放射治療技術(shù)與設(shè)備

1、放射衛(wèi)生學(xué)第八章放射治療中對患者的防護,涂彧tuyu@suda.edu.cn蘇州大學(xué) 放射醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生學(xué)院,講述內(nèi)容,設(shè)備內(nèi)容講述防護內(nèi)容講述復(fù)習(xí)思考題,復(fù)習(xí)思考題,概念：內(nèi)散射 、外散射 放療過程中靈活應(yīng)用防護三原則。敘述放療過程對病人(特殊對象)的防護。放療過程醫(yī)務(wù)人員自身的防護。敘述腫瘤放療整體治療最優(yōu)化的必要條件 。簡述放療對患者防護應(yīng)遵循的基本原則 。腔內(nèi)治療中須考慮的防護問題 。間質(zhì)治療中須考慮的防

2、護問題 。,,設(shè)備內(nèi)容講述,放射治療技術(shù)簡史遠距離放射治療裝置近距離放射治療裝置放射治療裝置電離輻射來源,,放射治療技術(shù)簡史,放射治療從發(fā)現(xiàn)X射線和鐳以后不久就開始， 并逐漸成為一種治療惡性腫瘤的常規(guī)手段。普遍認為放療是人類在20世紀(jì)的一項重大發(fā)明。1895年11月倫琴發(fā)現(xiàn)X射線。兩個月后，有人建議用X射線治療疾病。1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾鹽的放射性。隨后發(fā)現(xiàn)長時間接觸電離輻射，皮膚會出現(xiàn)紅斑、皮炎甚至潰瘍，這種輻射生物反應(yīng)引

3、起了醫(yī)生的注意。,1896年11月，維也納一位皮膚科醫(yī)生首先用X射線治療一名色素性多毛痣4歲女孩，病變從背部延伸到兩臀上部，長達36cm。經(jīng)過分上下兩部分用X射線照射，毛發(fā)脫落，以后未再復(fù)發(fā)，但反復(fù)發(fā)生皮膚潰瘍，愈合很慢。1973年，已82歲的她有一個兒子，子孫都健康，除因潰瘍形成的疤痕影響了脊柱發(fā)育外，未出現(xiàn)其他異常。1898年12月26日居里夫婦發(fā)現(xiàn)天然放射性核素226Ra。,1910年美國研制成鎢絲熱陰極X射線管；1913年研制

4、成140kVX射線機；1922年后陸續(xù)研制成200~1000kVX射線機，為放射治療提供了kV級X射線治療。根據(jù)X射線能量，分為臨界(6~10kV)，接觸X射線(10~60kV)，淺層X射線(60~120kV)，中層X射線(120~160kV)，深部X射線(160~400kV)。kV級X射線用于放射治療明顯感到能量仍不夠，其最大劑量在皮膚表面，當(dāng)位于深部的腫瘤尚未得到足夠劑量時，皮膚反應(yīng)已很嚴(yán)重。,我國放射治療技術(shù)的發(fā)展,我國放療始于

5、1930年代，北京協(xié)和醫(yī)院和上海中比鐳錠醫(yī)院進行放療。1932年北京協(xié)和有120kV和200kV的X射線治療機各一臺，200mg的鐳管和鐳針。40年代北京大學(xué)醫(yī)學(xué)院組建了放療科。上海中比鐳錠醫(yī)院始建于1931年，并由此于1949年成立上海腫瘤醫(yī)院。1952年，協(xié)和醫(yī)院放療科已具有一定的技術(shù)力量，1958年成立中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院。1968年引進第一臺醫(yī)用電子感應(yīng)加速器。1972年中國開展醫(yī)用電子感應(yīng)加速器的研究。,1974年北京、

