放疗概论ppt课件

放疗概论 1 放疗地位 治疗恶性肿瘤的三大重要手段之一 手术 局部；放疗 局部或区域；化疗 全身 大约70%的肿瘤病人需要接受放射治疗;其中 50%为根治性放疗 约45%的恶性肿瘤可以治愈。其中手术治愈率 占22%，放射治疗治愈率占18%，化疗治愈率 占5%。 2 亚临床病灶 定义：一般的临床检查方法不能发现， 肉眼也不能看到，显微镜下也是阴性的 病灶，常常位于肿瘤主体的周围或远隔 部位，有时是多发病灶。鳞癌的亚临床 病灶的照射剂量为50GY。 局部控制率越高，远处转移率越低。 3 放射敏感性 放射敏感性的四个主要因素是肿瘤细胞的固 有敏感性，是否乏氧细胞，乏氧克隆细胞所 占的比例，肿瘤放射损伤的修复。 肿瘤的放射敏感性取决于它们的组织来源， 分化程度，肿瘤的大体类型以及病人的一般 情况如是否贫血，肿瘤有无感染等。 放射敏感，中等敏感，以及放射抗拒 4 放射治愈性 放射治愈性是指治愈了原发及区域内转移的 肿瘤，可能与病人最终的结果不一致 放射敏感的肿瘤：分化程度差，恶性程度高 的肿瘤，它们易转移，放射治疗局部疗效好 ，但由于远地转移，而病人最终未能治愈 中等敏感肿瘤放疗疗效较好：有一定敏感性 而远处转移性相对少 5 正常组织和器官放射耐受剂量 皮肤：5500cCy 100cm2 口腔粘膜 ：6000cCy 50cm2 胃：4500cCy 小肠：5000cCy 直肠：6000cCy 肝脏：2500cCy 肾脏：2000cCy 膀胱：6000cCy 睾丸：100cCy 卵巢：200-300cCy 眼：5500cCy 甲状腺：4500cCy 脊髓：4500cC大血管：8000cCy 6 肿瘤治疗量 精原细胞瘤：25-30Gy 鳞癌：60-66Gy 腺癌：66-70Gy 肉瘤：70Gy 亚临床肿瘤：50Gy 7 根治性放疗 是指通过放疗达到消灭肿瘤，使患者得 到长期生存为目标的放疗。包括对射线 敏感和中度敏感的肿瘤，如鼻咽癌，早 期喉癌，中上段食管癌，宫颈癌，霍奇 金淋巴瘤等。 8 姑息性放疗 对晚期或放疗不敏感的肿瘤通过放疗改 善临床症状达到止痛、止血、缓解肿瘤 压迫控制肿瘤生长为目标的放疗 9 术前放射治疗 优点：（1）照射后使肿瘤缩小，从而提高手术切除率 ， （2）减少手术野内癌细胞的污染，从而减少手术区癌 细胞种植，降低癌细胞的生命力，从而可能减少播 散。 缺点：（1）延迟手术（2）可能影响切口愈合 手术前放射治疗价值较为肯定的有头颈部肿瘤如上颌 窦癌;宫体癌;直肠癌等。放疗2-4周后手术 。 10 术中放射治疗 腹腔深在肿瘤，手术不能切 除或切除不彻底者 优点：直视下清楚地对准靶 区进行照射，正常组织 可得到保护。 缺点：只能照射一次。不符 合分次照射原则。 疗效较肯定的报告为胃癌 。 11 术后放射治疗 优点：大部分肿瘤已被切除，有手术及病理指导放射治 疗，有利于放射治疗的控制。 缺点：损伤了血运可能造成残存的癌细胞乏氧而不敏 感。 疗效较肯定的报告为乳腺癌、肺癌、卵巢癌期、脑 星形细胞瘤、级等。 12 13 不同射线百分深度剂量曲线 14 临床剂量学原则 肿瘤剂量要求准确； 治疗的肿瘤区域内，剂量分布要均匀，剂量 变化梯度不能超过5%，即要达到90%的剂 量分布； 设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量范围； 保护肿瘤周围重要器官免受照射，至少不能 使他们接受超过其允许耐受量的范围。 