的发展还很不平衡: ?人才不足:医学院校基本无此专业，培训进修跟不上。特别是物理人员严重不足:发达国家放疗医生与物理人员的比例为3 :1 ，香港为2 :1 ，而我国仅为16 :1 。 ?设备不足:按世界卫生组织(WHO)建议，每百万人口应拥有加速器2,3台， 英国3.4台，美国8.2台，法国4台，而我国只有0.24台(全为1997年统计数字)。另 外，从应用需求看:如果我国癌症的年发病人数按160万计算，加上现症病人共约250 万，其中按至少60%需做放疗，则每年就有150万需放疗的病人。按每台放疗机(包 括加速器、钴-60治疗机)每年收治500人计算，则需3000台放疗机(按WHO建议: 我国1300百万人?2.5 (台/百万人)=3250台，与此数相当)而我国目前这种放疗机 总数不足1000台，至少还有2000台的需求量。 ? 放疗设备分布不合理:边远省市如青海、贵州、宁夏等省只有1台甚至没有加 速器。按百万人均放疗机数(含加速器和钴-60机)，北京为3台，上海1.8台，而云南 只有0.18台，青海仅0.21台。 ? 管理不善:粗快放疗盛行，没做到按QA & QC 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 进行放疗;因缺少物理技 术人员，很多技术和设备功能闲置不用，如弧形照射、楔形板、TPS、非对称野、斗篷 倒Y野、适形调强、三维水箱、仿真体模、黑度计、高能X线和电子线的充分应用等。 (王所亭) 参考文献 1 徐燮渊，俞受程，曾狄闻，等. 现代肿瘤放射治疗学. 北京:人民军医出版社.，2000.8 2 Faiz M.Khan,Ph.D. The Physics of Radiation Therapy . Second Edition. Maraland USA 1994 3 胡逸民. 肿瘤放射物理学. 北京. 原子能出版社 1999.9 4 王迎选，王所亭. 现代立体放射治疗学. 北京:人民军医出版社，1999 5 殷蔚伯，田凤华，谷铣之. 我国放射治疗人员及设备现状 中华放射 肿瘤学杂志 1998:7(2)131 6 张中柱. 中国肿瘤放疗设备的发展与展望 世界医疗器械 2000:6 (5)72 思考题 1 按照射方式和辐射源类型，放射治疗如何分类, 答:按照射方式分为远、近距离放疗两大类;按辐射源类型分为三类:?α、β、γ放射性同位素放疗;?射线机和各类加速器产生的X射线放疗;?电子、中子、介子、带电粒子和重粒子放疗。 2 近距离放疗与远距离放疗的主要区别是什麽, 答:? 内照射的放射源活度小(一般不大于10居里)、治疗距离短(一般不大于5cm);? 内照射的辐射能量大部分被组织吸收，而外照射的能量只有很少一部分被组织吸收;? 外照射必须选择能量、多野或旋转照射等复杂技术，而内照射则无须;? 外照射可使靶区剂量均匀，但内照射靶区剂量常常很不均匀，所以必须慎重选择剂量参考点。 3 19世纪末伦琴、贝克勒尔、居里夫人各发现了什麽射线,人类何时开始远近距离放 疗, 答:他们分别发现了X-射线、铀盐和镭-226的放射性。X-射线发现(1895.11) 后80天就有用X-射线外照射治疗乳腺癌的报告;近距离放疗开始于1903年。 辐射系统 辐射准直系统 二 适形野准直系统 一一多叶准直器的原理、结构、驱动 (一) 多叶准直器(MLC)的物理剂量学特点 1 多叶准直器(MLC)的工作原理 因MLC的功能和用法不同，所以其工作原理也各异。但有其共同点: 即都是通过计算机控制的多个微型电机(少数是手动MLC)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。通常它还需与治疗机 的可调常规准直器配合使用，因为对于大部分不同形状和大小的靶区，一 般只有少部分叶片处于有效射野的范围之内，而那些其余的处于有效射野 范围之外的叶片应该是左右成对地碰在一起，以防射线泄漏。但是，为避 免成对叶片相对碰撞引起机械损伤等故障，通常留有少许间隙。这样，就 必须对加速器常规治疗准直器规定一个相对有效射野的最小外接矩形野， 使之既可屏蔽有效射野外各对未完全闭合叶片端面间隙的漏射线，又能遮 挡相邻叶片之间微小缝隙处可能的漏射线(如图 1所示)。治疗计划系统可计算出这种有效射野的最小外接矩形野，并将相应的控制数据传输给对应的控制系统，从而实现最小矩形野和MLC有效射野的自动设置及跟随。适形野外成对叶片间无漏射者则无须如此。 图1 多叶准直器的叶片设置与初级准直器外接矩形野的关系 2 多叶准直器(MLC)的结构 从多叶准直器(MLC)问世直到目前，MLC的结构 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 就一直在改进、完善。为适应各种不同的功能和用途，世界各主要厂家先后推出多种结构形式的MLC。 纵观其历史发展，MLC主要是围绕着提高适形度、减小透射半影，降低漏射、 适应动态调强与动态楔形板等高级功能展开的。例如叶片对数由少到多、叶片宽度由大到小;最大照射野按需要向大和小两端发展;聚焦方式由无聚焦到单聚焦或双聚焦;相邻叶片之间由平面接触到凹凸插合;对侧叶片由不过中线到过中线且行程由小到大等。再加上独立驱动机构软、硬件的快速开发，使得MLC系统功能大增， 逐渐向满足临床应用要求、降低造价、便于加工、操作简便、高可靠、低故障的方向迅速发展。 叶片的宽度直接决定了MLC所组成的不规则野与计划靶体积(PTV)形状的几何适合度(适形度):叶片越薄，适形度越好，但加工也较困难，驱动电机等机构越多且复杂，造价相应提高，因此必须在适形度和造价之间作合理的折中选择。 叶片的高度必须能将原射线的穿射强度削弱到5 % 以下，即至少需4.5个半值厚度。由于需保持叶片间低阻力的相对动态移动，叶片间常有一些漏射线，会降低叶片对原射线的屏蔽效果，叶片高度需适当加厚，一般不少于5 cm厚的钨合金。如果将漏射线剂量降到2 % 以下，通常需7.5cm的钨合金厚度。 叶片纵截面的设计需考虑两个因素: 一是要保证相邻叶片间和相对叶片合拢时的漏射剂量最小，这就 决定了叶片的侧面多采用凹凸槽相互镶嵌的结构。凹凸槽的位置可加 工在叶片高度的中部 ，但由于这种结构要求加工精度高、技术难度 大，使用中有时发现个别叶片因运动阻力大而发生故障，所以后来不 少厂家生产的叶片采用了台阶式结构。 二是叶片的底面和顶面必须在与叶片运动方向垂直的平面内聚 焦到X射线靶的位置 ，这就决定了叶片的横截面应是梯形结构，即 底面的宽度应大于顶面的宽度，使得任何一个叶片的侧面都与从源靶 辐射出且通过此面的射线平行。加上使所有叶片都在以辐射源为园 心，以辐射源到叶片底面距离为半径的圆周上运动，就可构成无穿射 半影的双聚焦结构。 多叶准直器的历史发展状况、技术指标和几何参数见以下各表: 表3 多叶准直器历史发展状况一览表 年代 厂家 叶片 叶片宽 最大野 过中距 叶片 泄漏率 对数 (等中心mm) (cm) (mm) 聚焦 1965 东芝 9 48 0 1971/76 NEC/三菱 6 30 18?18 0 1977 东芝 12 25 30?30 0 1984 NEC 5 40 15×15 0 1987 东芝 9 20 18?18 0 1987 Scandi- 32 12.5 40?32 50 双 1.5, tronix 1988 三菱 4，7 20，30 29?29 50 1988 西门子 27 7 16?16 15 2 1989 东芝 9，2 25，87.5 (22.5) 75 1989 西门子 13 16 12.1?20.8 30 双 1989 瓦里安 26 10 26?40 160 单 2 , 1990 西门子 11，2 20，90 50 双 1991 瓦里安 40 10 40?40 160 单 2 , 1991 菲利浦 40 10 40?40 125 单 2 , GE 32 12.5 40?40 双 1997 中科大恒 34 2 7?7 0 <1% 1999 (手动、外挂) 34 4 14?14 40 <1, 注:第3列和第4列中的a，b形式表示一种非等宽叶片的多叶准直器， 其中间的叶片比 外层的叶片薄。 表4 三种DKFZ(德国)MLC技术指标 (外挂式) 手动MLC 计算机控制 Micro手动 叶片宽度(mm) 3 3 1 叶片高度(cm) 8 8 8 叶片数(对) 27 27 40 最大野尺寸(mm) 140?140 140?140 60?60 透射率(15MV) , 1, , 1, , 1, 聚焦能力 双会聚 双会聚 无会聚 近似重量(Kg) 40 50 25 每野成形时间(秒) 20,30 40,60 10,20 引自:Radiotherapy and Oncology 29 (1993) 197,204. 表5 世界主要医用加速器制造公司生产的内置式MLC的物理、几何参数 Varian Philips/Elekta Scanditronix SiemensGE CL2100C SL75-5 电子回旋 数字Saturne Mevatron 距源距离cm: 上叶准直器 37.8 42.6 45.5 27.8 28.7 下叶准直器 44.4 50.9 37.9 N/A MLC 53.9 37.3 60.0 37.9 35.7 挡块托架 65.4 67.2 70.6 56.0 61.0 补偿器位置 69.0 N/A N/A N/A 50.50 ? 内置楔形板 N/A 18.6 22.0N/A 22.95 机头底端 57.1 52.9 —— 43.0 50.0 ? 挡块最大高度cm 8.3 11.9 1.1—— 8.0 MLC 叶片厚度cm 6.13 7.5 7.5 —— 10.0 叶片数 26?2 40?2 32?2 29?2 32?2 40?2 60?2 SAD叶片宽度cm 1.0 1.0 1.25 1.0 1.25 SAD过中线距cm 16.0 12.5 5.0 10.0 10.0 漏射线剂量 < 2 % < 2 % < 1.5 % < 1 % < 0.5 % 片间漏射剂量 < 2 % < 3.1 % < 3 % < 1.2 % < 1.0 % ? Scanditronix电子回旋加速器的内置楔形板可在不同位置。 ? Scanditronix电子回旋加速器通常无挡块托架。 表6 Philips(Elekta)和Varian MLC漏射线剂量测量结果 Philips(Elekta)MLC Varian MLC 射线能量 6 MV X 20 MV X 6 MV X 15 MV X 18 MV X 叶片间漏射线4.1 %(平均4.3 %(平均 1.75%,2.25,1.75%,3.25% 剂量 1.8 %) 2 %) 2.75% 2.75% (平均2%) (平均(平均 1.75%) 2%) 相对叶片关闭 时漏射线剂量 51% 61% 12%,28% 从上表中数字也可以看出，为了将相对叶片关闭时的漏射线剂量降低 到符合规定的低水平，使用后备二级准直器(例如Philips即ElektaMLC 中的back-up jaws)或常规准直器(例如Varian的准直器)的自动射野跟 随(auto follow-up)系统是很有必要的。 