6、上海及南京同時開展醫(yī)用電子直線加速器的研究。1975年引進第一臺醫(yī)用電子直線加速器。1977—1983年北京、上海及南京先后研制成行波醫(yī)用電子直線加速器。1987年北京研制成駐波醫(yī)用電子直線加速器。1986年成立中華醫(yī)學(xué)會放射腫瘤學(xué)會。1986年我國已有放射治療單位264個，1994年增至369個，1997年增至453個，2001年全國共有放射治療單位715個。2001年放射治療專業(yè)人員達14000余人，呈迅猛發(fā)展態(tài)勢。,,遠

7、距離放射治療,最主要的放療方式。遠距離放射治療：指輻射源至皮膚間距離大于50cm的放射治療。遠距離放射治療的臨床用途深部放療：照射被健康組織包圍的靶表淺放療：對表淺組織(通常<1cm深度)所進行照射。全身放療：對全身進行照射，主要用于骨髓移植或外周血干細胞移植前的預(yù)處理。全身皮膚電子束治療：用低能(4～6MeV)電子束對全身皮膚病變進行的放射治療。術(shù)中放療：對術(shù)后瘤床、淋巴引流區(qū)或原發(fā)灶，在直視下一次給予大劑量電子束

8、照射。,60Co治療機頭結(jié)構(gòu),,60Co遠距離治療機,醫(yī)用放射治療源的容器，內(nèi)裝Co－60或Cs－137源,醫(yī)用鈷源,60Co遠距離治療機,?－刀的組成,?-刀由六部分組成 放射系統(tǒng)；校準(zhǔn)系統(tǒng)(頭盔)；手術(shù)臺；控制臺；液壓系統(tǒng)和計算機治療計劃系統(tǒng)。,醫(yī) 科 達 伽 瑪 刀 的 治 療 原 理,,第一代伽瑪?shù)?醫(yī)科達伽瑪?shù)?月亮神伽瑪?shù)?CT機器人伽瑪?shù)?第四代伽瑪?shù)?2. X射線治療機接觸治療機：治療皮膚癌，管電壓10－60

9、千伏；表層治療機治療淺層，管電壓60－140千伏；中層治療機治療皮下中層組織，管電壓140－180千伏；深部治療機治療組織深部的病灶，管電壓180－250千伏。,X線治療機,X射線治療機：由X射線管、高壓發(fā)生器、三維移動機架及計算機控制系統(tǒng)組成。,X射線治療機（WEIDA),射線能量: 6MeV(X-ray)劑量率 : 2Gy/min照射野:2×2~35×35cm,3．醫(yī)用加速器醫(yī)用電子加

10、速器：可直接產(chǎn)生電子線和間接產(chǎn)生X射線。a．電子直線加速器:用射頻場加速電子，電子束中心軌道為一直線；b．電子回旋加速器:用射頻場加速電子，軌道為半徑不斷增加的圓；c．電子感應(yīng)加速器。醫(yī)用質(zhì)子加速器：治療用能量范圍在50～250MeV ，加速流強20nA左右，以達到2Gy/min的劑量率。a．質(zhì)子回旋加速器；b．質(zhì)子等時性回旋加速器；c．質(zhì)子同步回旋加速器；d．質(zhì)子同步加速器。,醫(yī)用重離子加速器：在加速器技術(shù)中，氦以后的

11、離子為重離子，如4He、14C、14N、16O等，重離子是有明顯射程的粒子，為了能到達人體深部，需要能量范圍在50～450MeV/u(u為被加速離子的粒子數(shù))，相同能量，不同種類的重離子射程不同。加速重離子的方法與加速質(zhì)子基本相同。主要有：a．醫(yī)用重離子等時性回旋加速器b．醫(yī)用重離子同步加速器醫(yī)用中子發(fā)生器：中子不能直接加速，因此是間接產(chǎn)生的粒子。a．以密封中子管為基礎(chǔ)的醫(yī)用中子治療裝置: 利用(d,T)反應(yīng)產(chǎn)生單能中子輻射(1

