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肿瘤放射治疗学进展 肿瘤放射治疗学 发展史及地位. 肿瘤放射治疗物理学基础. 肿瘤放射治疗生物学基础. 放射治疗进展. 发展史及地位 1895德国物理学家伦琴发现X射线. 1899有人开始用X线治疗皮肤癌. 1898居里夫人首次提炼出放射性元素镭. 1905进行了第一例镭针插植. 1920200千伏级深部X线机问世开始了“深部X线治疗时代”. 发展史及地位 1928第二届国际放射学会采纳并推广伦琴作为放射剂量单位. 1951第一台远距离60C0治疗机在加拿大问世. 1953英国的Hammer Smith医院最早安装了直馈型行波 加速器 （设计始于1949年）. 本世纪初调强加速器. 某些肿瘤的放射治疗治愈率 肿肿瘤种类类 5年治愈率（%） 资资料来源 食道癌（中晚期） 8-16 国内各地林县县 （早期） 80+ 宫颈宫颈 癌（各期） 65 北京 （I期） 96 北京 鼻咽癌（各期） 53 上海 （I期） 94 上海 肿肿瘤种类类5年治愈率（%）资资料来源 霍奇金病80+世界各国 前列腺癌 60+美国 喉癌（声带带癌I期） 81-97 国内外 扁桃体癌40北京 舌癌(I期)90上海 皮肤癌 90+ 国内外 某些肿瘤的放射治疗治愈率 70%的肿瘤病人接受放疗 放射治疗物理学基础 放射源的种类 l 放射性同位素产生的、线. l X线治疗机和各类加速器产生的不同 能量的x线. l 各类加速器产生的电子束、质子束、 中子束、负介子束，以及其他的 重粒子束等. 放射治疗物理学基础 名称半衰期治疗疗用射 线线 镭镭-2261590年 钴钴-605.27年 铱铱-19274.0天 锎锎-2522.65年 中子 几种常见的放射源 放射治疗物理学基础 放射治疗设备及照射方式 l 体外照射 x线治疗机 60Co远距离治疗机 医用加速器 放射治疗物理学基础 放射治疗设备及照射方式 l 体内照射 镭疗（已不用） 现代近距离后装治疗机（192lr） 中子近距离放射治疗机 放射治疗物理学基础 放射治疗设备 l 辅助设备及新技术 模拟定位机 立体定向放射治疗系统 治疗计划系统（TPS） 剂量测量系统 放射治疗物理学基础 体内外照射技术 l 体外照射 等源皮距照射 等中心照射 旋转照射 SSD、SAD照射技术示意 a. SSD照射技术 b. SAD照射技术 放射治疗物理学基础 体内外照射技术 l 体内照射 腔内照射 组织间照射 术中置管、术后照射 膜照射 放射治疗物理学基础 体内照射与体外照射的区别 体外照射 体内照射 放射源强度 大 小（10居里） 治疗疗距离 长长 短（5mm5cm） 组织组织 吸收的能量 少 多 到达肿肿瘤的途径经经皮肤及正常组织组织 直接 区靶剂剂量分布 均匀 不均匀 放射治疗物理学基础 加速器 l X线和电子束的产生 电源脉冲调制器 电子枪 磁控管 加速管偏转磁铁 电子束 打靶高能X线 放射治疗物理学基础 加速器 l 分类 n 电子感应加速器 n 电子直线加速器 n 电子回旋加速器 放射治疗物理学基础 电子直线加速器的特点 l 能量高，可调控，剂量率高. l 穿透力强. l 皮肤剂量低：6MvX最大剂量点在皮下1.5cm. l 骨和软组织吸收基本相等. l 旁向散射小. l 价格昂贵. l 维护难，对水、电、湿度要求高. l 射野可以较大，可达4040cm. 放射治疗物理学基础 三种常见体外照射设备的特点比较 X线机 6 0CO远距离治疗机 直线加速器 能量 低 高，单能 高，可调 穿透力 弱 较强 强 皮肤剂量 高 低 低 骨吸收剂量 高 和软组织相同 和软组织基本相同 旁向散射 大 较小 小 经济、维修 价格低 价格较低 价格昂贵 维护方便 维护方便 维护不方便 照射野 小 中等 可较大 防护 容易 定期换源 防护难 较难 放射治疗物理学基础 近距离治疗 l 概念将放射源密封直接放入被治疗的组织 内或人体天然腔内进行照射. l 优点 n 可获得准确照射. n 工作人员隔室操作，比较安全. n 放射源微型化. n 高活度放射源形成高剂量率治疗. n 微机控制. 放射治疗物理学基础 立体定向放射治疗 l 概念 l 治疗设备的基本构造 n 立体定向系统 n 三维治疗计划系统 n 直线加速器及准直器系统 定义为一种照射技术，该技术高剂量分布的 形状，在三维方向上与靶区的实际形状一致， 亦称适形放射治疗（Conformation Radiotherapy）. 放射治疗物理学基础 X-刀治疗的适应症: n 病变大小：头部3cm，体部5cm. n 肿瘤边缘清晰. n 与重要结构有一定距离. 立体定向放射治疗 放射物理学进展 强调放疗 （IMRT） 从IMRT到IGART 体内r-刀 Cyber-刀 放射物理学进展 强调放疗 l 优势 n 采用精确的体位固定和立体定位技术. n 采用精确逆向治疗计划. n 采用精确照射. n 在同一计划中同时实现大野照射及小 野追加剂量照射. 