为了减小叶片端面对射野半影的影响，叶片端面的设计尤为重要。通常有两种设计类型:弧形端面( 例如Varian MLC和Elekta MLC )和直立端面( 例如Siemens MLC和Scanditronix MLC )。 采用弧形端面设计后，在叶片沿垂直于射线中心轴方向运动的任 何位置，都能使原射线与端面相切。采用弧形端面可能使射野的半影 增大，而且半影的大小会随叶片离开射束中心轴的位置而变化 ，但 如果合理地选择端面的曲率半径，可在叶片的全部直线运动行程中， 使射线与端面的切弦长度近似保持不变，这样就可使射野半影基本上 不随叶片位置变化而保持常数。 采用直立端面设计时，叶片可有两种运动方式:? 叶片沿以X 射线源(靶)为中心的圆弧形轨迹运动(Scanditronix MLC的运动方 式)。这时无论叶片处于任何位置，其端面总是与原射线的扩散度相 切。? 如果叶片沿垂直于射束中心轴方向的直线轨迹运动，则叶片 在到达指定的位置后必须自转一个小角度，以便使其直立端面与原射 线的扩散度相切。Siemens的MLC就是采用的这种设计，由于叶片 多，这种转角设计在技术上有一定的难度。 (1) 无聚焦结构 早期的MLC主要是用于头部和体部小病变的微型MLC，大都 是无聚焦的叶片平移结构(如图2B所示)。这种结构叶片上下左右 等厚，叶片全部采用平移运动，叶片上下所组成的射野大小和形状都 相同，不能消除穿射半影。对小野，因射线束的张角很小，影响不大; 但对大野，会造成临床上不能接受的较大半影。 图2 MLC半影的产生和消除结构 1992年，谢孝驹等(MD Anderson Cancer Center)开发了等中心处叶片宽度为4mm的高分辩率微型MLC，用于头部立体定向适形放射治疗，照射野范围为0.4cm?0.4cm,6cm?6cm。德国DKFZ公司生产的Micro-MLC叶片宽度仅1mm，40对，最大射野6cm?6cm;我国中国科学院大恒公司等最早生产的手动微型MLC，最大射野稍大(7cm?7cm， 大恒中型为14cm?14cm)，也都是无聚焦结构。 (2) 单聚焦结构 这种结构是使所有叶片都在以辐射源为园心，以辐射源到叶片底 面距离为半径的圆周上运动，使叶片的端面始终与射线束平行，消除 了叶片运动方向上的穿射半影(如图2C所示)，但在垂直于叶片运 动的方向上，因叶片为上下等宽度，所以仍有穿射半影。这种结构叫 做单聚焦结构。1996年以前Varian公司和Philips公司生产的用于体 部的大型MLC(40cm?40cm为最大射野)都是单聚焦结构。 单聚焦结构的未聚焦方向的穿射半影可以应用加速器原有的同 方向的一对聚焦式初级准直器给予消除，这也是要求治疗机协同配合 实现最小外接矩形野的原因之一。当然，这只有对初级准直器是聚焦 式结构的治疗机才能做这种弥补。 (3) 双聚焦结构 对于安装在无聚焦初级准直器治疗机上的MLC，有必要采用双 每一个叶片在宽聚焦结构。 双聚焦结构是将单聚焦结构的MLC的 度方向加工成非等宽的发散状， 端面呈梯形，上小下大，每个端面 的梯形两边的向上延长线都应相交于放射源点。换言之，必须使每个 叶片的双侧面和端面在任何位置都始终与其相邻的射线束平行。这种 结构装在任何治疗机上都能消除穿射半影(如图3所示)。 图3 多叶准直器的双聚焦和叶片结构 当然，消除半影的聚焦设计与MLC的安装高度有关，还要考虑电路连接、配重、结构空间、驱动控制等多种因素。由于加速器机头的结构复杂，设计要求高，对已在用加速器机头的改造会产生多种困难，所以，除中小型附加外挂式MLC之外， 国内外的大型MLC大都是由加速器厂家配套生产的 , 如图3所示。 (4) 防漏射结构 临床应用要求每个叶片独立运动灵活，摩擦力小，相邻叶片之间 不能挤靠太紧，但贴得太松又容易引起射线泄漏。为解决这一矛盾， 可将每个叶片加工成一面带凹槽，另一面带凸榫，使相邻两片之间以 槽榫凹凸迭合，利用射线只能直线传播的特点获得很好的防漏射效 果。这种槽榫凹凸结合既不必太紧，也不必太深。如Philips公司(现 Elekta)的MLC由40对钨合金组成，叶片厚度7.5cm，在等中心平 面上的投影宽度为1.1cm，相邻叶片的槽榫凹凸重叠厚度在等中心平 面投影只有0.1cm， 所以相邻叶片的投影中心距离为1.0cm。其漏射 率可确保小于2, 。如图4，5所示。 图4 Siemens MLC侧视图相邻叶片凹凸槽减少叶片间 漏射线 图5 叶片间漏射线的来源及叶片纵截面形状对半影的影 响 (5) 过中线设计 随着MLC用途的进一步开发，动态非线性楔形野、动态调强及逆向设计为各种不 同形状和复杂剂量分布射野的高级应用技术越来越多，常常要求成对的叶片从最远的一 端一前一后以不同的变速度同向运动到另一端。因此，叶片运动的过中线行程是实现高 性能适形调强照射法的必要条件，并成为衡量现代MLC功能强弱的重要指标之一，要 求叶片的过中线行程应尽可能大，一般不应小于12厘米。 3 多叶准直器叶片的控制 为使每个叶片随时分别到达准确的位置，各生产厂家采用了不同的叶片控制方式，但都必须包括三项 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 :? 叶片位置的监测:包括使用机械限位开关监测叶片的开关状态，例如 NOMOS公司的MIMiC;光学摄像系统(video–optical);线形编码器(lineal encoders)等;? 叶片控制逻辑:包括控制叶片的开关状态、叶片位置、叶片运动速度和剂量补偿等;? 叶片运动到位机构:采用数字方式或模拟方式控制叶片的到位。 (1)叶片位置的监测:为确保叶片安全、可靠地到位，必须定时监测叶片的位置。对于像NOMOS公司的MIMiC这样的开关式准直器，是使用机械限位开关来监测叶片的开关(ON，OFF)状态 ;另一种较常用的方法是用高精度的线性电位器作为线性编码器，它具有很好的线性度和精度，但因为接线太多、占据空间较大，一旦电位器出现问题，在结构紧凑的MLC中较难查找故障，必须用高可靠、高质量的电位器 ;还有一种监测方法是用光学摄像法:它是在加速器治疗头内的原射野灯光系统中增设一个分光镜，把MLC上端面反射回来的光线经分光镜反射到MLC的位置接收器。较常用的接收器是CCD摄象机 ，它将视频信号转换成数字信号后，送给MLC控制器中的图像处理器 ，即可监测MLC的叶片位置。这种光学摄像系统的优点是:可适时显示MLC的叶片位置、接线少、空间分辨率高、位置线性度好。但CCD摄象机不耐辐射，需经常更换。 (2)叶片位置的控制 叶片位置的确定和控制到位是实现MLC功能的先决条件。叶片位置应与它拟形成的射野边界相一致。线性编码电位器或光学摄像系统所记录或显示的叶片位置应相当于灯光野的大小，也必须是实际射线野的大小。对直立端面的双聚焦型MLC，因其端面总是与射线扩散度相平行，所以其射野的校对方式与常规方法相同。但对弧形端面的MLC叶片，因为灯光指示的是端面切点的位置而不是原射线强度被削弱50%的位置，致使情况变得复杂 ，如图6所示。好在计算和实践(Varian的MLC)业已证明:在使用的射野范围内，灯光野和射线野之间的最大差别不超过1mm。在Elekta的MLC上，采用缩短光源到等中心距离1cm(SAD=99cm)的措施，将灯光野的指示范围稍加扩大，即可使之与射线野符合，但这时下叶准直器的灯光野会比射线野略大。为解决之，在下叶准直器的上端面附加一对薄铝片消光器(light trimmers)，使二者符合。 图6 弧形端面设计的叶片灯光野和射线野的符合情况的说明 以上方法解决了等中心层面二野(灯光、射线野)不符合的问题，但对非标称源皮距的照射仍会有误差 ，因此在Varian和Elekta MLC的设计中，是将射线野大小与,,,叶片的对应位置都列成表格存入,,,控制计算机中，只要知道处方射野的大小，就可得到叶片应运动到的位置。叶片运动控制逻辑中还可根据治疗需要(如是否调强)来控制叶片运动的速度、相对叶片和相邻叶片之间的碰撞问题等。 (,)叶片驱动机构 对于像,,,,, ,，,,, 这样的开关型,,,，通常采用活塞气动式控制，可使叶片快速进入开、闭状态 ，如图7所示;对于非开关型的标准,,,，一般都采用微型电机驱动，并通过丝杠将电机的旋转运动变成叶片的直线运动(叶片的运动速度可设计 ,, ,,在大约,.,,,,,,(,范围，常用的运动速度为 ,,,;,(, 。 图7 NOMOS MIMiC 调强多叶准直器示意图 (,)叶片位置的校对 叶片位置的校对是保证叶片精确到位的重要措施(它是把来自,,,摄象机的像素信号或来自线性电位器的电压信号与叶片的位置进行一对一的校对，并定期重复进行。各公司生产的,,,自校对系统也各不相同，例如在,,,,,,的,,,系统中，是预置一与,,,运动方向垂直的窄长的红外线束 。当驱动,,,时，叶片就自动跨越它 ，叶片截取红外线的宽度后与叶片位置的编码信息进行比较，按预先列出的几何关系计算公式定标后存入,,,控制计算机的相应表格中;,,,,,,的,,,中是在治疗头内预置了四个固定参考反射器，构成一个固定的参考射野框架，校对时只需用胶片对一组预置缺省(,,,,,,,)射野进行照射，用胶片法进行,,,射野的刻度。 (,)治疗准直器或后备准直器的自动跟随 如前所述，治疗或后备准直器的自动跟随是为了屏蔽相对叶片和相邻叶片之间的漏射线(除,,,,,,的,,,系统是用后备准直器跟随外，其他厂家都采用标准的加速器治疗准直器进行跟随(跟随准直器的位置应由相应,,,叶片的当前位置的编码信号进行控制 ，如图 8 所示 。 图8 上、下叶治疗准直器和MLC三级准直器布置示意图 , ,,,控制文件的生成 这种文件包括,,,叶片位置生成文件和,,,叶片位置驱动文件 两部分(前者是把治疗射野的大小和边界翻译成,,,相应叶片的位置坐标，生成叶片位置文件;后者是把前者转换成叶片位置驱动文件，再由,,,的控制计算机完成 。叶片位置驱动文件包括叶片位置坐标监测 、叶片运动控制逻辑 、叶片速度控制 、治疗或后备准直器跟随等，并且要与加速器的出束开关系统在线联结 。,,,叶片位置坐标生成文件是在 :翻译器:中进行的 ，这种:翻译器:大多是下述三种方式之一 :?配有数字化仪并与,,,控制计算机在线联结的计算机 ;?配有数字化仪的离线计算机 ，它可接收模拟定位机的射野定位片或,,模拟定位机的数字重建影像片(,,,) ;?,,模拟定位机或治疗计划系统本身可直接产生叶片位置生成文件。第一种一般都是由加速器,,,生产厂家配套设计并按用户要求作为选件提供 ;后两种一般都是由非加速器生产厂家或用户自己设计。