12、4MeV)。b．以回旋加速器為基礎(chǔ)的醫(yī)用中子治療裝置: 利用加速的p、d打靶產(chǎn)生中子。,醫(yī)用電子直線加速器,電子回旋加速器,,X刀治療示意圖,X-刀(STAR系列),體 部 X 刀,調(diào)強-X刀,支臂式旋轉(zhuǎn)機架加速器透視圖,光柵的作用,加速器機房示意圖,,,近距離放射治療,近距離放療是用一個或多個輻射源在患者腔內(nèi)、組織間或表淺部位進行照射，一般作為遠距離放療的輔助手段。近距離放射治療的臨床用腔內(nèi)放射治療：用施源器，將一個或多個輻射源

13、通過自然的或人造的開口引入人體腔內(nèi)的放射治療。組織間放射治療：用密封輻射源植入患者靶區(qū)體積內(nèi)的放射治療。管內(nèi)放射治療：血管腔內(nèi)近距離治療以防止血管成形手術(shù)后狹窄等。表面敷貼治療：將輻射源按規(guī)定排列，置于病灶表面進行放射治療。放射性粒子植入治療：將多個短半衰期放射性核素“種子”永久性植入病變部位進行放射治療。,近距離放射治療裝置,1．遙控自動驅(qū)動式γ輻射后裝機目前遙控自動驅(qū)動式γ輻射后裝機常用輻射源有137Cs(γ輻射源活度40

14、mCi左右)、60Co (γ輻射源活度12Ci左右)及192Ir(γ輻射源活度10-12Ci)等。按輻射強度分為： (1)低劑量率(LDR)(0.4~2Gy/h) (2)中劑量率(MDR)(2~12Cy/h) (3)高劑量率(HDR)(>12Cy/h),2．遙控自動驅(qū)動式中子輻射后裝機中子輻射源有252Cf，人工放射性核素，中子平均能量2.35MeV，半衰期2.65年。3．放射性粒子植入治療機用于粒

15、子植入治療的放射性核素有：125I、103Pd、192Ir等。,后裝機,加速器電離輻射來源,機頭漏射線機頭構(gòu)件散射線射野內(nèi)物體散射射野外物體散射感生放射性(電子能量>10MeV),復(fù)雜的機頭結(jié)構(gòu),放射治療的利與弊,利：及時、有效地治療疾??；弊：接受額外的輻射照射，隨機性效應(yīng)概率增高，患者常常出現(xiàn)確定性損傷效應(yīng)。二次原發(fā)腫瘤概率增高。興利除弊的方法：嚴(yán)格執(zhí)行職業(yè)人員和患者的輻射防護,,防護內(nèi)容講述,醫(yī)院的責(zé)任與義務(wù)

16、醫(yī)務(wù)人員的責(zé)任與義務(wù)對患者的防護措施,,醫(yī)院的責(zé)任與義務(wù),建造合格的建筑提供合格的儀器和防護設(shè)備配備合格的人員,治療室的建筑、防護要求1,治療室設(shè)置在獨立的建筑或建筑物底層的一端。治療室與控制室分開，X線機房面積≥24m2;γ機房面積≥30m2;加速器機房面積足夠大。層高不低于3.5m。后裝治療室面積≥20m2。 治療室和控制室之間必須安裝監(jiān)視和對講設(shè)備 。治療室應(yīng)安裝強制中止輻照設(shè)備。治療室門的設(shè)置應(yīng)避開有用線束的照

17、射。無迷道的治療室門必須與同側(cè)墻具有等同的屏蔽效果。,治療室的建筑、防護要求2,治療室內(nèi)門旁有應(yīng)急開啟治療室門的部件。治療室門必須安裝聯(lián)鎖設(shè)備，門外有醒目照射狀態(tài)指示燈和電離輻射警告標(biāo)志。治療室保持良好通風(fēng)，每小時換氣3～4次。 電纜、管道等穿墻孔道應(yīng)避開控制臺，采用弧狀孔、曲路或地溝。X射線標(biāo)稱能量超過10MeV的加速器，屏蔽設(shè)計應(yīng)考慮中子輻射防護。,合格的儀器和防護設(shè)備1,輻射源：應(yīng)符合國家的有關(guān)規(guī)定，設(shè)備的散射、漏射線符合

