神经科学院重离子讲演ppt学习课件.ppt

质子与重离子 治疗颅底肿瘤的现状,清华大学 医学物理与工程研究所 唐劲天,1,.,内容提纲,一. 粒子线治疗的历史 二. 质子与重离子特点 三. 质子的临床治疗 四. 重粒子的临床治疗,2,3,4,质子治疗历史,1954年加州大学Berkeley实验室世界上第一例质子治疗 1961年哈佛回旋加速器治疗垂体疾病（肢端肥大症、Cushing综合症、动静脉畸形等） 80年代筑波大学治疗肝癌、食道癌、肺癌等 Loma Linda大学1992年启用划时代意义的医学专用质子装置 2008止 治疗61122例,5,1975年1992年加州大学Berkeley实验室进行重离子治疗（433例） 1994年现在日本国立放射医学研究所，至2004年为止，治疗1954例 1996年开始G.S.I Darmstadt 到2003年碳离子治疗245例 碳离子已治疗病人总数: 5342,重 离 子 治 疗 历 史,6,7,全世界质子与重粒子设施统计 治疗中的中心36家 （质子30家、重粒子4家、质子加重粒子2家） 建设中的中心24家 （质子18家、重粒子1家、质子加重粒子5家）,8,中国粒子技术发展历程,兰州重离子研究装置（HIRFL）于1989年建成出束 1995年将“重离子治癌技术的研究”列入了攀登计划。 2000年中日友好医院和万杰医院建设质子治疗装置 2005年兰州建造的HIRFL治癌装置，开展近200例浅层（2.53.3cm）肿瘤治疗试验； 2009年上海国际肿瘤医院建设，进口北京、上海、福建等地仍然继续进行建设 2010年兰州投资建设医院专用的国产重粒子治疗装置和医院 2011年南京军区福州总医院建设重粒子治疗医院,9,粒子治疗总体情况,粒子临床治疗已超过20年，全世界已治疗 8 万余例患者（质子7万多、重粒子1万） 数量最多的病种为眼黑色素瘤、 前列腺癌、 颅内肿瘤 颅内肿瘤:1313例（重离子178例） 脊索瘤429例，软骨肉瘤335例，脑膜瘤207例，听神经瘤119例，儿童颅内肿瘤102例，垂体腺瘤47例，胶质瘤43例,颅咽管瘤31例.,10,内容提纲,一. 粒子线治疗的历史 二. 质子与重离子特点 三. 质子的临床治疗 四. 重粒子的临床治疗,11,12,13,Neutron Heavy ion (Carbon ion) Photon /Electron Proton,Improvement of biological effect, Improvement of dose distribution,14,15,剂量分布 Dose Distribution,105 100 90 50 30 10,Protons Photons,16,17,18,重离子的生物学特性（质子没有）,19,Lateral scattering,Protons,Carbon ions,5 cm,LBL data,20,重离子束的其他生物学优点,Low OER(Oxygen Enhancement Ratio) 低的氧增比 Low cell-cycle dependency 低的细胞周期依赖性 Recovery from the sublethal and potential lethal damages are small. 亚致死损伤和潜在致死损伤修复少,21,内容提纲,一. 粒子线治疗的历史 二. 质子与重离子特点 三. 质子的临床治疗 四. 重粒子的临床治疗,22,质子治疗的适应症与疗效 中枢神经系统肿瘤：孤立的脑转移灶(20Gy/次)、垂体瘤、脑动静脉畸形、脑膜瘤、听神经瘤、星形细胞瘤。 颅底肿瘤：脊索瘤、软骨肉瘤。 眼：脉络膜黑色素瘤、黄斑变性(14Gy/次)、眼眶肿瘤。,23,头颈部肿瘤：鼻咽癌(后程加速器放疗70Gy/5周，复发性70Gy/7周)，局部晚期的口咽癌。 胸腹部肿瘤：手术不能的、期肺癌，期肺癌(光子+质子51Gy/2周)、肝癌(51Gy/10次/2周)，食道癌。 盆腔：前列腺癌、子宫肿瘤、不能切除的盆腔肿瘤、脊索瘤、软骨瘤。,24,质子治疗非恶性肿瘤疾病已 越来越重视和越来越广泛 脑动静脉畸形 脑膜瘤 垂体瘤 老年性黄斑变性,25,肝癌质子治疗,2.5年后病灶消失,3个月后病灶区域显示了与照射野一致的低密度区域,26,全体5年生存率为24.7， 生存率与肝功能分期关系密切相关（p0.0001） childA的58例，5年生存率达44.3； childB的83例，5年生存率16.9，5年局控率83.2% 单个病灶，且直径小于5cm，肝功能为A期以上 首次治疗者其5年生存率达到61.5（n24）。,27,麻省总医院Brown ，对两例鼻咽癌病人分别使用160MV质子和4MV光子进行了治疗计划设计，单纯光子、先用光子16 Gy然后用质子加到根治量和单纯质子等方法进行比较，鼻咽部肿瘤均为70Gy 。,单纯光子,单纯质子,光子+质子,早期病例,鼻咽癌质子治疗,28,结果显示：质子治疗组的原发肿瘤和颈淋巴结的剂量分布较满意，脑干、腮腺、脊髓和脑颞叶的受量明显减低 。,晚期病例,单纯光子,单纯质子,光子+质子,29,食道癌质子治疗,局部控制率为67% 5年生存率为42%,30,非小细胞肺癌的质子治疗,放疗前 放疗结束时 放疗后1月,31,5年眼球保存率 小肿瘤100% 中等肿瘤99.7% 大肿瘤89.5%,5年局控率95.8% 10年局控率94.8% 5年生存率80-88% (MGH,2586名70CGE/ 5次),质子治疗眼黑色素瘤,32,4年生存率,前列腺癌的质子治疗,33,质子放疗效果比较,7年3585,5年30 88,5年20 42.2,5年15 42,5年10 39,34,内容提纲,一. 粒子线治疗的历史 二. 质子与重离子特点 三. 质子的临床治疗 四. 