但无论何种方式，生成文件的输出格式一定要与,,,控制计算机的接收格式相同。 :翻译器:目前还没有统一的名称，有人按其功能将它命名为: ,,,处方准备系统:(,,,,rescription preparation system)，简 称,,,,,,。在线型,,,,,,通过网络直接与,,,控制计 算机联结 ;离线型,,,,,,可通过局域网络服务器(,,,) 或其它媒介(如软盘)把,,,生成文件装入,,,控制计算机中去。 目前三维治疗计划系统(尤其是有逆向计划设计功能者)的生产厂家 大都把,,,,,,融入自己的系统之中，通过局域网络服务器(, ,,)与加速器,,,控制计算机在线联结。 我们知道，常规治疗准直器形成矩形野时的处方剂量(加速器剂 量仪计数,,)是通过等效方野的射野总输出因子进行转换的，而附 加,,,:挡块:组成不规则射野时，准直器散射因子(,;)基本 不变，射野总输出因子只随体模散射因子(,,)的改变而改变。对 于,,,,,,型的,,,，因保留了加速器常规治疗准直器，而, ,,只是替代射野挡块的位置，因此,;仍由常规治疗准直器的矩形 开口确定，,,,的设置只影响,,的大小。但是对于代替常规上、 下准直器位置的,,,(例如,,,,,,、,,,,,,,等)， 因,;，,,同时改变，需用由各叶片具体坐标位置确定的适合于计 算机计算的专用算法进行计算。 5 MLC的验收 、质量保证与质量控制 作为一种准直器，MLC应该具有常规治疗准直器的所有性能 指标，例如:MLC所形成的辐射野与灯光野的一致性;MLC的旋转 中心轴与射线束中心轴的符合性;MLC本身及相对叶片合拢时 、相 邻叶片间的漏射线等都应符合相应标准。 首先，应检验MLCPPS的软、硬件及MLCPPS与MLC控制 计算机间通讯的准确性，MLCPPS的数字化仪的精度和线性度直接 影响MLC叶片位置的精度，也必须进行校对。用一系列预先选定的、 已知大小和形状的、规则的和不规则的射野，可以检查MLCPPS和 MLC控制计算机组成的整个系统的射野精度及其指示系统的性能， 并将检查结果登记在册。因为MLC构成的静态或动态不规则射野较 难用肉眼方法进行查看(不像常规放疗那样，可用肉眼在病人皮肤上 对照检查灯光野与皮肤墨水画野的符合性)，只能依靠叶片联锁系统的有效性。联锁系统除包括硬件联锁、软件联锁和使这些联锁有效或失效的MLC叶片运动到位的位置误差允许量(jaw positional tolerance)的大小外，还应包括防止叶片非法运动的软件措施(例如:进入MLC操作口令、意外中断命令等)的有效性。 因为MLC的单个叶片是独立运动的，每个叶片端面形成的射野边界、叶片运动范围、叶片运动速度、每个叶片到位的准确性等，各叶片彼此之间可能不同，必须对每个叶片一 一检查，主要内容包括:?单个叶片的端面和侧面在等中心平面的投影(即灯光影和射线影);?叶片的编号和顺序;?每个叶片的运动范围;?叶片位置的数值指示;?相对叶片的灯光野和射线野的符合性等等。其核心是叶片位置的检查。 一种多野暴光技术被推荐用于确定50%射野边界与叶片端面位置之间的关系 (如图9所示):在与射野中心轴垂直的等中心平面处，放置一大张14英寸?17英寸的低灵敏度胶片(如Kodak XV 2)，上面放置相应于该X射线能量的建成厚度的组织替代材料。用MLC设置8个照射野，每个射野大小都是5cm?40cm(若胶片不够大，可为4cm?40cm)，由射野中心向双侧对称排列，每个射野所用的照射跳数(MU)都是使胶片的黑度约为0.75。从一侧开始照射，前一个射野的左(或右)叶片的位置，正好是下一个射野的右(或左)叶片的位置。待8个射野都照射完之后，在黑度均匀分布的胶片上会出现7条左右叶片交换位置时的线条影。对直立端面型叶片，两次暴光后线条影应是一条直线，若发现任何点的黑度残缺或加重，都表明相应位置的叶片的到位精度有问题，需要调整;对弧形端面的叶片，沿线条方向用高分辨率的扫描黑度计进行测量，其黑度高于或低于平均黑度的20%的位置的相应叶片的位置也应调整。沿线条影垂直方向进行黑度扫描，经黑度-剂量曲线修正并扣除线条影的黑度后，每个窄条野的50%剂量的边界，应是叶片的停留位置。如前所述，对于弧形端面的叶片，灯光野和射线野总是难于精确一致，对于Varian MLC 的18MV X线，其偏差约为0.5mm。叶片位置与射野大小精确对应之后，要用方格纸和胶片进行灯光野与射线野的对比检查，其方法如上所述。 图9 凹凸效应示意图。 其中(a)是通过用在(b)和(c)中所示的 两次匹配双暴光法所获得的胶片。 6 多叶准直器(MLC)的用途 多叶准直器开发的主要目的是实现适形放疗。但由于其机械结构方面的优良性能和 计算机自动化控制下精确运动的灵活多样性，使其具备的多种潜在功能得以实现。这 也是MLC比其它的适形照射法发展较快的重要原因。 直到目前，已开发出的MLC的用途可概括为以下8种: (1) 取代常规实心挡块 事实上，在放射治疗实践中，仍有相当比例的患者需要做传统的常规放疗。特别是有些大野、部分术后放疗和姑息放疗等，只需要少数加挡块的固定野。例如:大面积斗篷野、锄形野、面颈联合野、品字野、表浅肿瘤的电子线单向固定野、规范放疗中的对穿野和三野交角照射等。这种静止固定野照射，对挡块没有动态控制的要求，用手动MLC和具有精确的位置控制功能的MLC，都可容易地完成。 无论是经模拟定位获得的定位胶片或是体表标志射野，只要按比例描出射野的形状和等中心点(或坐标原点)，用数字化仪或扫描仪输入与MLC配合使用的三维治疗计划系统，该系统很快就可用编辑好的数据文件去驱动MLC的各个叶片， 形成所需要的适形挡块野形状。图10是用此种方法形成的不规则大面积斗篷照射野的示意图。 图10 用多叶准直器形成斗篷野 (2) 非共面多野适形照射 在体部立体定向放射治疗等非共面多固定野适形放疗中，如果没有MLC， 就需要铸造很多笨重的低熔点合金空心挡块。不但劳动强度大，环境条件差，而且对各种机架角下大重量挡块的承重安全性的要求也很高。目前已较多开展的体部FSCRT，对于无MLC的直线加速器，已体现出诸多不便。现代的多功能MLC系统，可理想地解决这些问题。 (3) 实现动态楔形板功能 当从原理上分析用MLC实现动态楔形板的效果时， 只要分析一对叶片在动态控制下的相互运动规律即可。因为，其它各对叶片做相同或类似的运动，就可获得整个MLC在一个方向上的楔形野分布;通过转动小机头， 就可获得任意方向上的楔形野分布。 用MLC可实现普通楔形板不能实现的功能， 例如:?可实现各种特殊形状的非线性楔形板效果，如弧状凹凸形、正弦形、对数形、特殊函数形等。?如有特殊需要，可实现0?,90?之间的任一楔形角。 ?可根据需要实现任意深度的指定楔形角。?在同一个射野内，可在不同的区域实现不同的楔形角。 为分析方便，通常将MLC的楔形板效果分为线性楔形板功能和非线性楔形板功能两大类。 ? 线性楔形板功能 无论是传统的楔形板、MLC式动态楔形板， 还是不同材料的特制调强板或各种挡块，都是利用射线穿过物质时的指数衰减原理。根据常规线性楔形角的定义，设在射线中心轴与MLC叶片运动的X轴方向组成的平面内，中心轴上深度d处的剂量为D(0，d)，距轴X处任意深度d处的剂量为D(x，d)，任意楔形角为α，则根据指数衰减原理: D(x, d),D(0, d) exp〔-μx 均 tan(α)〕 „„(式1) 式中μ 是该能量,射线在组织中的平均线性能量吸收系数，该能均 量射线在楔板角为α的楔形板材料中的平均线性吸收系数与同能量的射 线在楔形角为α的组织中的平均线性吸收系数之间有一 一对应的数值效 应关系。因此，虽然这种吸收差别是由楔形板的厚度不同引起的，但在组 织中的效果是:可以将D(0，d)与D(x，d)的差别对应地看做是从点 [x， d-xtan(α)] 到点 (x，d) 的剂量衰减。 设射线场为均匀场，并忽略散射线的影响，则经楔形板或MLC调制 后的剂量分布可表示为: D(x),A?D(0,d) exp〔-μx tan(α)〕 „„(式2) 均 式中A是一个用实测等方法获得的修正系数。 现在的任务是如何通过对MLC (事实上对初始准直器也可)的控制得到所要求的剂量分布D(x)。这可有两种实现方法: (a)条形野分段照射法:此法的剂量分布变化梯度的方向既可在叶片运动的方向，也可在垂直于叶片运动的方向。方法都是将射野分解成许多条段(在垂直于叶片运动方向，条宽为叶片宽度的整数倍)，在微机中建立一个数据表，表中每一格储存有对应条形野应照射的处方剂量数(MU)，从第一条开始照射，照完关闭之;再打开第二条，照完再关闭，如此往复，直至照完为止。如果剂量梯度方向与叶片运动方向平行，则开始时全部左右叶片都移至最左端，间隔开条形野宽度，照完一条后，全部左、右叶片再同时向右移一条宽度，照完再移，如此往复。 此法缺点多，优点少。优点是简单，只需控制叶片的位置，不需控制速度，可调制成任意阶梯形剂量分布。缺点是效率低，频繁开关电子枪断续出束，对加速器损耗大，射束利用率低，剂量分布为阶梯式变化，没有下述的动态变速调强法空间分辩率高。 (b)动态变速调强式照射法:这种方法要用到MLC的动态调强功能， 即通过控制左右叶片在不同位置处的移动速度获得所要求的空间剂量分布，楔形板效果只是这种应用的一个特例。这时，只要开始时使左右叶片全部处于射野的最左端并完全关闭(右叶要过中线)，开始出束时左叶片不动，右叶片以予先计算好的、遵循一定变化规律的速度各自向右移动，体内射野开始逐步由左向右暴露在射线场的照射之下。此后，左侧各个叶片经过各自的停留滞后时间后，又分别以各自的予定变化规律的速度向右移动，逐步遮挡射野，直到右侧叶片分别停止于射野最右端之后一定时间，左侧各叶片才分别以各自的时间成对地关闭于射野的最右端。 ? 非线性楔形板功能属此上述“动态变速调强式照射法”内的一种，不必重复。在此 仅简单介绍一下左右叶片运动速度VL(x)和VR(x)的计算: 设原初的射线场在各点的剂量率是不变的，则某点的照射剂量应为直接对该点的照射时间与该点的剂量率的乘积。所以，对某点x而言，它受到照射的时间t(x)应是该点的剂量D(x)与剂量率RD(x)之比， 即: t(x),D(x),RD(x) „„(式3) 因为右叶片向右移动到某点x的时间tR(x)实际上是x点被右叶片遮挡的时间，设tR(x)时间被右叶片遮挡的剂量为DR(x)，在时间tR(x)之后(即大于tR(x)的时间)x点方开始被照射，一直照射到左叶片到达x点为止。而对左叶片而言，可以认为右叶片不存在，而在x点被左叶片“放过”的剂量为DL(x)，所以综合考虑左右叶片对射线的阻挡，x点实际获得的净剂量为: D(x),DL(x),DR(x) „„(式4) 将式4代入式3 : t(x),DL(x),RD(x),DR(x),RD(x) ,tL(x),tR(x) „„(式5) 式中tL(x)是在x点被左叶片“放过”射线的时间，tR(x)是在x点被右叶片挡住射线的时 间。 