18、要求；防護設(shè)備：為職業(yè)人員和受檢者分別配備個人防護用品,合格的儀器和防護設(shè)備2,醫(yī)用X射線治療衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)用γ射線遠距治療設(shè)備放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn) 醫(yī)用電子加速器放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn)后裝γ源近距離治療放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn),醫(yī)用X射線治療衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn),治療狀態(tài)下X射線源組件泄漏輻射控制值,醫(yī)用X射線治療衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn),治療機控制臺應(yīng)具有下列安全控制設(shè)備:    (1)主電源鎖。  

19、0; (2)預(yù)置的照射條件的確認設(shè)備。    (3)確認照射條件無誤后啟動照射設(shè)備。    (4)在緊急情況下中斷照射的設(shè)備。    (5)輻射安全與聯(lián)鎖裝置 防止人員誤入治療室,醫(yī)用γ射線遠距治療設(shè)備放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn)1,γ治療設(shè)備的技術(shù)要求 放射源強度≥37TBg(1000Ci，3000～7000Ci)。距源1m處有用射線空氣吸收劑

20、量率的監(jiān)測值與標(biāo)稱值之間相對誤差<10％。照射野內(nèi)有用射線空氣吸收劑量率的不對稱性<5％。 計時器走時誤差≤1％。 治療機同中心位置的距離誤差≤4mm。 中心軸指示器指示中心位置的距離誤差≤2mm。 經(jīng)修整的半影區(qū)寬度<10mm。 燈光野與照射野邊界線之間的距離≤3mm。 源皮距指示誤差≤3mm；治療時源皮距≥60cm。,醫(yī)用γ射線遠距治療設(shè)備放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn)2,γ治療設(shè)備的安全防護要求貯源位時，機頭

21、泄漏射線限制值為：距機頭表面5cm，≤200μGy/h；距源1 m，50μGy/h。 照射位時，距源1 m處機頭泄漏射線不大于距源1 m處有用射線空氣吸收劑量率的0.1％(源小于5000Ci)；或不大于0.05％ (源大于5000Ci) 。 準(zhǔn)直器對有用射線的透過率不大于2％。 平衡錘對有用射線的透過率不大于0.1％。 γ源盒表面β污染水平必須小于3.7Bq/cm2。 氣路系統(tǒng)必須保證放射源抽屜在每日連續(xù)100次送源過程中不出

22、現(xiàn)卡剎或中途停留現(xiàn)象。 停電或事故中斷治療時，源能自動回到貯存位置。,醫(yī)用電子加速器放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn),為防止超劑量照射輻照啟動必須與控制臺顯示的輻照參數(shù)預(yù)選值聯(lián)鎖。 必須裝備兩道獨立的能單獨終止輻照劑量監(jiān)測系統(tǒng)?？刂婆_配置帶有時間顯示的輻照控制計時器，并獨立于其他任何控制輻照終止系統(tǒng)。當(dāng)吸收劑量相對偏差超過±10％時自動終止輻照。 必須裝備檢查所有安全聯(lián)鎖的設(shè)施，用于在輻照間歇期間檢查安全聯(lián)鎖。 控制臺和治療室內(nèi)

23、必須分別安裝緊急停機開關(guān)。 用于監(jiān)視聯(lián)鎖或作為測量線路、控制線路一部分的計算機一旦發(fā)生故障，必須終止輻照。,醫(yī)用電子加速器放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn),有用線束外泄漏輻射限制 在正常治療距離上，漏射線吸收劑量與有用線束吸收劑量之比： X射線治療時，在10cm×10cm的照射野內(nèi)不得超過2％。 電子束治療時，最大不得超過 10％。 最大有用線束外的漏射線限制：在正常治療距離上，垂直于射軸半徑為2m的圓上漏射線不得超過有用線束中心