放射物理学进展 IMRT 要求靶区准确，但治疗前计划只反映 治疗前特定时间的靶区位置，由于肿瘤及周 围正常组织的空间位置在治疗中及治疗间不 断变化，会导致：肿瘤脱靶和正常组织损伤 增加. 强调放疗 放射物理学进展 强调放疗 l 主要误差来源 n 摆位误差 体位误差 皮肤标记 病人紧张 不自主运动 体重变化 n 器官运动 呼吸运动 心脏运动 胃肠运动 肿瘤变化 膀胱、直肠充盈 放射物理学进展 IGARTImage guided adaptive radiothorapy l 影像学指导的适应性放疗 利用治疗过程中获得的影像调节照射计划 及剂量给予以适应治疗中靶区生理学及解 剖学改变. 放射物理学进展放射物理学进展 IGART n获得治疗时影像的方式. n分辨靶区变化的方式. n调节正在给予的剂量及处方的方式. l 三个主要方式 放射物理学进展 IGART n离线（off-line) l 策略策略 每周射野片、人群或个体的统计学校正 基于重复CT扫描的离线校正. 放射物理学进展 l 在线 (on-line ) IGARTIGART n EPID n 电视监控 n 呼吸门控 n 心脏门控 n 实时CT扫描 CT-on-Rall 放射物理学进展 体内r-刀 定义：通过术中或CT、B超引导下，根 据三维立体种植计划，利用特殊设 备将放射性粒子种植到肿瘤区，永 久留在体内 条件 放射性粒子 粒子种植三维治疗计划系统和质量 验证系统 粒子种植所需的辅助设备 放射物理学进展放射物理学进展 Cyber-刀 机械手擒持一个6 MvX的小型直线加速器 ，将金豆埋藏在肿瘤内，红外线追踪金豆的运 动，加速器追踪照射。 电离辐射对生物的作用电离辐射对生物的作用 物理阶段10-18秒 1Gy105电离 化学阶段自由基 生物阶段损伤 修复 癌变 电离辐射照射生物系统后的效应时间表电离辐射照射生物系统后的效应时间表 射线的生物学作用射线的生物学作用 直接作用 间接作用 H2OH2O+e- H2O+ H2O+H3O+OH 放射线对细胞杀灭机制放射线对细胞杀灭机制 靶：DNA DNA 损伤类型 辐射和化学物所致辐射和化学物所致DNADNA损伤类型损伤类型 细胞存活曲线细胞存活曲线 定义 l 死亡细胞：一个完整细胞，即使能 合成蛋白质但如果丧失了 增殖能力，便可以是死亡 细胞。 l 克隆细胞：具有形成细胞集落成克 隆的能力的增殖细胞。 放 射 生 物 学 进 展 从物理调强到生物调强 基因增敏 放放 射射 生生 物物 学学 进进 展展 生物靶区 定义 :一系列肿瘤生物学因素的治疗靶区内 放射敏感性不同的区域 包括 乏氧及血供 增殖、凋亡及细胞周期调控 癌基因及抑癌基因改变 浸润及转移特性 放 射 生 物 学 进 展 几种影像学检查的主要优缺点： 优优点缺点 B超及时时、真实实 无放射性 不能行密度校正 不适合所有器官 CT含密度信息 骨信息好 软组织对软组织对 比差 无功能信息 MRI软软组织对组织对 比好无密度信息 放放 射射 生生 物物 学学 进进 展展 优优点缺点 fMRI含功能信息解剖 sPET区别别坏死、复发发 亚亚临临床灶 信息差 放放 射射 生生 物物 学学 进进 展展 影像融合（Image-infusion) 清楚显示肿瘤区及亚临床病灶, 使靶区更准确。 融合方式 CT-PET CT-MRT MRI-PET 综合优缺点: 放放 射射 生生 物物 学学 进进 展展 分子显像 电子顺磁共振扫描可测定乏氧细胞 的分布及多少，对确定分次量，实现 靶区的生 物调强提供了生物及基础， 前景令人鼓舞。 基因增敏 放放 射射 生生 物物 学学 进进 展展 抑制基因增敏 野生P53 P16 癌基因 法尼西转移酶抑制剂 Herceptin 自杀基因 TK 腺苷激酶基因 CD 胞嘧啶脱氨酶基因 DNA损伤修复基因 ATM、KU、XRCC 临床进展 确立了局部控制及剂量拔高的意义. 保留器官的研究. 前哨淋巴结的研究. 局部控制的意义 放疗后局部复发病例死亡时肿瘤部位 局部 29% 局部+远处转移 39% 仅有远处转移 32% 因此，调强 放疗，局部拔高剂量对增加 局部控制率有重要意义。 临床进展 保留器官的研究 l 早期乳腺癌的保乳治疗: 已成熟. l 骨及软组织保留肢体的治疗: 已成熟. l 保留膀胱: 正在研究, 取得一定效果. l 保肛治疗: 正在研究, 取得一定效果. l 前列腺癌保留性功能的放疗 . 临床进展 经尿道切除T2-4 N0M0膀胱癌的效果 临床进展 作者 治疗疗例数 5- S(%) 5-y保留膀胱率 SauerTURBT+D DP+RT 93 61 47 ShipleyTURBT+D DP+RT 123 50 38 Kashnic TURBT+D DP+RT 106 52 43 距肛直交界处2的术前放疗保肛疗效 临床进展 分期 局部复发发率5年生存率（%） T0-2 N0 8（1/21） 95 T3 N0 4（2/32） 91 N+ 4（6/17） 50 共计计 13（9/70） 肛门括约