重粒子的临床治疗,35,36,20Ne离子治疗结果（1975-1992),37,德国GSI治疗结果,38,39,a) Adenocarcinoma/Adenoid cystic ca. b) Malignant melanoma c) Malignant tumor of the bone/cartilage and soft tissues,重粒子特征之一：“Radioresistant” tumors,Malignant melanoma of the nasopharynx Before RT 1 yr After RT,40,malignant melanoma of the head/neck region,5-yr. local control rate 84% 5-yr. survival rate 30%,3-yr. Local control rate 88% 3-yr. survival rate 54%,Bone/Soft tissue sarcoma, chiefly the pelvis and the spine,41,重粒子特征之二：“short-term” radiotherapy,Carbon-ion therapy for peripheral NSCLC in T1-2N0 No. of Fractionation Size of No. of Local Complication Prot. (GyE/Fr./W) fraction cases control (G-III） 9303 86.4-90.0/18 / 6 wks 4.8-5.0GyE 10 80-100% 0% 72.0/09 / 3 wks 8.0GyE 50 98 0% 0001 52.8-60/04/ 1 wk 13.2-15GyE 71 93% 0% (3yr. Crude surv. 73%) 0201 28.0-36.0/01 /1day 28-36GyE 24 on going,Before RT After RT,(4 fields/1day,7-8GyE / field,total 28-32GyE),42,Carbon-ion therapy for hepatoma,No. of Fractionation Size of No. of 3yr. Local 3yr. Protoc. (GyE/Fr./Ws) fraction patients control Surv. 49.5-79.5 /15/ 3.3-5.5GyE 50% 54.0-69.6/12/3 4.5-5.8 34 48.0-58.0/ 8/2 6.0-7.25 24 87% 48% 48.0-52.8/ 4/1 12-13.2 29 0004 52.8/ 4/1 13.2 44 94% 71% 0202 32.0-38.8/ 16.0-19.4 On going 2/2-3days,1 yr. after RT,Before RT,43,1,2,3 yrs,Resection,Carbon-ion RT,61 95% 86 68,6785 85 74 64,Comparison of the treatment results between Surgical resection and Carbon-ion therapy for hepatoma,Survival Rate,Carbon-ion RT = 52.5GyE/4 Fractions/ 1 week,No. of cases,44,重粒子特征之三： The radio-resistant tumor near the adjacent radiosensitive normal tissue can be easily irradiated with high dose,Osteosarcoma of the 5th cervical spine,(Before RT),(5yr.after RT),45,46,RT of chordomas and chondrosarcomas,Author, year n RT local control Romero, 1993 18 conv.RT 17% (CH) Debus, 2000 45 FSRT 50% / 5y (CH) Munzenrider, 1999 519 prot. (+ phot) 73% / 5y (CH) 98% / 5y (CS) Castro, 1994 223 He 63% / 5y (CH) 78% / 5y (CS) Noel, 2001 67 prot + phot 71% / 3y (CH) 85% / 3y (CS) Schulz-Ertner, 2004 67 C12 74% / 4y (CH) 87% / 4y (CS),47,注：CNS-中枢神经系统,质子治疗、离子放疗与常规放疗的总的疗效比较,48,颅底肿瘤 4年局部控制率软骨肉瘤为87%，脊索瘤为74%，4年总生存率软骨肉瘤为100%，脊索瘤为86%。这结果与报道的脊索瘤光子适形放疗的4年局部控制率仅60%相比疗效提高显著9，质子与重粒子效果相当。 脑肿瘤 日本NIRS结果显示碳离子治疗可提高恶性胶质瘤患者的生存率，其中中位生存期35个月，仅有9例出现放射性皮肤反应，未见级以上的毒性反应6, 7。,49,世界有名的肿瘤质子与重粒子治疗中心 介绍,50,Loma Linda 质子治疗中心,51,美国麻省总院东北质子治疗中心,52,日本筑波大学 质子医学研究中心,53,M.D.Anderson 质子治疗中心,54,日本国立癌中心 东病院质子楼,55,.,HIMAC,Hospital,Research section,Diagnostic section,Research Center for Charged Particle Therapy