24、軸吸收劑量的0.2％(最大)和0.1％(平均)。 距電子軌道1m處的漏射線不得超過正常治療距離上有用線束中心軸吸收劑量的0.5％， 最大有用線束外的中子泄漏輻射：X射線標(biāo)稱能量大于10MeV的加速器，中子泄漏輻射不得超過有用線束中心軸吸收劑量的0.05％(最大)和0.02％(平均)。 距電子軌道1 m處的中子泄漏輻射不得超過正常治療距離上有用線束中心軸吸收劑量的 0.05％。,醫(yī)用電子加速器放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn),感生放射性限制X射

25、線標(biāo)稱能量大于10MeV的加速器，距設(shè)備表面5cm和1m處感生放射性所造成的吸收劑量率分別不得超過0.2mGy·h-1和0.02mGy·h-1。,后裝γ源近距離治療放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn),放射源 后裝放射治療用γ放射源，必須符合國家規(guī)定。 放射源使用前必須有法定計量機構(gòu)認可的參考點空氣比釋動能率，其總不確定度不大于±5％。放射源的更換必須由合格的專業(yè)技術(shù)人員，在放射防護人員監(jiān)督下進行。 退役放射源必須及時

26、退還原生產(chǎn)廠家或送指定的放射性廢物庫統(tǒng)一處理或妥善保存。,后裝γ源近距離治療放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn),貯源器貯源器表面必須標(biāo)有核素名稱，最大容許裝載活度和電離輻射警告標(biāo)志。 距離貯源器表面5cm處泄漏輻射≤100μGy·h-1；距離貯源器表面100cm處泄漏輻射≤10μGy·h-1。 貯源器必須存放在放射治療室或?qū)Ｓ觅A源庫內(nèi)。 施源器施源器應(yīng)適應(yīng)靶區(qū)解剖特點，保證放射源正常駐留或運動，并按照劑量學(xué)原則，形成各種預(yù)定

27、的劑量分布，最大限度地防護周圍正常組織器官。,后裝γ源近距離治療放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn),放射源控制與傳輸能有效控制放射源起動、傳輸、駐留及返回貯源器。 應(yīng)有安全鎖等多重保護和聯(lián)鎖裝置。當(dāng)發(fā)生停電、卡源或意外中斷照射時，放射源必須能自動返回工作貯源器。當(dāng)自動回源裝置功能失效時，必須有手動回源措施進行應(yīng)急處理。 控制照射時間的計時誤差必須小于1％。放射源傳輸?shù)绞┰雌鲀?nèi)駐留位置的偏差超過±1mm。,合格的放射工作人員,有嫻熟的專

28、業(yè)技術(shù)有扎實而全面的輻射防護知識工作人員均需參加放射防護培訓(xùn)；目的是提高工作人員對放射安全的認識，增強防護意識，掌握防護技術(shù)，減少不必要照射，避免事故發(fā)生，保障各類人員健康；上崗前必須接受放射防護培訓(xùn)，考核合格后獲得放射工作資格；在崗期間應(yīng)定期接受再培訓(xùn)。,合格的放射工作人員,加速器使用單位必須有經(jīng)放射防護培訓(xùn)合格的放療醫(yī)生、物理人員及操作技術(shù)人員。 操作人員必須遵守各項操作規(guī)程，認真檢查安全聯(lián)鎖，禁止任意去除安全聯(lián)鎖。 輻

29、照期間，必須有兩名操作人員值班，認真做好當(dāng)班記錄，嚴(yán)格執(zhí)行交接班制度。 嚴(yán)禁操作人員擅自離開崗位，必須密切注視控制臺儀表及患者狀況，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。 必須防止各類事故，萬一發(fā)生意外，立即停止輻照，及時將患者移出輻射野，并注意保護現(xiàn)場，便于正確估算患者受照劑量，作出合理評價。,事故性照射的預(yù)防和調(diào)查,應(yīng)采取一切合理的措施，不斷提高所有人員的安全文化素養(yǎng)，防止發(fā)生潛在事故照射。應(yīng)對下列事件及時進行調(diào)查：各種放射性照射事件，如劑量明

