放射物理学课件.ppt

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1、第八章治疗计划设计的物理原理和生物学基础前面几章讨论了各种射线的物理性质、剂量测量、剂量分布以及各种组织对射线剂量分布的影响。本章将对治疗计划设计的基本原理、生物学基础，包括临床要求、剂量学原则、布野原理等进行原则性的叙述。第一节计划设计中的临床和生物学因素一、临床要求放射治疗的目的：不论是根治性放疗，还是姑息性放疗，其根本目的在于给予肿瘤很高的治愈剂量而其周围的组织和器官接受的剂量却很少。治疗增益比：表示因某种治疗技术致成的肿瘤控制概率与周围正常组织损伤率之比，该比值正比于两者所受的剂量之比。可以通过提高肿瘤的治愈剂量和放射敏感性，也可以通过减少正

2、常组织损伤的办法来提高放射治疗的治疗增益比。治疗比：正常组织耐受剂量和肿瘤致死剂量之比，不受治疗技术的影响。肿瘤的致死剂量：放射线使得绝大部分肿瘤细胞破坏死亡而达到局部治愈的放射线的剂量。例：精原细胞瘤的致死剂量为2500cGy，照射野内肠管的耐受剂量为5000cGy，治疗比大于1；畸胎瘤的致死剂量为10000cGy，治疗比小于1。治疗比大于1的，用放射治疗有可能治愈，治疗比小于1的，放射治疗治愈的可能性小。曲线说明:正确选择肿瘤的治疗剂量，对控制肿瘤和减少正常组织并发症有很大影响。表8-1、表8-2分别给出了各种类型、不同期别的肿瘤的致死剂量和各种

3、正常组织的耐受剂量，是放射治疗医生和放射物理工作者设计放射治疗计划的依据。两个重要表格：影响放射生物效应的因素：剂量分次和剂量率（用LQ等数学模型描述）、受照的体积因子。受照的体积因子对生物效应的影响：（1）由于肿瘤体积增加，肿瘤克隆源细胞数增多，对给定的剂量水平，治愈率随受照体积的增加而减小；（2）照射范围的增加，有可能使重要器官或组织卷入照射野的体积增大，放射并发症概率增加。二、临床和生物学因素一、临床剂量学原则第二节临床剂量学原则及靶区剂量规定（1）肿瘤剂量要求准确。照射野应对准所要治疗的肿瘤区即靶区。对那些肿瘤范围不易确定或手术后的患者，在施

4、行根治性放疗时，就必须注意将潜在转移区域也包括在内。例如对不能手术的乳癌，靶区不仅要包括乳腺和胸壁，还需包括内乳、锁骨上和腋下淋巴结。一个比较好的治疗计划应满足下列四项条件：（2）治疗的肿瘤区域内，剂量分布要均匀，剂量变化不能超过±5％。（3）照射野设计应尽量提高治疗区域内剂量，降低照射区正常组织的受照范围。（4）保护肿瘤周围重要器官免受照射，至少不能使它们接受超过允许耐受剂量范围的照射。理想的放射源在组织中形成的剂量分布应尽量符合图8-4所示的理想剂量学曲线要求，因此放射源的合理选择成为临床医生迫切关心的问题。二、放射源的合理选择图8－4理想剂量学

5、曲线剂量学特点：最大剂量建成深度随射线能量增加而增加；在最大剂量建成点以前，剂量随深度的增加而增加，并随射线能量的增加而减少；在建成点以后，剂量随深度的增加而减小，并随射线能量的增加而增加。（一）高能X射线因剂量建成区域的剂量变化显著，所以一般将肿瘤放在最大剂量点之后。肿瘤区域剂量分布不均匀，而且肿瘤之后的正常组织受到较高剂量的照射。优点是肿瘤组织前的正常组织剂量较小。对高能X射线，单野照射时的特点：对较深部的肿瘤，应选择较高的射线能量。从剂量学特性示意图8-6中可以看出，随着射线能量的提高，肿瘤区域的剂量越均匀，肿瘤组织前的正常组织的剂量越小，但

6、肿瘤组织后的正常组织剂量稍有升高。对一般体厚为20cm的患者，10～25MV能量的X射线比较理想。（二）高能电子束剂量分布特点：肿瘤区域的剂量分布比较均匀，符合理想剂量分布，而且肿瘤后的正常组织剂量很小。但肿瘤前的正常组织剂量很高，等于或大于肿瘤剂量。（皮肤剂量随能量的增加而增加，并且接近最大剂量点的剂量）。高能电子束本身的剂量特性决定于它只适用于治疗表浅的、偏心部位的肿瘤，而且以单野照射较好。（三）电子和X射线混合束治疗假设肿瘤之后有重要器官脊髓。两者结合后，在保证得到相同的肿瘤剂量情况下，皮肤剂量和脊髓剂量都相应得到了改善。（四）高LET射线负π

7、介子、质子和其他重离子等，因电离密度比X射线、电子束的高，称为高传能线密度射线。高LET射线的剂量分布具有理想剂量学曲线的特点，从剂量学的观点看来，是比较理想的放射源。为了保证治疗方案的执行和改进以及对治疗方案进行评价、交流，需要记录和报告治疗方案。在记录和报告治疗方案时只有肿瘤剂量是不够的，还应该有治疗时所用的照射技术和详细的剂量分布。ICRU第29号、第50号报告中提出了有关剂量报告的一些规定。三、外照射靶区剂量分布的规定（一）定义肿瘤区(GTV)指肿瘤的临床灶，为一般的诊断手段(包括CT和MRl)能够诊断出的可见的具有一定形状和大小的恶性病变的

8、范围，包括转移的淋巴结和其他转移的病变。当肿瘤已作根治术后，则认为没有肿瘤区。临床要确定肿瘤区的原因：①对根