将式5两边对x求导数 : dt(x),dx,d tL(x),dx,d tR(x),dx ,1,VL(x),1,VR(x) „„(式6) -1根据式4和式5，当D(x)和RD(x)确定后，V(x),[dt(x),dx]就能确定。按照式6求 VL(x)和VR(x)时，通过指定一个求另一个， 加入叶片最大移动速度V的限制后也可有无max 数种组合，这就为过程的优化提供了充分的选择范围。 对单个楔形角的情况，我们将式3和式2代入式6，并设VL(x),V ，剂量率RD(x)max ,RD(x)不随x而变， 则有: -1 VR(x),〔1,V ,dt(x),dx〕max-1 ,〔1,V ，(Aμtan(α)?D(0,d),RD)?exp(-μxtan(α))〕均均max VL(x),V „„(式7) max 式中D(0，d)是在深度d处射野中心轴上的吸收剂量，按楔形角的定义，d可取为10cm。 按式7，可将x分段，实现多个楔形角的剂量分布效果。 (4)旋转适形照射功能 这是MLC最典型、最常用、也是较早的一种基本用途。只要将病 灶、 各个重要器官的三维轮廓重建之后，通过空间透视投影和坐标变换 算法，即可获得空间任意角度从射线源点到病灶等中心平面的透视投影 (Beam’s Eye View)，再控制MLC的各对叶片， 使得在任意角度下各对 叶片所形成的射野轮廓处处与医生确定的靶区轮廓(PTV，即病灶轮廓， 医生指定的扩野边框)一致。 在三维治疗计划计算时，可按机架每旋转1?或5?甚至10?计算 一组相关参数，然后在Beam’s Eye View的方式下顺序显示360幅或72 幅甚至36幅画面，医生如果发现某个画面的适形度或躲避重要器官等方 面有不满意之处，可随时进行修改。 当然，在设置各参数取值范围时，一定要使机架的旋转速度不至于 大到使叶片的跟踪运动速度超过其极限值。如果剂量率、小机头角度、床 角和机架旋转速度都可调(或其中几个可调)，则治疗计划可以进行多参 数的优化。从此也不难看出，在处理旋转适形照射问题时，计算机是将旋 转适形野分解成有限个连接起来的非共面等中心适形固定野。分解得越细 (如机架每旋转1?，分解为一个适形固定野)，连续性越好，但效率也 越低，一般分解为5?已足可满足临床需要。 (5)非共面多固定野适形调强功能 这是在非共面多野适形照射时加上调强功能。实际上，在实现动态楔 形板功能时，无论是采用条形野分段照射法或动态变速调强式照射法，都 可将任意条段或任一对叶片所处的x点处的剂量单元D(x)指定为医生所 要求的任意剂量值， 计算机就可根据剂量率RD(x)和所需剂量D(x)计算 出左右叶片在该点所停留的时间tR(x),tL(x)和左右叶片在该点的移动速度 VL(x)和VR(x)。 因为此类情况约束条件少(即方程数少)，未知数(即 待定参数)多，往往有无限多个解，通常是将某些最难计算、最难控制的 参数(如VR(x)， RD(x)等)指定为机器或MLC最易实现和稳定的值， 再求解其余那些个数与约束方程数相等的待求参数。 (6) 旋转式动态调强适形照射法 这是将非共面多固定野适形调强与旋转适形照射结合起来的一种用 法。例如:设机架旋转范围为,120?至，120?，若每隔5?分解为一个 适形调强固定野， 则共有48个适形固定野，每个固定野的调强方法与上 述“(5)”中的非共面固定野适形调强法完全相同。也可以使用空间和时 间的双重调制，例如:将每个照射野按剂量大小分成N个等级，每次照 射射野的全部或一部分，这样， 第一次照射全射野内各点都大于和等于 第一个剂量等级D，第二次照射比D大一个台阶的那部分高剂量D,112 D;第三次照射D,D;直到第N次照完最高台阶的那部分剂量D,132N D。一般N取4或5已足够。 N-1 以上照射和分解方法只是其中的一种。可以证明:对于单峰剂量分布， 其分解方式的种数T,N～，如将剂量D(x)化成五个等级，对单峰剂量分N 布就有T,5?4?3?2?1,120种分解照射方式，对多峰的分解方式还N 会更多。 这虽然看起来使问题复杂化，但却给优化照射方法提供了宽广 的选择空间。 (7) 配合立体定向技术实现适形SRS和精确放疗 这种技术就是在立体定向放射外科(SRS)和分次立体定向放射治疗(FSRT )时， 将一个个带圆锥形孔的圆形准直器用计算机控制的全自动MLC代替。对于头部的SRS，要求MLC的叶片要足够窄，对电动窄型MLC，可做头部旋转照射的SRS和体部旋转照射的FSRT。对于手动的微型MLC(国内外都有此产品)则只能做头、 体部的立体定向非共面多固定野的分次适形放疗。有的学者用剂量体积直方图(DVH )统计表明，对于较大的不规则靶区，当非共面适形固定野的数量足够多时，其剂量分布和适形度好于圆形准直器的旋转照射。靶区越大，形状越不规则，越适合做这种照射。 (8) 在同步挡块法和循迹扫描法中的应用 老的同步挡块法和循迹扫描法都是在没有MLC的放疗机上使用的。事实上， 当放疗机上已经有了先进、自动的MLC之后，这两种方法的实现自然地就被方便、 灵活、高效的MLC代替了其中笨重、费时、费力的同步挡块和初始准直器。例如， 前述的商品化的孔雀系统(Peacock System)已经采用了自动多叶准直器来实现其多种复杂的适形调强功能，从这个侧面也可看出MLC方法逐步取代其它实现适形放疗方法的趋势。 (二) 用自动多叶准直器进行调强放疗的控制、驱动、实施系统 随着先进的计算机逆向设计、优化治疗计划和计算机控制进行治疗的实现，新的调强放疗(IMRT)模式在近年应运而生。它是对靶区提供高度适形并保护周围正常组织的强有力的工具。前瞻性的临床研究表明:它对于提高肿瘤的局控率(TCP)及降低正常组织并发症概率(NTCP)具有很大的潜力。 IMRT技术可分为两大类:一类是连续或螺旋式的断层放疗，此类又可分为将射束 准直为窄条形或用机架旋转进行射束调强两种，此类调强也叫扇束调强;第二大类是基 于多叶准直器(MLC)的IMRT(MLC-IMRT)，此类调强也叫锥束调强，它又可分为 静态或动态两种，其区别是出束时叶片是否在伴随运动。在静态MLC-IMRT中，调强 束是用很多MLC的均匀束分段迭加实现的，所以也叫“停-射”模式;在动态MLC-IMRT 中，调强束是靠调节每个叶片的运动速度和剂量率来实现的，所以也叫“滑窗”模式。 此外，马里兰(Maryland)大学的Yu等人还提出一种混合模型现正在进行临床研究， 它是将旋转锥形束与常规MLC结合起来，所以又叫调强弧形治疗(IMAT)。 下面主要针对MLC-IMRT系统做些概略介绍。 1 商品化、内置式MLC准直器的特征 目前大部分先进的直线加速器都可装配内置式MLC，但其设计特点 各异。本文重点分析Varian瓦里安(Polo Alto，CA)、Siemens西门子 (Concord，CA)、Elekta医科达(Norcross，GA)三大公司设备系统的 特点。 (1) 位置 在医科达的加速器中，MLC放在上光栏(Y-jaws)上边:为了减小MLC的辐射泄露，MLC下面有3cm厚的Y-向光栏(Y-jaw)。在西门子的加速器中，MLC完全代替了下光栏，而在瓦里安加速器中MLC是作为第三准直器。在MLC的设计中，叶片的物理大小显著地影响机架头的大小:当投影到等中心的野和叶片宽度相同时，所需的叶片长度和宽度与源到MLC的距离(SCD)成正比，SCD越小，对应的MLC长宽也可越小，可形成更紧凑的机械设计并使机架头到等中心有更大的空间，但由于放大效应，对叶片几何位置的精度要求也更高，由MLC形状引起的野半影也越大。对于Elekta和Siemens两种MLC，其输出因子决定于MLC的形状，因为它们对来自于均整过滤器的原初散射剂量有直接的屏蔽效应;而对Varian式的第三准直器，输出因子主要是随常规光栏的位置而变化，受MLC形状的变化相对较小，但对IMRT中常用的小野，第三准直器MLC对来自均整过滤器的散射线也有一定的屏蔽效应，因此在IMRT中也影响监测器计数(MU)的计算。 (2) MLC的单聚焦或双聚焦 来自点源的放射线束在X(沿MLC叶片运动方向)和Y(垂直于MLC叶片运动方向)两个方向上都是发散的。单聚焦MLC只在Y方向聚焦，为使其在此方向顺应线束发散，MLC叶片的顶端(近源方向)薄、底端(近病人方向)厚。双聚焦MLC在X和Y两个方向都聚焦，为实现X方向聚焦，叶片必须沿以放射源为中心的球面运动。Elekta和Varian的MLC是单聚焦，而Siemens的MLC是双聚焦。 单聚焦MLC的叶片是沿着垂直于射束中心轴平面内的直线运动，其优点是机械设计和叶片位置控制简单。Elekta和Varian MLC的叶片位置精度都是?1mm(在等中心)，但其穿射半影大且随叶片位置而变化，为减小此位置效应，叶片底端设计为圆形。但当叶片运动到离开中心轴20cm时又会引起5mm的叶片位置误差，为解决此问题，MLC控制软件中使用了作为叶片位置函数的非线性偏置补偿。然而，圆底设计显著地减少了叶片端尖的厚度，使两相对叶片合拢时的辐射泄漏增大( >20% )，为减小之，常规光栏(jaws)应随时尽可能紧紧跟随之。 在双聚焦MLC中，叶片跟随射束的发散做弧形移动，因其机械设计和轨道控制都较困难，故Siemens MLC的叶片位置精度定为?2mm(在等中心)，但其半影比单聚焦的小。单、双聚焦的MLC之间，其叶片位置精度、野半影、辐射束边沿与叶片边沿的符合度等都有对应的交换因子。 (3) MLC的物理特征 Elekta MLC由40对、7.5cm厚的钨合金叶片组成，每片在等中心投影的宽度为1cm、长度为32.5cm ，常规治疗的最大野为40cm?40cm，过中心距离为12.5cm，叶片最大移动速度为每秒2cm(等中心)。 Siemens MLC由29对、7.5cm厚的钨合金叶片组成，内部的27对叶片中，每片在等中心的投影宽为1cm 、长为31cm ，内组合也为40cm?27cm ;而外部2对宽为6.5cm ，内外组合野为40cm?40cm 。过中心距离为10cm。.叶片最大移动速度为每秒2cm，但不控制单个叶片的速度。上光栏(jaw)的放置必须小于MLC组形边界外0.5cm，但可按需要置于MLC组形边界内的任何距离。 Varian MLC由26对或40对(或60对)5cm厚的钨合金叶片组成，每片在等中心投影 宽为1cm(60对中的内40对为0.5cm)，长为16(40)cm，叶片最大移动速度为每秒3cm(等中心)。有两套MLC叶片托架，常规治疗最大野为40?26(40)cm，与叶片对数量有关。每片行程是距托架端15cm。托架能缩回到距射束轴20cm并能穿行到过轴1cm。因此，只要应用多个托架位置，叶片位置就能在离等中心20cm和过等中心16cm之间变化。相对于MLC的组形，上下光栏(jaws)的位置无任何限制，但建议在正常治疗时光栏的位置距MLC的组形边沿末端约为0.5cm为好。