15 靶区定义 肿瘤区（GTV）：肿瘤临床灶，为一般的诊断手段能够诊断出的 可见的具有一定形状和大小的恶性病变的范围包括转移淋巴结及 其他转移病变。 临床靶区（CTV）：包括肿瘤临床灶，亚临床灶以及肿瘤可能侵 犯的范围。 内靶区（ITV）：由于本身、照射中器官的移动扩大的范围。系 几何定义的范围。 计划靶区（PTV）：由于日常摆位，治疗中靶位置和靶体积变化 等因素引起了扩大照射的组织范围，以确保临床靶区得到规定的 治疗剂量。 16 胶质母细胞瘤靶区勾画 GTV CTV1 CTV2 PTV2 PTV1 17 11C-MET-PET vs MRI 术前 MRI T1+C 术后 MRI T1+C 术后 11C-MET-PET/CT GBM 18 调强适形放射治疗 在照射方向上， 照射野的形状必 须与靶区一致， 要使靶区内及表 面的剂量处处相 等，必须要求每 一个射野内诸点 的输出剂量率能 按照要求的方式 进行调整。 19 额叶肿瘤靶区的剂量分布图 20 21 IMRT Step and Shoot 22 快速旋转治疗 VMAT VS RapidARC Dynamically changing 射野参数同时调整 Gantry Angle Gantry Speed MLC Leaves Position Collimator Angle Independent Jaws Dose Rate Multi-Arcs Short delivery Time 实现快速治疗(2-3分钟) 23 影像引导的放射治疗( IGRT) 1.在线校位，是指在每个分次治疗的过程中，当患者摆位完成后， 采集患者2D或3D图像，通过与参考图像比较确定摆位误差，实 时校正； 2.自适应放疗，根据治疗过程中的反馈信息，对治疗方案做相应调 整的治疗技术； 3 .屏气和呼吸门控技术； 4.四维放射治疗，采用4D影响所用的相同的呼吸监测装置监测患 者呼吸，当呼吸进行到某个呼吸时相时，治疗机即调用该时相 的射野参数实施照射； 5.实时跟踪治疗，即实时调整射线束或调整患者身体，以保证射线 束与运动靶区相对不变空间位置。 24 射波刀（Cyberknife） 是一种影像引导的立体定 向治疗机，将6MeV直 线加速器置于一的大型 机器人手臂上，以图像 导引系统取代刚性的立 体定向用的框架，加速 器的等中心可以随靶区 的变化而同步变化，核 心技术是机器人和图像 导引系统。 25 优点 目前唯一能够提供非等中心治疗计划的立体定向外 科系统； 1.具有逆向计划功能； 2.不用头盔和框架； 3.可单次（single fraction）、分次（multi fractions） 治疗； 4.图象实时验证和高精度跟随系统； 5.雕刻式精确靶区； 6.一次可同时治疗多个位置的肿瘤； 7.有治疗全身肿瘤的可能性； 8.是目前世界上唯一能在实际治疗时对病人的移动作 出精确调整的放射治疗手术系统。 26 缺点 价格比较昂贵，维护和维修条件要求很高； 验证系统精度存在争议 定位参照物为身体骨骼结构； 每次治疗时间长，机器利用率低； 机器人承荷能力有限，只能提供6MV光子； 多用于治疗小肿瘤，治疗大肿瘤费时费力，易复发. 27 断层治疗机 （Tomotherapy HI-ART） 环状机架上原先装X线球管 的地方安装了6MV直线加 速器； MLC实现扇形束调强治疗 ； MV级电子射野影像设备（ EPID）做剂量验证和位置 验证； 激光定位系统； 有独特的验证登记计算 机断层（VRCT 28 缺点 加速器能量仅6MV； 没有呼吸门控技术，还不能纠正照射过程中的靶区 移动； CT也未达到时序CT的程度； 29 X()射线立体定向治疗的剂量学特点 1.