放射肿瘤学ppt课件

放射肿瘤学 RadiationOncology 1 2 3 4 一放射肿瘤学简史 1985 12 28德国维尔兹堡大学威廉 康拉 伦琴教授X射线的发现1896 1 16拍射人类第一张X光片开创放射诊断学1897 维也纳利奥波克医生治愈一例良性发痣开创X线疗法1902 成功治疗一例患皮肤癌的女患者一位X线管技师右手诱发放射性皮肤癌被迫截肢1913 美国制造库利奇热阴极管获得可控的X射线输出1920 200KV级X射线治疗机诞生1922 法国巴黎会议里高得医生报告一组喉癌患者的治疗结果确立放射治疗在临床肿瘤学中的地位1932 在临床实践累积的基础上库塔医生提出传统的时间 剂量分割照射方式 5 1950 重水型核反应堆热中子轰击Co59获得放射性同位素Co601951 加拿大第一台Co60远距离治疗机问世 1 25MV 射线 1930 美国物理学家劳伦斯发明电子回旋加速器1842 柯斯特研制成功20MV电子感应加速器1951 加速器应用于医疗领域进入超高压 4 18MVX射线 治疗阶段1953 英国哈默 史密斯医院安装行波电子直线家速器1968 美国制造驻波型电子直线加速器1953 美国海恩克提出后装技术更新扩展了近距离治疗的应用1959 建立三维适形放射治疗概念1965 英国回旋加速器产生的快中子用于治疗头颈部肿瘤 6 二放射治疗学在现代肿瘤综合治疗中的位置 1 恶性肿瘤的分布及态势卫生部40个城市 80个县 覆盖一亿人口抽样调查城市居民首位死亡原因 1975呼吸系统疾病1975 脑血管疾病1985 心脏病1990 恶性肿瘤 7 卫生部中国人口90 死因构成 呼吸系疾病22 79 恶性肿瘤17 94 心血管疾病16 89 损伤和中毒10 97 心脏病8 73 从70 到90 癌症死亡率上升11 6 8 2001年我国人口前5位死亡原因 城市恶性肿瘤农村呼吸系疾病脑血管病恶性肿瘤心脏病脑血管病呼吸系疾病心脏病损伤和中毒损伤和中毒 9 1990 92卫生部全国恶性肿瘤死亡调查27个省 区 74个城市 185个农村抽样调查城市前5位恶性肿瘤死亡排序肺癌24 43 肝癌17 32 胃癌17 27 食道癌8 55 结直肠癌6 20 10 世界恶性肿瘤的发病率50 370 10万 年相当于1 4 1000人 年1985年肿瘤新病人数 万 死亡病例数 万 世界760450中国160120发达国家365万 11 74亿 发展国家395万 36 76亿 2000年世界1010620中国190150 11 WHO世界癌症总体发病的上升趋势总体年递增率3 其中胃癌10 5 肺癌10 4 结直肠癌9 0 子宫癌7 3 口腔咽喉癌6 0 12 中国恶性肿瘤的发病率及死亡率 1985卫生部1 10万 年 总计男性女性性别比发病率 143 149 40137 801 09死亡率108 28134 9180 041 69 13 2 中国医学科学院肿瘤医院常见恶性肿瘤的综合治疗5年生存率乳腺癌76 11 食道癌41 60 肺癌37 77 鼻咽癌69 93 胃癌54 81 贲门癌28 29 结肠癌69 33 直肠癌66 12 肝癌40 58 宫颈癌67 55 恶性淋巴瘤54 59 14 主要恶性肿瘤的综合5年生存率年代病例数5年生存率1958 19682128835 91 1969 19792540441 27 1980 19881550052 79 15 3 放射治疗是覆盖面更大的有效的局部控制手段 肿瘤治疗失败死亡析因局部及区域病变29 局部及远位转移39 远位转移32 16 肿瘤治疗后的局部失败和远位转移远位转移 病种病例数局部控制局部失败乳腺癌 11759 1220 36肺癌T1 3N070817 2467 90头颈部癌 98663 2917 41前列腺癌A2 C293624 4144 77妇科肿瘤 34914 3046 90直肠癌B1 C33063 3250 93软组织肉瘤 82825 4756 71 17 WHO1998年报告目前45 的恶性肿瘤可获治愈贡献构成外科22 放射18 化疗5 18 北京 上海 广州 杭州肿瘤医院的统计资料显示65 75 的恶性肿瘤患者在其整体治疗的不同阶段需要接受放射治疗 19 