因为叶片长度是16cm，为防止从最前导叶片的尾部或从最回缩叶片的顶(头)部泄漏辐射，最前导叶片和最回缩叶片之间的距离在同侧(岸bank)应限制到14.5cm之内。 (4) 凸 凹效应 为减小任两叶片间很小间隙处的辐射泄漏，MLC每个叶片的一边加 工有突出的“榫”，而相邻叶片加工有凹槽，使凸凹耦合。当相邻叶片有 不同的凸度时，在更凸叶片边沿就产生低剂量区，这种现象叫做“凸凹效 应”。Sykes等学者建议的双暴光胶片法可演示此效应 (如图9所示): 第二次照射的屏蔽区和照射区与第一次正好相反。Siemens(MXE)和 Varian(CL2300C/D)MLC缝边的这种剂量降低分别约为17%和25%， Philips(现在的Elekta)加速器上的MLC也有类似的结果。 (5) 叶片运动限制 为减小总治疗时间，必须优化叶片的连续(有序)运动，其中限制叶 片的运动是重要因素。Varian MLC是插指式设置:即一侧的叶片可插入 对侧两相邻叶片之间;Siemens MLC是平齐式设置:即双侧叶片相接但 禁止插入;Elekta MLC是非接触式设置:即双侧叶片间禁止接触且保持 1cm的间隙。为减小凸凹效应，插指式设置是必要条件。 (6) IMRT治疗中的MLC野大小 在IMRT治疗中，为在全野内调节射束强度，MLC的组形常常是不规则的、偏轴的。为形成此奇特形状，叶片应能放置于野内的任何位置。但过中线距离限制了IMRT的最大射野，例如Elekta MLC，其IMRT的野宽是叶片过中距离的二倍，即25?25cm，Siemens MLC最大野是21?27cm。但如果野长大于20cm，由于某段子野可能需要Y向光栏(Y-jaw)过中线大于10cm，Siemens MLC的某些IMRT野就不能实现。 如果MLC后面的备用光栏有足够大的覆盖区域，则IMRT的最大野可被扩大。如Varian的MLC可达30?26(40)cm，它是受叶片最大行程的限制而不是过中线距离的限制。但在Varian IMRT治疗中，如果野宽大于14.5cm，由于MLC托架最大只可扩展14.5cm，则IMRT野必须被劈为2或3个野，这可能在相邻野衔接处引起潜在的欠剂量。 2 静态MLC-IMRT和动态MLC-IMRT 静态MLC-IMRT可认为是在每个机架角用多个MLC组形(或片段、子野)进行的常规MLC的简单扩展，而动态MLC-IMRT可认为是具有很多对光栏(jaws)的动态楔形板向二维方向的扩展 (如图11 ，12 所示) ，动态MLC扫描技术如图13所示。 图11 (a)为实施动态MLC治疗，作为剂量指数的函数的叶片运动轨道 (b)是剂量强度图 图12 (a)为实施静态MLC治疗，作为剂量指数的函数的叶片运动轨道 (b)是剂量强度图 图13 动态MLC扫描技术示意图。 (1) 静态MLC-IMRT的实施 静态MLC-IMRT的强度图案可被分解为一系列强度均匀的片段子野，此图案可由 正向人工治疗计划或逆向计算机优化的治疗计划完成。子野数量决定于强度图案的复杂性和所用的数学模型。NOMOS(US)公司孔雀系统的Corvus计划系统即为此种。反映其强度图案复杂性的指数叫做强度级数，它类似于部分厚度挡块的透射系数。强度级数越大，强度图案越复杂。片段数与强度级数成正比。 有两种机制可实现静态MLC-IMRT，机制1是简单、直接的，它将每个治疗片段作为一个独立的野，这样，与此片段有关的所有治疗参数(如光栏位置、监测器计数MU等)都经过“记录-验证”系统(R/V)记录和验证。用此机制，常规放疗系统也可用于IMRT且在间断治疗中容易恢复，但对复杂的强度图案，因对每个片段的所有参数都需记录、比较、验证、下载，会大大延长治疗时间。机制2是MLC-IMRT的一个特例，将在动态MLC-IMRT之后讨论之。 静态MLC-IMRT的优点是:概念简单易理解、与常规放疗类似、不需控制单个叶片的速度(故控制MLC的系统简单)、容易恢复间断治疗、容易验证每个野的强度图案、与动态相比所需机器计数(MU)少(省机时)，所以临床应用较普遍。缺点是:对复杂的调强束治疗时间长、在对连续强度分级时会引入误差，但若像Corvus计划系统那样在计划优化过程中由治疗计划系统对强度图案自动分级，静态MLC反而是个优点。 (2) 动态MLC-IMRT的实施 它可将一个强度图案以很细的步阶依次分解为一系列的连续片段，叶 片文件把每个叶片的位置表示为累积机器计数(MU)的函数。其叶片移 动方向被限制为从左到右或从右到左，片段之间的最大步阶受叶片最大机 械速度和最小剂量率的限制。因每对叶片都有其不同的强度断面，而且在 给定的MU间隔内每个叶片需要移动不同的距离，所以，为了使所有的 叶片都移动到其被设计的位置，叶片速度和剂量率二者都必须被调制。在 叶片速度调制中，虽然每个MLC叶片速度各不相同，但在每个片段中其 速度不变。在剂量率调制中，为提高效率，尽可能用最大剂量率，但当叶 片用最大速度也跟不上时，必须降低剂量率。 动态MLC的一个特例类似于静态MLC:在每一个片段内叶片速度 都是零，而在关掉射束时的两片段之间叶片速度置于极限。两叶片以阶梯 步方式移动:当MU增加时，叶片位置不变;而叶片位置移动时，MU保 持不变。 动态MLC的优点是:强度截面变化连续光滑、有效;缺点是:实现 机制繁杂，包括叶片速度和剂量率的调制，需要精确地控制每个叶片的速 度和全面的质量保证。另外，因在整个给定机架角内一直在出束，所以当 强度图案相同时，它比静态IMRT更费机时(需更多的MU)，且会增加 MLC叶片的漏射剂量。特别是当强度图案中含有零强度区时(如脊髓挡 块)，关起来的叶片必须跨过此零强度区，此时从关起叶片的圆形端头的 漏射可达20% 。 3 商品化的MLC-IMRT实施系统 (1) Siemens系统 它以静态方式中的机制1实现调强，每个片段都按常规野处理，IMRT计划由很多 片段组成，叫做SIMTEC(Siemens Intensity Modulation Technology)。所有野和每个野 的所有片段都是自动实现，无须人工干预，所提供的全是共面野。其记录-验证(R/V) 软件系统Primeview支持SIMTEC调制。在Primeview中，每个机架角中的所有片段都 能按调强(IM)野分组，而所有的调强野又都能按自动连续组分组，治疗时可任选自 动组或调强组。而且，如果所有野都是共面的，则常规计划中的所有野也都能分为自动 组并实施自动治疗，在两野之间无须再进入治疗室。 因将每个片段都按常规野处理，需要记录-验证的跨越时间，每个片段约5--6秒。在20分钟内可完成100--120个片段，包括5--7个机架角，但不包括病人摆位时间。 (2) Varian系统 它可实现静态和动态两种方法调强，静态是作为动态的特例采用机制2实现的。 它不同于常规静态模式。在剂量模式中，调强MLC文件是由作为剂量指数函数的所有 叶片位置的序列指令组成的，对于某个调强野，剂量指数是总MU(机器计数)的百分 数(从0.0到1.0)。 在治疗过程中，MLC叶片的位置受MLC控制计算机的控制，而总的MU数受控制台计算机控制，两计算机又相互联机，每隔50毫秒建立一次叶片位置和累积MU之间的对应量值关系(按调强IM文件给予的指令)供执行。在每个片段中，当这种联机时间迟后时可引起剂量误差，特别是对小的MU片段或首末片段，因这时常用最大剂量率。 (3) Elekta系统 Elekta系统现在正在由包括9个医学科学中心组成的国际合作机构进行研制和发展。 4 质量保证条款 质量保证(QA)是正在进行的课题，包括人们在IMRT中所获得的更多的经验和设备生产厂家不断改进的要求，分为与机器有关的QA和与病人治疗计划有关的QA:前者包括剂量线性度、射野对称性和均整度、叶片位置精度和MU及小野的剂量学精度;后者包括等中心验证、强度图案验证和用体模计划所做的治疗计划验证。 (1) 与机器有关的QA ?剂量线性度: 即符合物理原理的正比性和可相加性，但由于与频繁开关射束有关的“端头效应”，其线性不一定能严格保证。通常是将200MU按50MU?4次做比较测量、验证，用这两种测量之差来定义“端头效应”。实施频繁开、关射束的IMRT技术导致可低至1MU的很多小剂量分次片段，故应进行线性度核检。如:Varian CL2300C/D加速器，IMRT野分190个片段，15cm?15cm野，在每个片段野的射束开、关治疗中可有2mm的位移。用IMRT模式做总MU=19的治疗，与常规15cm?15cm野19MU做比较测量。Siemens KD2，MXE加速器，将IMRT野分为99个片段，15cm?15cm野，每个片段1MU。最后发现:对于这两种加速器，IMRT野和常规野的线性度都能被调整到1% 以内。 ? 对称性和均整度: 用均整过滤器可获得宽阔且均匀的X射线束， Varian的此性能是通过与反馈电路连接的多个内电离室来监测的，电离室信号 接向射束偏转电磁线圈。这种机制在常规放疗中工作得很好，但在IMRT中， 因每片段的MU数常常很少，故此性能必须被验证，而且无法用常规的离轴 比扫描法测量。此处用电离室在IMRT野内的几个对称点测量点剂量的方法进 行比较监测。结果表明:对Varian CL2300C/D和Siemens MXE，KD2加速器 的IMRT，此性能可与常规野相当。 ? MLC叶片位置精度: 此性能和野半影对IMRT更重要，因为它影响 全野范围内的剂量，不像常规放疗那样只影响野边沿的剂量，所以必须定期做 质量保证检验。因各厂家指标不同，对用户主要应了解其所用的MLC准直器 的限制。这些限制应由IMRT治疗计划系统在做优化和分片段过程中予以考 虑。另外，厂家正在用其内置的多而独立的探测器测试并核检其改进了的叶片 位置精度。 (2) 与病人有关的QA ? 等中心验证: 与常规治疗计划相比，IMRT计划对摆位误差更敏感。所以IMRT 需要更严格的固定病人和对等中心位置的多重检验。模拟定位影象、数字化重建放射影象 (DRR)、治疗机照射野窗口影象(portal image)等技术都被用于多种原因引起的等中心位 置误差的验证。 ? 强度图案验证: 从治疗计划系统到记录-验证(R/V)系统的直 接的数据传输(包括来自于治疗计划的所有参数)都是从局域电子网完成 的，避免了人工数据传输引起的人为误差。但为了确保病人治疗计划和靶 区剂量的正确，对来自R/V系统的强度图案需要做直观的验证。在IMRT 治疗之初，需用双暴光窗口摄影胶片和20cGy的减影剂量照片并分析、 验证强度图案。 ? 选点剂量验证: 用体模模拟病人做治疗计划，选择一些相对均 匀的剂量区域，用电离室做选点剂量测量和验证。我们用Corvus，NOMOS 模拟40多个病人，在高剂量区，实测与计划剂量之差为4%--5% ;在低 剂量区，其差为5%--6% 。 ? 剂量分布验证: 用体模模拟病人并做治疗计划，用单包装的密封 Kodak XV胶片，先从5cGy--90cGy分8个阶梯剂量单暴光，建立起 光密度和剂量之间的量值关系，再进行实测照射，分析、比较实测与 计划之间的剂量分布差异。 ? (王所亭) 参考文献 1 王迎选，王所亭. 现代立体放射治疗学. 北京:人民军医出版社，1999 2 Ping Xia，Ph.D. and Lynn J.Verhey，Ph.D. Delevery systems of intensiti-modulated radiotherapy using conventional multileaf collimators Medical Dosimetry , 2001; 36(2) pp169-177 3 胡逸民. 肿瘤放射物理学. 北京. 原子能出版社 1999.9 4 Yu CX. Intensity-modulated arc therapy with dynamic multileaf collimation: an alternative to tomotherapy. Phys Med Biol , 1995;40:1435 5 Zelefsky,M.j.;Fuks,Z.; Happersett,L.;et al. Clinical experience with intensiti modulated radiation therapy (IMRT) in prostate cancer. Radiother.Oncol. 55:241-9; 2000 6 Ayyangar,K.M.;Saw,C.B.;Enke,C.A.;Shen,B.;Nizin,P.S. Independent dose calculations for the PEACOCK system. Med. Dosim. 26:2932; 2001 思考题 1 电动多叶准直器的聚焦结构是为了(减小透射半影)，凹凸结构是为 了(防漏射)，过中线设计是为了(实现复杂射野和复杂剂量分布的 适形调强)。 2 电动多叶准直器主要有那些用途,(答出其中5种以上即可) 答: ?取代常规适形挡块;?非共面多野适形照射;?实现动态楔形板功能;?旋转适形照射功能;?非共面多固定野适形调强功能;?旋转式动态调强适形照射;?配合立体定向技术实现适形SRS和精确放疗;?用于同步挡块法和循迹扫描法照射。 3 当要求的等中心平面射野大小相同时，MLC的配置位置越高，也就 是距源越近，可使机头的重量越(轻)，体积越(小)，机头下端到等 中心的距离越(大)，但对叶片几何位置的精度要求也越(高)，射野 相对半影也越(大)。 4 MLC的双聚焦结构是如何实现的, 答: 在Y方向聚焦是使叶片的近源方向(顶端)薄，近病人方向(底端)厚;X方向聚焦是使叶片沿以放射源为中心的球面运动。 第十六章 立体定向系统 第一节 头部立体定向定位系统 一 (设备、原理、结构、物理性能??????史荣总经理负责写) 二 头部立体定向系统的临床应用 (一) 治疗规程 1 各类人员职责 立体定向放射外科(SRS)是一个跨学科的综合治疗技术， 需由多学科的专家协作进 行, 其职责如下: (1)神经外科医生:病人选择及评价，治疗方式建议，安装立体定向头环，指导CT扫描， 确认靶区和重要解剖器官，评价治疗计划，填写病例和随访病人。 (2)放射肿瘤学医生:病人选择，开处方剂量，靶区病变的确认和治疗计划评价，病人随 访。 (3)物理师:治疗计划设计，剂量计算，质量保证。 (4)放疗技师:机械等中心精度验证，质量保证互检，实施治疗。 2 治疗规程 (1)患者准备: ?严格掌握适应证，选好患者:定期(必要时随时)召开各类人员参加的病例会诊讨论会，内容应包括: (a)患者:患者状况，治疗目的，全面综合治疗 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，靶区选择， 颅内重要结构和保护器官，予定剂量，可能的副作用、处理方案及 予防措施，向患者谈话、签字。 (b)计划安排:填写术前病历和计划安排日程表。 ?对高血压、心脏病或有麻醉反应的患者，至少提前一天住院给以必要的饮食管理，做静脉输注及监护准备等。如需影像增强，提前一天做碘过敏试验，若必要，可加基础麻醉。 (2)固定头环: ?核查原有CT、血管造影等诊断资料，判断病变位置和大小，确定病人仰卧或俯卧体位及头环位置的高、低。 ?放头环:头环平面应与患者双耳垂及鼻尖三点确定的平面平行;无论仰卧或俯卧都必须保持头环前端(ANT)指向治疗床的上方，不得左右偏斜; 头环位置的高低必须保证病变位于CT定位标志架的上、下环之间。头环平面约与患者体轴垂直，勿偏左偏右，以使患者卧床时体位舒适。 ?局麻:先用碘酒棉球在螺钉对应头皮处过孔点注标志，移去头环，继续对相应四处头皮、头发彻底消毒。再按上述要求放好头环。为便于稳定放置头环，建议厂家或用户自制简易三角形可调节尼龙贴丝接头吊带，将头环戴挂到患者头上。再按顺序从相应螺钉孔中注射麻醉剂。 ?加螺钉固定:等待片刻使麻醉起作用后，按注药时顺序，呈对角线成对旋入已消毒的螺钉，前两孔用长钉，后两孔用短钉，分多次对称地按对角线顺序拧紧到颅骨处，使之牢固无松动。 (3)CT扫描: ?带去CT定位标志架(或板)，CT床适配连接器，DH-1测深头盔等，随送患者到CT室，若需影像增强，应选择适当的时间提前注射造影剂。用测深头盔和专用的刻度笔测出前后左右上五点的深度并记录之。 ?连接固定好CT床适配器，扶患者上床摆位后，固定好紧固螺钉并检查螺钉是否正确到位并拧紧，并在头环上正确固定、拧紧CT定位标志架(板)。 ?CT操作人员按予定书面要求做CT扫描:放大倍数始终不变;出床扫描;视窗320mm?320mm;层间距2或3mm;从下向上连续扫描，不得回扫或重复扫描;每层内9个(或12个)标志点都必须清晰可见;标明患者姓名年龄; 记录下病变最大层面病变中心的AP、LAT、VERT三维坐标供验证比较用。扫描过程中应监视患者。 ?做完CT，用测深头盔检查五个标志点有否移位，若有明显移位，需紧固后重新做CT并及时签字。若完成无误，可取下CT定位标志架(板)，送患者回病房休息、进餐，并告知保护头环勿错位，勿碰压。 ?通过联网或磁带、光盘、光缆等媒介将CT扫描图像信息转到计算机治疗计划工作站。 ?必要时(如AVM)按要求做血管造影、MRI等。 (4)用计算机做治疗计划 ?若已做血管造影(如AVM)，可在数字化台上按顺序输入AP、LAT两张胶片上相应字母点的坐标，标出病变中心坐标、范围和放大倍数。最后用preprogram computer计算打印出病变中心三维坐标和collimetor的直径。 ?打印出治疗计划结果及摆位治疗单, 并经物理师、放疗医生检查、签字确认后，由放疗技师执行。 (5)加速器准备与等中心验证 ? 展放系统:普通外照射治疗结束后，及时展放X,刀机械支撑系统，接通联锁，换好治 疗床板，让病人躺好后再在三个方向对治疗床做机械固定，并把初级限束器开至6cm?6cm (或测定Beam Data时算定的大小)。 ? 等中心验证:按治疗单在Phantom base上的等中心坐标， 在放大镜助视下准确地置于AP、LAT、VERT相应坐标上(注意正、负并与CT片和患者实际体位对照检查)。针尖相对后以钨球代替(保护好针尖)，移置于地板架的相应坐标上经物理师再次检查坐标后，放胶片在预定的4,8个床角、机架角配合位置上出束照射。冲洗后由物理、技术人员检查其中心偏差，并采取相应措施。 ? 放疗医生输入治疗处方到加速器。 (6)立体定向出束治疗 ? 定位坐标检查:再次用放大镜核查等中心三维坐标(注意与患者实际病变部位相联系检查，严防搞错)。用DH,1测深头盔测5个标志点有否移位，用激光灯验证等中心及标志点，万无一失后方可出束治疗。 ? 予先计算好每弧跳数，一般机头从下向上旋转为安全。剂量太大时可重复给量。 ? 照完后由脑外科医师小心取下头环，对钉孔出血处消毒，轻揉压迫止 血，并将螺钉等装入消毒包送去消毒备用。写好医嘱，必要时开药， 送患者回病房并留观处理。 (二) 立体定向放射外科的质量保证和质量控制(QA,QC) ,-刀和γ-刀一样，开辟了非手术治疗颅内病变的新途径。其本质是用一种特殊形式的“聚焦式”放疗手段达到如同刀切的效果。为达此目的，关键就是一个“准”字:包括定位准确和在靶区边界形成高梯度的“锐利如刀”的剂量分布。只有这样，才敢于对病变一次性地给与足以杀灭病变细胞的特大剂量，而正常组织受到的剂量仍很小。这一切主要靠,-刀治疗的QA和QC(质量保证和质量控制)措施给与保障， 足见这一议题的重要性。 1 质量保证和质量控制(QA,QC)措施 以下仅以美国RSA公司和Philips公司组合生产的X-刀为例进行说明。 (1)CT前及常规QA: 因,-刀治疗用的是通用的医用直线加速器， 而这种用于放疗的主设备精确度高，功能和QA技术发展快，所以,-刀的QA技术可首先得利于此， 而且还在更快发展(γ-刀无此条件)。 例如:,,刀加速器本身的等中心精度在加有立地等中心万向连接器后可保证好于1mm，加速器剂量输出稳定性，校正准确度可达2,以内，安全联锁可靠性、机械、电器、辐射防护等近百项指标都满足IEC601-2-1的全部要求，并按放疗的QA要求对主要指标分别以每日、每周、每半年校准核查一次。 (2)CT扫描后的QA: 除严格按,-刀治疗的特殊要求完成CT定位扫描外， 还必须选择最接近每个病变中心的层面，记录其9个定位棒和病变中心的X、Y坐标，再用SCSI予程序微机独立地算出每个中心的BRW坐标作为概要验证。对转换到工作站的CT图像， 首先要利用其Fixer程序检查患者姓名、日期、图像层面总数是否与CT扫描结果相同， 并删去重复的和坏的图像。若提示不合格，必须重新转录或扫描。 (3)对治疗计划的QA: 首先检查床角、机架角都应在安全不碰撞、旋转野不在病变外过分重叠(特殊情况例外)的界限内;绝大部分旋转野应从近路入射:其次再用手工计算验证输出因数ψ的正确性，相互独立验证靶中心的正确性，不同制式床角机架角等相互变换、剂量分布和打印出的全部资料的正确性;最后要逐一计算、填写摆位治疗单空白栏内的全部数据，并由物理 师再次签字生效。 (4)摆位治疗前的QA: 当展放、安装好等中心支承系统后，要用胶片照像法检验靶中心坐标的误差是否在允许范围内，检查,线初级光栏、次级限束筒、床和机架的制动联锁和机械紧固是否正确，再次用DH-I测深头盔验证患者头部用墨水标记的左、右、前、后、上5个点有否变化，并用激光灯、光野灯、模基等中心坐标金属球等在转动床角和机架角时动态复查、多重检验。全部正确无误后方可请患者进入治疗室，摆位，固定头环，再与相应的BRW坐标AP、LAT、VERT相核对，并对治疗床实施机械紧固。对计算机控制的加速器，还要对照治疗单检查输入数据的正确性。 以下以胶片曝光法对SRS 200XK等中心靶点精确度的40次检验结果为例作一介绍: ?方法和步骤: (a)以,刀治疗计划治疗单所标出的参数确定靶点等中心X，Y，Z轴坐标。 (b)选26mm直径的二级限束器作为靶等中心检验标准限束器。 (c) 以模体坐标的钨球换下坐标指针，打开墙壁激光灯及机头内照射野灯，观察钨球在 光野中的投影,并对靶中心作初检。 (d)在暗室内将柯达,光胶片裁成4.5?18cm条形胶片置入特制的纸袋内， 袋口密封后 在一侧角上钻孔，以此为标记将胶片顺序分为A，B，C，D四等份，将其放置在胶 片架内。 (e)设四组机架及治疗床不同角度的组合(见表1)，以加速器胶片检验条件对每一组合逐 个作A,B,C,D胶片曝光。 (f)胶片冲洗后，在放大镜下，以SRS200XK系统模版胶片为对比读出曝光区的偏差，此 数据经物理师认可后即为本次,刀治疗的靶点等中心偏差。为了总结X刀临床应用 的质量控制，将40组治疗前的验证胶片作了再次检查及记录，并由第二者对数据作 复检。 对A,B,C,D各点40次数据取平均值，对其间数据差异作了统计学检验，以160次曝 光胶片的偏差读数平均值基准计算40组胶片检验偏差值。 ? 结果: 对40组共160次曝光胶片检查结果计算以上40组,刀系统等中心靶点验证的平均误 差为0.6mm，即?0.3mm，这一误差值在,刀靶点误差允许范围内。 A,B,C,D40组胶片曝光检验数据平均值列于下表。 表1 各曝光点的机架 - 治疗床角度组合及偏差 组 别 A B C D 机架角度 (度) 270 30 330 90 治疗床角度 (度) 0 90 -90 0 偏差平均值 (mm) 0.74 0.50 0.63 0.53 统计学检验 (Multivariance) 结果提示四组间数据差异有极显著意义( P ,0.001)。其中B，C，D三组间数据差异则有显著意义(P,0.024)，而A，B，D三组间数据差异也有极显著意义(P,0.001)。将A组数据分别与B组和D组数据比较，其组间差异均有极显著意义(P,0.001)。将C组数据分别与B组和D组数据比较，C组与B组间数据差异有显著意义(P,0.008)，而C组与D组间数据差异为有临界性意义(P,0.058)。 ?讨论: 通过对以上各组数据差异的统计学检验结果分析，可以看出: a)严格执行操作规程，严格进行双重的靶点等中心验证，可以将,刀系统的机械误差保持 在允许范围内，保证,刀治疗的安全性和准确性。 (b)每次胶片曝光检验数据的积累和总结，可为定期调整治疗系统的机械性偏差提供可靠依 据。 (5)治疗中的QA: 治疗中要求有两个技师分工合作，一个操作摆位，另一个专门检查对照治疗单并注视患者，防止发生意外。特别是床角和限束筒和初级射野大小(6cm?6cm)，一般不被机器联锁，必须加倍注意。物理师要监视关键的摆位治疗参数，医生也要时刻注视患者并进行医患间必要的问答交流。 2 结果与评定 (1) 准、可靠: 实践证明，,,刀有超常的准确性和可靠性，它获取的信息多，有三维彩色的直观显示，特别是BEV(Beam’s Eye View)，可时刻看到任何重要器官受到可靠的保护，可理想地实现临床剂量学四原则。 (2) 虽工作量大，但仍要严谨、认真 以上优点是通过大量的人力、物力、各种软硬件设备的完善功能和大量的QA程序保证的。其中机器获得的重要参数要用人工验证、检验(如输出因数ψ、床角、BRW坐标等)，而人工摆位参数又要由机器验证(如胶片法、SCSI、激光、DH-I等检验靶中心坐标)。按目前的软硬件, 怕麻烦或着急、粗快是不行的。必须严谨、细致、科学、认真。 (3)肿瘤治疗实例: 从1994.6.,1998.3，解放军总医院共治疗颅内疾患病例221例，其中一次性大剂量(SRS，,-刀)174例;分次立体定向放射治疗(FSRT)47例，279人次;总计453人次。其中包括颅内动静脉血管畸形(AVM)，垂体腺瘤，脑膜瘤、脑转移瘤，听神经瘤，颅内胶质瘤，星形细胞瘤，海绵状血管瘤，室管膜瘤，颅咽管瘤，脊索瘤，帕金森病，其它方法无效的恶性疼痛等。 由于以上QA和QC措施的严格保证, 90,以上的病例获得与国外相同的远近期疗效，未发生一例意外事故或差错，实现了安全、可靠、不开颅不用刀、准确有效地治疗颅内病变的宿愿。 (王所亭 ) 第二节 体部立体定向定位系统 一 (结构、原理、物理特性、性能比较。。。。。。由史荣总经理负责) 二 体部立体定向定位系统的临床应用 (一) 体部立体定向适形放疗的质量保证 1 CT定位前的器材准备 (1) 定位架:?三块定位板一定平齐，记下患者对应的底、侧位号，换病人时勿忘查位号;?大头朝前(头向);?下垫布，防挤压皮肉或划破负压袋;?加头枕或枕部负压成型;?双手抱头时加束带;?熟悉各部件作用和注意事项，如X、Y、Z及正负方向;特胖患者用热塑体膜及魔十字定位法等。 (2) 负压袋:?严防扎破，从放、用、患者注意到及时检查，软时早抽气、“原形恢复法”等要在全过程注意;?在固定边角处粘贴患者姓名。 (3) 工具附件:?便于取放的工具盒、勿用错长短螺钉、防滑丝脱扣;?抽气筒:手动、电动，插拔口防漏气;?CT定位垫板，对位;?水平仪，光标尺;?纹唇器:学会用法及 简单修理。 2 在模拟机房或加速器机房预定位和作标记 0(1) 热塑膜用法:?大于80 C水温，变透明，出水、吸水;?双侧推入孔，滑扣压紧，多只手压凹凸定型处;?在膜上记下左右孔位:孔A或B或C;?纹十字:微疼不出血，轻而小，可先在胶皮上练。 (2) 魔十字用法:置于靠近病变平面的部位、方向、胶布、延长、;体表十字延长挖方孔对 位法。 (3) 定位体架用法:调水平、对激光、三板对齐、病变居中、记下标志板位号。 (4) 患者体态管理:内衣、双手、食水和二便排纳、重复。呼吸训练:是否丢失层面与是 否螺旋CT有关，横膈肌上下动度大、前后左右动度小，加压板，轻、浅、小呼吸， 缺气时可略快呼吸。 (5) 负压袋用法:方位、内颗粒分配、围头、腿夹、双侧埋入，可先转身后出袋。 (6) 在透视下标出病变的体表标志，供治疗时验证。 3 CT定位 (1)若无预定位，则应重复在模拟机上的预定位步骤;这样只用CT灯光线作三坐标方向的简单重复核对即可，大大减少在CT室时间。 (2)扫描前记下 左右标志点的刻度数和深度数，以便恢复漏气后的负压 袋;对热塑体膜，在方孔内患者体表划出十字供纹十字用。 (3)按预先交给CT室的扫描条件进行平扫:先照定位像、定上下界、 进或出床扫描、FOV=480, 320,、像阵512?512 , 320? 320 ,、病变处层厚5mm，其余可不小于10 mm ，要求九个标记 点清晰可见。 (4)扫描完勿忘将床退到病变中心层，将CT灯光线标在皮肤(或膜)和负压袋边备核对。 (5)联网及数字传输:注意姓名和CT号无误，以便识别图像文件;有些软 件要求每次只能传一个患者图像，且只能传一次，待工作站按图像格式将 临时文件转换完后方可传第二次或第二个患者图像。 4 治疗计划(有专题资料，不重复。此处只指出几点) (1)受呼吸影响的靶区和紧要器官的勾画:对扫描、重建较慢的非螺旋CT，可不加或少加上下层面;对螺旋CT，可酌情加1--2层，再留周边相等的Margin(边缘)。 (2)非共面床角间距不宜太大或太小，弧数或适形固定野数达5--7个为宜，总角度数350--400度即可，再多虽好，但收效已越来越小。 (3)当设多个适形野时，多数情况下，增加非共面适形野和修改权重系数要比加楔形板效果好; (4)评价治疗计划时，可参考RTOG--9005号报告的质量导则，用均匀性指数(MDPD)、适形度指数(PITV)、剂量体积直方图(DVH)和CT层剂量分布、剂量汇总表等修改、评价优劣。 (5)要求人人都明白治疗单各项内容的含义，注意等中心坐标正负方向 勿错，签字生效。 5 手动MLC适形模块或适形低熔点合金块制作(已有专项资料，只 指出几点，可自 创新法) (1)标好模块方向、序号:按患者的头、脚、左、右、上、下面标识。 (2)切割有机玻璃模块:对孔，钢针划边缘，用注射针沿划线注射机油， 以防割后又粘住，横夹于台钳，线锯切割或电动线锯台面切割;或将公用 小块带孔有机玻璃用双面胶带粘上硬泡沫塑料，热丝切割，夹紧MLC后 可拔出看光野;或用0.5--1mm薄有机玻璃热丝切割，用公用小块垫高放 入;用过的大块可留下改制小块。 (3)低熔点合金适形空心块制作:万能拼野法:四块钢砖一块平板， 磨光，底版(影子盘)模孔内倒装螺钉铸入，开水煮螺钉脱合金渣法， 专用水槽铸、冷却。 6 摆位注意事项 (1) 安装MLC:平时将MLC闭合拧紧，机架转下去时严防重物掉入机头砸坏防护膜，损伤电离室、散射箔等贵重部件。 (2 ) 注意MLC的安装方向，用文字标明。注意螺钉，有问题时及时更换。 (3) 对新病人，至少头两次摆位要有医生、物理人员与技术员分工核查:是否输错、病变 部位、适形块头脚左右方向、小机头角、开始时各转角应全为零。查对负压袋、模板 袋姓名，三板平齐及号位，左右皮肤标志棒刻度及深度。 (4) 检查床、机架转角是否碰撞或压病人，及时调整计划，直至可顺利执 行。要尽量按 野 号顺序执行，以免因未勾通好而各自搞错。初级光栏不宜太大，外 切矩形为好。 (5) 每次治疗完后，操作者一定要记录日期及剂量数并签字，以便掌握疗 程，及时调整。 (6) 机房布置:负压袋、适形块、定位体膜、定位体架、MLC、挡块附件等在专用架柜中 科学放置很重要，可防拿错或难找。 (二) 体部立体定向适形放疗经验总结 1 实现“准”、“形”、“效”三原则:即定位要“准”确;高剂量分布要三维适“形”;剂 量分割、分次要能按L-Q(线性二次)放射生物学模型提高TCP(肿瘤控制率)，降低 NTCP(正常组织并发症概率)，提高疗“效”。 2 CT定位:要在模拟定位机下选择适中的定位区、CT要选择足够大的 视窗(FOV)、合适的窗宽(WW)和窗位(WL)，保证所有定位标志 点和病变轮廓都清晰可见，并在体表标记病变中心层的位置，以便三重 验证定位准确性。 3 CT扫描:按软件要求进床或出床扫描;病变区密扫，非病变 区可酌情加大层间距;扫描范围要足够大(一般大于15cm)，使非零度床角斜入射时不出皮肤;CT图象大小要一致。 4 射野设计遵循“近”、“隔”、“限”、“躲”、“变”五字法则:就“近”入射;各入射野的间“隔”角要大，出入射口不重合，充分利用非零度床角的非共面野;“限”制在不碰撞无危险的安全范围内拉弧设野;“躲”开重要敏感正常器官;不能满足以上条件时要按以上原则灵活“变”更。 5 拉弧或设野数以5,7个为宜，不应少于5个，拉弧总度数要大于350度，否则适形度差、焦皮比小、正常组织分摊剂量大。 6 为防止恶性亚临床灶欠量复发(见ICRU 62和ICRU 50号报告)，多数体积较大的恶性肿瘤需结合35Gy左右的普通外照射，待缩野时再加FSCRT ;或留足够的“内扩边”(internal 3margin)和“摆位扩边”(set-up margin),因1mm(小米粒大，PET、CT、MRI都不能发现)的癌体积就有上百万个癌细胞，而勾划病变又有很大的不确定性，ICRU 62号报告称:曾请12位专家(8位放射肿瘤学家、2位神经外科专家、2位放射诊断专家)对2 例颅内病变各自勾划，结果相差甚大，足见“扩边”的重要性。 