30、顯大于預(yù)計值的放射治療；各種可能造成患者的受照劑量與所預(yù)計值顯著不同的設(shè)備故障、事故或其他異常偶然事件。,,醫(yī)務(wù)人員的責(zé)任與義務(wù),,放射治療的正當(dāng)性判斷,通過權(quán)衡利弊，證明放射治療給患者個人或社會所帶來的利益大于可能引起的輻射危害時，照射才是正當(dāng)?shù)?。對于?fù)雜的治療，應(yīng)注意逐例進行正當(dāng)性判斷。注意根據(jù)醫(yī)療技術(shù)與水平的發(fā)展，對過去認為是正當(dāng)?shù)幕虿徽?dāng)?shù)姆派渲委熤匦逻M行正當(dāng)性判斷。,放射治療的正當(dāng)性判斷,因時而異頭癬、狐臭因地而異

31、醫(yī)院軟硬件因人而異腫瘤：手術(shù)、放化療的選擇,輻射防護最優(yōu)化,在考慮了經(jīng)濟和社會因素之后，源的設(shè)計與利用及與此有關(guān)的實踐，應(yīng)保證將輻照保持在可合理達到的盡量低的水平。 對于放療，在保證治療效果的前提下，積極采取各種措施，對患者使用盡可能小的照射劑量。,還應(yīng)保證,在實施計劃照射的同時采用器官屏蔽等措施，保護正常組織；除有明顯臨床指征，避免對懷孕或可能懷孕的婦女施行腹部或骨盆的放射治療；周密計劃對孕婦施行的放射治療，以使胚胎或胎兒所

32、受到的照射劑量減至最?。粚⒎派渲委熆赡墚a(chǎn)生的危險通知患者。,并且保證進行下列臨床劑量測定并形成檔案文件,對于利用外照射束放射治療設(shè)備進行治療的患者，計劃靶體積的最大與最小吸收劑量，以及有關(guān)部位(例如靶體積中心或開具處方的執(zhí)業(yè)醫(yī)師選定的其他部位)的吸收劑量；在使用密封源的近距離治療中，每位患者的選定部位處的吸收劑量；在各種放射治療中，有關(guān)器官的吸收劑量。計劃靶體積的說明、靶體積中心的劑量和靶體積所受的最大與最小劑量、其他器官劑量、

33、分次劑量和總治療時間；放射治療所選定的有關(guān)物理與臨床參數(shù)的校準(zhǔn)和定期核對的結(jié)果。,放射治療的劑量指導(dǎo)水平,根據(jù)患者具體情況，參照放射學(xué)、劑量學(xué)等因素綜合制定患者的治療劑量，此治療計劃的確定必須在最優(yōu)化原則基礎(chǔ)上進行。,與放射治療相關(guān)的放射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),GB16351-1996：醫(yī)用γ 射線遠距治療設(shè)備放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn)；GB16362-1996：體外射束放射治療中患者的放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn)；GBZ121—2002后裝γ源近距離治療衛(wèi)生防護標(biāo)

34、準(zhǔn)；GBZ126—2002醫(yī)用電子加速器衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn)；GBZ131—2002醫(yī)用χ射線治療衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn),與放射治療相關(guān)的放射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),GBZ161-2004醫(yī)用γ射束遠距治療防護與安全標(biāo)準(zhǔn)；GBZ168-2005Xγ射線頭部立體定向外科治療放射衛(wèi)生防護標(biāo)準(zhǔn)；GBZ178-2006低能γ射線粒子源植入治療的放射防護與質(zhì)量控制檢測規(guī)范；GBZT 152 —2002γ遠距治療室設(shè)計防護要求；WS262-2006后裝γ源治療的患者防