小野集束照射，剂量分布 集中； 2.小野集束照射，靶区周边 剂量梯度变化较大； 3.靶区内及靶区附近的剂量 分布不均匀； 4.靶周边的正常组织剂量很 小。 基本特征是旋转集束，即圆形小野 30 临床放射生物学 31 电离辐射对生物体的作用 物理阶段，电离辐射与非电离辐射的主 要区别在于单个能量包的大小，而不是 射线所含的总能量； 化学阶段，该阶段的重要特点是清除反 应之间的竞争； 生物阶段，放射线早期反应时由于干细 胞的杀灭，引起的干细胞的丢失所致。 32 相对生物效应 以250KV X射线为参照，产生相等生物 效应所需的X射线剂量与被测试射线的 剂量之比 在LET为100kev/um（中子能量均值） 时，RBE最大，LET继续增高，RBE反 而下降，这与高LET射线存在超杀效应 有关 33 常规射线（低LET射线）时，氧增强比 约2.53； 治疗比=正常组织的耐受量/肿瘤组织致 死量。 治疗增益因子（TGF）=肿瘤组织的 RBE/正常组织的RBE 34 电离辐射的细胞效应 辐射诱导的DNA损伤的 几种主要形式：单链， 双链断裂。 双链断裂被认为是电离 辐射在染色体上所致的 最关键损伤，双链断裂 大约是单链断裂的0.04倍 ，与照射剂量呈线性关 系，表明是由电离辐射 的单击所致。 35 增殖性细胞死亡 细胞死亡可发生在照射后的第一次或以 后的几次分裂。是辐射所致细胞死亡的 主要形式。 细胞死亡是放射线对细胞的遗传物质和 DNA造成不可修复的损伤所致。 鉴别细胞存活的唯一标准是：受照射后 细胞是否保留无限增殖的能力，即是否 具有再繁殖完整性。 36 细胞存活曲线 指数存活曲线 非指数存活曲线 37 指数存活曲线 适用于致密电离辐射如中子、阿发粒子 ，只有一个参数D0，为斜率的倒数， 通常称为平均致死剂量，它的定义是， 平均每靶击中一次所给予的剂量。也就 是使63%细胞死亡所需的剂量。代表细 胞的放射敏感性。 38 非指数存活曲线 1.多靶单击模型，Dq（准阈剂量）表示肩宽 的大小，即细胞的亚致死性损伤的修复能力 ，D0，N值，代表存活曲线肩区宽度大小的 另一参数，反应细胞内所含的放射敏感区域 （即靶数）； 2.线性二次模型，所推导的细胞存活曲线是 连续弯曲的，临床放疗所用的日常剂量范围 线性二次公式可以很好的与实验数据符合， 有和两个参数。 39 细胞周期时相和放射敏感性 有丝分裂期细胞或接近有丝分裂期的细胞是 放射最敏感的细胞； 晚S期细胞通常具有较大的放射耐受性； 若G1期相对较长，G1早期细胞表现相对辐射 耐受，其后渐敏感，G1末期相对更敏感； G2期细胞通常较敏感，其敏感性与M期的细 胞相似。 40 肿瘤的放射生物学概念 1.肿瘤体积效应，大肿瘤比小肿瘤难治 愈，主要由于大肿瘤所需要杀灭的克隆 源细胞增多，而且大肿瘤的克隆源细胞 对治疗的敏感性更小； 2.再群体化的加速； 3.瘤床效应，接受照射后复发的肿瘤较 没接收照射复发的肿瘤生长速度慢； 4.乏氧和再氧合。 41 肿瘤放射敏感性从高到低，依次为菜花 外生型、结节外生型、溃疡型、浸润型 和龟裂型 42 正常组织及器官的放射反应 早反应组织 晚反应组织 43 早反应组织 /值较大 对治疗总时间较敏感，因此在保护晚反 应组织的同时，尽量缩短总疗程 小肠，皮肤（基底细胞），黏膜，骨髓 ，精原细胞 44 晚反应组织 /值较小 对单次剂量敏感，因此要控制单次剂量 ，保护正常组织。 