7 非常规分割转换为常规分割的生物等效剂量换算表: 表2 各种单次剂量与等效的常规分割剂量换算表 单次量α/β= α/β= α/β= α/β= α/β= α/β= (Gy) 2G 3G 4G 8G 9G 10G YYYYYY 1.0 0.75 0.80 0.83 0.90 0.90 0.92 1.2 0.96 1.01 1.04 1.10 1.11 1.12 1.4 1.19 1.23 1.26 1.32 1.32 1.33 1.5 1.31 1.35 1.38 1.43 1.43 1.44 1.6 1.44 1.47 1.49 1.54 1.54 1.55 1.8 1.71 1.73 1.74 1.76 1.77 1.77 2.0 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 3.0 3.80 3.60 3.50 3.30 3.30 3.30 4.0 6.00 5.60 5.30 4.80 4.70 4.70 5.0 8.80 8.00 7.50 6.50 6.40 6.30 6.0 12.0 10.8 10.0 8.40 8.20 8.00 7.0 15.8 14.0 12.8 10.5 10.2 9.90 8.0 20.0 17.6 16.0 12.8 12.4 12.0 9.0 24.8 21.6 19.5 15.3 14.7 14.3 10 30.0 26.0 23.3 18.0 17.3 16.7 11 35.8 30.8 27.5 20.8 20.0 19.3 12 42.0 36.0 32.0 24.0 22.9 22.0 13 48.8 41.6 36.8 27.3 26.0 24.9 15 63.8 54.0 47.5 34.5 32.7 31.3 20 111.0 92.0 80.0 56.0 52.7 50.0 25 168.8 140.0 120.8 87.5 77.3 72.9 30 240.0 198.0 170.0 114.0 106.4 100.0 35 323.8 266.0 227.5 150.5 140.0 131.3 40 420.0 344.0 293.3 192.0 178.2 166.7 8 单次量、次数、次间间隔时间参考表(还需考虑重要正常器官受量大小等因素): 表3 供参考的分次剂量和分次间隔: ,,,,,(;,), ,,次 次数 每周次数(,,,) Y 3<60 ( < 4或Φ5) ,,,, 6,3 ,,, ,,,,,, ,,, 8,6 ,,, 3>200 ( >6或Φ7.5 ) ,,, 12,8 ,,, 9 供参考的单次大剂量(颅脑Χ-刀)推荐值 表4 颅脑X刀单次大剂量参考表 准直筒孔直径(mm) ，20 21,30 31,40 X-刀单次大剂量(G) 24 24,18 15 y 10 因正常细胞的半修复时间大都小于1.5小时，故分次间隔时间不宜太长，立体定向 适形放疗技术中要强调“减时增量”，换算为常规分割总剂量后多可增加10Gy以 上等效总剂量。 11 颅外适形放疗都要分次，颅内病变决定单次或分次的原则是: (1) 第一类:晚反应的靶组织镶嵌在晚反应的正常组织中，AVM是典型病例， 适合单次大剂量(SRS); (2) 第二类:晚反应的正常组织包绕晚反应的靶组织，脑膜瘤是典型病例，适合 单次大剂量(SRS); (3) 第三类:早反应的靶组织镶嵌在晚反应的正常组织中，星形细胞瘤、胶质瘤 是典型病例，适合分次治疗(FSRT); (4) 第四类:早反应的靶组织被晚反应的正常组织包绕，脑转移瘤是典型病例， 适合常规外照射(脑转移瘤要全脑照射)再加缩野后的SRS单次大剂量(或 FSCRT); 12 RTOG 90003号报告的总结论:对生长较快的恶性肿瘤，放疗总疗程缩短1天或增 加1Gy的总剂量，都可增加1% 的肿瘤控制率(TCP)，所以要创造条件(如 FSCRT)，“减时 增量 ”。 13 FSCRT的适应证和禁忌证:若不计收费和工作量(分次足够多)等因素，二者原则上 都与普通外照射类同，但需能用影象学方法确定病变的位置和形状。 14 FSCRT的疗效和副作用:因可更好地“减时增量”、保护正常 组织，所以可明显地 提高疗效、减小副作用。 15 颅内病变X-刀单次大剂量治疗并发脑水肿的相关因素主要是:治疗容积、剂量和 病变部位，当限束筒直径 ,25mm 、剂量 ,20Gy 、病变位于颅底时，可基本 不并发脑水肿。 16 21世纪初放疗技术正在发展并逐渐广泛普及的主流技术是“三精放疗”:CT立体定向“精”确定位;计算机逆向三维治疗计划“精”确设计;三维适形调强“精”确照射。 17 前列腺癌治疗的优化结果是双弧加一固定野:一野是床角20度、机架角72,108 度、权重0.45;二野是床角负20度、机架角252,288度、权重0.45;三野是床 的固定野，采用多分次、显著加大总剂量的FSCRT角0度、机架角175度、权重0.1 法。 18 近几年欧美等发达国家的放疗专家再次向良性病发起进攻，有70多种良性病被有 条件地列为放疗的适应证,最引人注目的是PTCA后的血管内照射，可有效防止冠 状动脉再狭窄。FSCRT也适用于良性病的放疗。多数应是其它疗法无效、只需很 小剂量的放疗即有显效的良性病。 19 当需要作加速超分割照射时( ,2Gy/次，,1次/天 )，可用第7条表中的前6 行换算，这时因晚反应组织保护得更好，可更多地增加肿瘤总剂量。 20 ICRU 62号报告将人体组织器官分为串行器官(如脊髓、食管)、并行器官(如肺、 肝)和串并行器官(如心脏)三类，后两类更适合FSCRT，对串行器官实施FSCRT 加量时要小心，只能采用小剂量、多分次、及时密切观察，以防穿孔或严重并发症。 解放军总医院(301) 王所亭 参考文献 1 王迎选，王所亭. 现代立体放射治疗学. 北京:人民军医出版社，1999 2 Edward Shaw,M.D.;Robert Kline,Ph.D.;Michael Gillin,Ph.D.; e t al Radiation therapy oncology group:radiosurgery quality assurance guidelines Int.J.Radiation Oncology Biol. Phys. Vol.22. pp.1231-1239 3 B.Sanchez-Nnieto and A.E.Nahum Bioplan:software for the biological evaluation of radiotherapy treatment plans Medical Dosimetry.Vol.25,No.2. pp.71-76,2000 4 王所亭. 我国立体定向放射外科质量保证导则初探 世界医疗器械 Vol.7 No.1 58-59 5 H.Rodney Withers, M.D.,D.Sc. and Lester J.Peters, M.D. Transmutability of dose and time commentary on the first report of RTOG 90003 (K. K. FU ET AL.) Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol.48.No.1,pp. 1-2, 2000 6 王所亭，赵伟东. 立体定向适形放射治疗系统的临床应用研究 世界医疗器械 5(11) 22-28 思考、计算题 1 安放X(γ)刀有创定位头环时，环平面应与人头部 哪个解剖平面平行, 答: 应与双耳垂及鼻尖三点组成的平面平行。 2 “精确放疗”的QA规程中要求至少2人以上相互核查的原因是(大大减少出错概 率)。要求CT定位扫描范围足够大的原因是(有非共面入射)。 3 实施头、体部精确放疗时(含X刀)，一般情况下弧形照射弧数、总度数、适 形固定野数应为多少个,为什麽, 答: 皆应为5,7个，弧形照射的总度数还应大于350度。否则常常造成适形度差、焦 皮比低、部分正常组织分担剂量偏大。 4 立体定向适形放疗所要求的“准”、“形”、“效”三要素的含义是什麽, 答: “准”是指定位要准确;“形”是指剂量分布要三维适形;“效”是指合理确定单 次剂量、分次间隔时间和生物等效总剂量，获得最佳疗效。 5 什麽是保证定位等中心不出现大误差的“三重验证法”, 答: ?在模拟机房预定位时顺便在透视下临时做病变的体表等中心标记;?CT定位扫 描结束后将CT床退到病变中心层面，临时做体表等中心标记;?首次摆位时,将3DTPS 计算出的靶区等中心坐标与前两种临时体表等中心标记相互验证。若差别大，必须找出 原因;若差别小，则以3DTPS为准。 6 在做体部3DTPS时，为何要考虑“内扩边”和“摆位扩边”, 答: 前者主要考虑内脏运动引起的定位误差;后者主要考虑摆位引起的照射误差。 7 何为“三精放疗”, 答: 是指通过CT立体定向获得“精确定位”;通过3DTPS适形调强或逆向设计实现 对治疗计划的“精确设计”;通过多种体位固定装置和治疗设备软硬件实现“精确照射”。 8 RTOG 90003号报告的总结论是什麽, 答: 对生长较快的肿瘤，创造条件(如采用FSCRT 、“三精放疗”等)保护正常组 织，实现“减时增量”(即减少总疗程时间，增加总剂量)，就可提高疗效。 9 何为并行、串行、串并行器官,对哪种器官更需慎重从事, 答: 有功能代偿作用、类似电路并联的器官(如肺、肝等)叫并行器官;无功能代偿作用、类似电路串联的器官(如脊髓、食道等)叫串行器官;介于二者之间(如心脏等)称为串并行器官。对串行器官更应慎重从事，单次剂量宜小，分次数宜多。 10 设肿瘤单次剂量为8Gy ，根据线性二次放射生物学模型，计算早 反应肿瘤组织 (α/β=9Gy)和晚反应正常组织(α/β=3Gy 经实际查看治疗计划剂量分布图，正常组织计算点剂量为1.5Gy )的与常规分割等效的放射生物剂量。 解: 根据L-Q放射生物模型公式:nd(d +α/β)=nd(d +α/β) 111222 即:D(d +α/β)=D(d +α/β) 1122 设第一方案为常规分割，第二方案为单次大剂量方案， 已知:d= 2 Gy D = d =8Gy n = 1 1 222 对肿瘤:α/β = 9Gy 所以 D( 2 + 9 )= 8( 8 + 9 ) 1 D = 136/11 = 12.4 Gy 1 对正常组织:α/β=3Gy D = d =1.5Gy n = 1 222 所以 D( 2 + 3 )= 1.5( 1.5 + 3 ) 1 D = 6.75/5 = 1.35 Gy 1 与表4中数据一致。