在100例门诊接受的肺癌患者中转归显示50例可确定实施开胸手术其中30例实施根治性切除术20例仅实施姑息性切除术或仅为探查术术前放疗可使约35 不能手术的患者重获手术切除可能 20 4 我国放射肿瘤学概况 拥有放射治疗设置的医疗单位1986年264 1 7 1994年369 1 2 1997年453 21 放射治疗设备的拥有量 198619941997深部X线机239194179Co 60治疗机224304381直线加速器71164286近距离治疗机78217282模拟机100170332治疗计划系统4575177剂量仪180215302 22 从事放射治疗的医务工作者 198619941997医师171527643440物理师180423护士106223613094技术员141022122245 23 新病人150万 年现症恶性肿瘤病人240万按60 计 需接受放疗144万每台加速器或Co 60治疗机收治500例 年现有的667台设备可治疗33 35万患者仅占需治疗的22 24 WHO建议加速器的人口拥有量2 3台 百万美国8 2北京3 02法国4 0上海1 84英国3 4天津1 07中国0 24 包括Co 60治疗机 0 56 25 三 放射肿瘤学的知识构成 临床肿瘤学放射物理学放射生物学临床放射治疗设计 26 哺乳动物的辐射致死剂量3 6Gy人类全身照射的致死剂量7Gy相当于能量传输0 0026 53焦耳 克组织对于70kg的人体相当于传输100卡热量可使体温上升0 002oC 27 四 辐射生物效应原理及放射肿瘤学基本原则 1 射线高能粒子在生物体穿射经迹上的能量沉积造成细胞关键靶的损伤效应直接作用 射线线子或次级电子直接造成靶原子的电离或激发 导致生物学改变 间接作用 射线粒子或次级电子与另一原子或分子相互作用 产生自由基 间接损伤一定扩散距离内的细胞靶 导致生物学改变 28 29 30 31 2 细胞核DNA双链断裂是辐射引起各种生物效应最基本的损伤 携带遗传信息的核DNA分子的完整性是细胞正常增殖所必须 DNA双链断裂是辐射所致最关键的损伤 细胞所发生且未能修复的DNA双链断裂均数与辐射生物效应的严重程度成正比 32 33 34 35 36 3 临床分次 连续照射的生物学依据传统的时间 剂量分割方式每周治疗5次每天一次 休息两天 每次照射200cGy 2Gy 连续5 7周 完成疗程放射剂量单位1Gy Gray戈瑞 1焦耳 千克 J kg 1 1Gy 100cGy 37 分割照射所诱导的细胞群体的对应性生物反应过程 4个R亚致死损伤的修复 RepairofSLD 再增殖 Repopulation 周期时相的再分布 Redistributionwithinthecellcycle 肿瘤乏氧细胞的再氧合 Reoxygenation 38 39 分次治疗利用正常组织与肿瘤组织上述反应过程的不同 从而杀灭肿瘤细胞而使正常组织得以恢复A 肿瘤细胞群体受到的损伤较正常组织为严重 修复机制残缺 B 正常组织自稳调控系统启动的增殖加速快于肿瘤组织 C 正常组织照射后细胞增殖周期的恢复较肿瘤组织为快 40 41 4 贯穿于放射肿瘤学科研和临床治疗的两项基本原则最大限度地提高肿瘤局部控制剂量 消灭肿瘤细胞 同时最大限度地保护周围正常组织和邻近重要器官 在不造成正常组织严重晚期损伤的前提下 尽可能提高肿瘤的局部控制剂量 在不造成正常组织严重急性放射反应的前提下 尽量保持疗效而缩短总治疗时间 42 五 放射治疗设备及治疗方式 1 放射线Linearenergytranslation低LET射线 单位线性长度上的能量转换 100KeV m普通X线 X线治疗机 浅层X线60 160KV 深部X线180 400KVCo60 线 Co60治疗机 平均能量1 25MeV 1 17MeV 1 33MeV 高能X线 加速器 4 22MeVX高能电子束 加速器 3 25MeVE 43 44 45 46 47 高LET射线 LET 100KeV m快中子 加速器 14MeV P Be 具生物学优势质子束 加速器 200MeV布拉格峰分布负 介子 加速器 P Be C 65MeV 星分布重粒子束 加速器 He C N O Ne等 单核能量需1000MeV高LET射线特点A 生物效应对细胞的生物周期依赖性较小B 生物效应对细胞的氧合状态依赖性较小C 