脑脊液，肺，肝，肾，骨，皮肤（真皮 细胞），脉管组织 45 早期放射反应的发生机制 早期反应是由等级制约系统产生，发生 时间取决于分化了的功能细胞的寿命， 反应的严重程度反映了死亡与存活干细 胞再生率之间的平衡。如果治疗结束时 存活干细胞数低于组织有效恢复所需的 水平，则早期反应可以作为慢性损伤保 持下去，也被称为后果性晚期并发症。 46 晚期放射反应的发生机制 经典概念认为晚期反应是指实质细胞耗竭后 无力再生而最终导致的纤维化 目前认为：受照射后，由细胞因子和生长因 子所介导的各种细胞群之间的相互作用，最 终导致了晚期放射损伤形成。认为没有潜伏 期，细胞因子和生长因子的识别是一个即刻 事件，同时也是双向的，提示某些细胞因子 结合物的抑制或扩增最终将决定临床事件的 过程 47 正常组织和器官的放射损伤 消化道粘膜：超过40GY，出现急性粘 膜炎，表现为腹泻和胃炎，反应大小与 照射野有关，单次剂量超过2.5GY，出 现晚期纤维化，表现为腹绞痛，脂肪消 化不良，腹泻与便秘交替，反应大小与 照射体积有关。人小肠的晚期反应通常 在放疗后的1224个月出现 48 涎腺：治疗一周后（累积剂量1015GY）， 出现分泌功能下降，总剂量超过40，唾液产 生已经停止，超过60将不能恢复。 膀胱：急性期发生在开始分次照射的46周， 特征是粘膜充血、水肿，此后可出现上皮剥 脱和溃疡形成；晚期反应发生在照射后的十 年，表现为纤维化和膀胱容量下降。 49 分次放射治疗的生物学基础 细胞放射损伤的修复（Repair of radiation damage）, 周期内细胞的再分布（Redistribution within the cell cycle）, 氧效应及乏氧细胞的再氧合（oxygen effect and Reoxyfenation）, 再群体化（Repopulation） 50 亚致死性损伤修复 低LET射线照射后有亚致死性损伤修复 ，高LET射线没有；处于慢性乏氧环境 的细胞比氧合状态好的细胞对亚致死性 损伤的修复能力差；未增殖的细胞没有 亚致死性损伤修复。对于非常规分割， 两次照射时间应大于6小时。 51 潜在致死性损伤修复 高LET射线没有潜在致死性损伤修复， 照射后6小时或更长时间细胞没有分裂 则会发生潜在致死性损伤的修复。临床 上，某些放射耐受的肿瘤可与它们的潜 在致死性损伤修复能力有关。一般认为 PLD是乏氧细胞特有的一种修复，低温 （2029）可促进PLD 52 超分割放射治疗（hyperfractionation）：总疗 程时间不变，总剂量不变，每次剂量变小。 主要目的是保护正常组织。 加速分割（accelerated treament）:总疗程变为 一半，总剂量不变，每次剂量不变，每天照 两次。主要目的是克服肿瘤的增殖，提高局 控率，但对生存率无明显优点。 大分割：又叫低分割，周剂量等于常规照射 周剂量，但是每次剂量加大，次数减少，适 用于亚致死性损伤修复能力强的肿瘤如黑色 素瘤。 53 加速超分割放射治疗合并nicotinamide and carbogen： 加速以克服肿瘤增殖，超分割以保护正常组织，吸 入carbogen以克服慢性乏氧，给予nicotinamide以克服 急性乏氧。 连续加速超分割放射治疗（c