导致细胞的亚致死性损伤修复更为困难D 质子束与负 介子具有良好的物理剂量分布 48 49 50 2 放射治疗设备X线治疗机电子能量 MeV 的转化效率低 2 产生X线 98 转化为热能 特征辐射和韧致辐射 后者为连续能谱 需除低能射线 能量低 400KV 深度量低 易于散射 剂量分布差 光电吸收占优势 因而骨吸收剂量远高于软组织 51 52 Co60治疗机穿透力强 1 25MeV 百分深度量高 剂量分布较均匀 剂量建成效应 0 5cm 使皮肤得到保护 build upregion 康普顿吸收占优势 骨和软组织具同等吸收剂量 角分布锐利 旁向散射小 保护射野边缘外正常组织 存在几何半影 穿射半影及散射半影问题 penumbra 半衰期5 27年 平均月衰变1 需剂量学的测定校正 53 54 55 56 57 加速器Linearaccelerator电子感应加速器 涡旋电场加速 能量高 25MeV 电子束能量可调 输出量大 X线输出量相对为低 0 2Gy min 照射野相应受到限制 20cm 20cm 技术简单 成本低 体积大 安装困难 趋于淘汰 58 电子直线加速器 微波电场加速 适宜临床需要的能谱 X线4 18MeV E束4 20MeV X线和电子束均有足够的输出量 照射野相应扩大 40cm 40cm 采用偏转系统 等中心安装 市场主流 结构复杂 维护困难 成本昂贵 电子回旋加速器 微波激励的超高频电场加速 能量高 50MeV 输出量更优 能量可调范围大 束流传输性能好 可单机多病人同时治疗 结构简单 体积小 成本低 具感应加速器的低价位 直线加速器高输出的优点 发展趋向 59 60 61 62 近距离放射治疗设备后装治疗机After loadingset三维适形放射治疗设备螺旋CT 加速器 多叶光栅准直器 三维立体治疗计划系统 63 3 放射治疗方式体外远距离照射Teletherapy基础和主流的常规外照射 EBRT externalbeamradiationtherapy 全身 TBI 或半身 HBI 照射 立体定向 放射外科 放射治疗 SRS stereotacticradiosurgery Gamma knife 三维适形 3DCRT 和强调 IMRT 放射治疗 3dimensionalconformalradiationtherapyintensitymodulatedradiationtherapy近距离放射治疗Brachytherapy腔内或管内照射intracavitary transluminalradiation组织间照射interstitialradiation术中植管术后照射组织插植后装照射放射性粒子永久植入permanentimplants模治疗 模板或胶膜贴敷治疗 moldtechnique开放性同位素治疗NonsealedRadionuclidetherapy 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 4 放射治疗的辅助设施 影像学对于放射治疗的重要意义CT 1971 1976 MRI 1973 1983 PET 1975 1990 放射治疗计划系统 TPS 模拟定位机 加速器实时显象系统 Simulator 辅助摆位及体位固定装置模室工作 90 CT在放射治疗中的应用1 确定身体轮廓及体内脏器部位 2 精确划定肿瘤病灶的范围 3 明确敏感器官位置并预防护 4 照射范围内组织不均一性的校正计算 5 三维适形放疗影像立体重建的基础 91 CT对放射治疗体积的校正报告者年例校正率Tafts19777545 Mallincrkrodt19784520 Brizel19797230 MGH19797736 RoyalMarsden198028926 总计55830 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 六 综合治疗整体中的放射治疗 1 单纯放射治疗2 放射治疗和综合治疗降低发病率和死亡率 提高生存率的途径 大规模预防 早期诊断 综合治疗 106 合理序贯的综合治疗是现代肿瘤治疗学的大趋势术前放疗使不能手术的病人有可能重获手术切除的机会 使肿瘤缩小 局部情况改善 术手范围趋于缩小 消灭微小癌巢及亚临床病灶 降低肿瘤细胞活力 减