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肿瘤放射治疗学概论 1 一 放射治疗的演变过程二 放射物理学基本概念三 放射治疗的基本原理四 放射治疗的临床放射生物学基础五 不同分割照射模式的生物学基础六 放射治疗的适应症与禁忌症 2 一 放射治疗的演变过程 1985年法国科学家伦琴发现了X射线 1898年居里夫人发现了镭 1902年放射线被用于治疗皮肤癌 逐渐形成了放射医学 随着放射学向两个不同的方向发展 一是利用X射线透视功能对各种疾病进行诊断 二是利用电离辐射治疗疾病 后来逐步形成了放射诊断学和放射治疗学两大学科 3 1899年镭被试用于治疗肿瘤患者 1920年研制成功千伏级X线治疗机 进行外放疗 1934年发明了人工放射性核素开创了分次治疗的方法 1950年60钴治疗机问世 大幅提高了深部治疗效果 从而奠定了放射治疗学的基础 1951年开始电子感应加速器投入使用 其后高能医用加速器逐步取代60钴治疗机成为放射治疗的主要设备 1954年质子线用于肿瘤临床治疗 20世纪50年代 美欧国家提出了适形放射治疗 以及立体定向治疗等概念 20世纪70年代 在三维影像重建的基础上创建了三维放射治疗计划系统 并提出了调强放射治疗 近年来 又提出影像引导放射治疗和四维放射治疗等概念 4 二 放射物理学基本概念 电离辐射的分类1 电离辐射由X射线和伽马射线组成 前者用X射线机和加速器产生 后者在放射核素衰变过程中产生 目前临床上常用的有60Co 137Cs 192Ir 2 粒子辐射 包括电子 质子 中子 负 介子和C N O Ne等重离子 放射治疗中常见的放射单位单位质量吸收的电离辐射能量 吸收剂量单位为戈瑞Gray 以Gy表示 1Gy 100cGy 5 三 放射治疗的基本原理 放射生物学研究已表明 恶性肿瘤细胞和其它来源细胞的放射敏感性基本一致 然而放射线为什么不能用于治疗恶性肿瘤 是因为恶性肿瘤和其它周围的正常组织受到照射后发生损伤 就其细胞本身而言 正常细胞修复放射线损伤的能力强于肿瘤细胞 因为肿瘤细胞修复的机制不完整 从组织的整体来说 正常组织会通过增值以补偿因放射致死的正常细胞 虽然肿瘤也会增值 但因其血管供应不足 加之增殖机制上存在缺陷 与正常组织相比 它的增殖能力相对较差 最初采用一次性照射方式 虽然这种照射方式也能治疗肿瘤 但肿瘤周围的正常组织受到严重损伤 发现把放射分成多次照射后 放射对正常组织的损伤减轻 因此从20世纪三四十年代开始 改成分割照射的方法 即每日照射1次 连续照射多日 一直发展到今天的常规分割照射 即每日一次 每周五次 共照射4 7周的方法 6 放疗新技术进展 由于医学影像的高度发展和计算机技术在放疗中得应用 放射技术有了很大的进步 出现了多野聚焦的立体定向放疗和调强适形放疗 这些放疗新技术使得剂量都集中在肿瘤靶区 即肿瘤受到很高的照射剂量 而肿瘤周围的正常组织受到的剂量较低 从而使放射对肿瘤的杀灭效应明显提高 而放射并发症较少 7 四 放射治疗的临床放射生物学基础 细胞水平的生物效应放射线进入人体后 放射性或其产生的次级电子可直接击中细胞核中的DNA链产生单链或双链断裂 这种作用被称为射线的直接效应 人体的主要组成成分是水 水分子受到射线作用后发生电离而产生自由基 自由基核和有毒成分对DNA分子产生破坏作用 这是射线的间接效应 DNA单链断裂后 细胞能修复放射损伤 细胞得以生存 这种能修复的损伤称之为亚致死性损伤 正常细胞一般在放射损伤后的4 6小时修复 但肿瘤细胞的修复能力较弱 需要的时间也较长 若产生DNA双链断裂 则细胞就不能修复放射损伤 这种损伤称为致死性损伤 8 组织水平的放射效应由于细胞本身可能处在细胞周期的不同时限G0 G1 S G2 M期 组织就是这5种时限的细胞组成 不同时限的细胞对放射线的敏感性是不同的 处于G2期和M期的细胞最敏感 G0 G1 S期细胞敏感性较差 组织的敏感性与细胞周期分布 增殖率 生长比率等有关 细胞死亡和丢失与细胞的增殖有一定的平衡关系 9 五 不同分割照射模式的生物学基础 1 常规分割定义 每周照射5天 每天照射1次 每次肿瘤靶区剂量1 8 2 0Gy 生物学基础 常规分割模式是在1920年由法国科学家根据实验结果提出的 20世纪60年代后才被以下理论解释 1 让正常组织细胞的损伤有所修复 因为正常组织细胞的修复比肿瘤组织细胞的修复快 2 让放射线照射不敏感的乏氧肿瘤细胞转化为对放射敏感的含氧细胞 3 让放疗后对放射线照射不敏感的G1 S期细胞进入放射敏感的G2 M期 4 让非增殖的G0期细胞进入增殖期 10 2 超分割 定义 减少每次的照射剂量 增加每天的照射次数 但不改变总的治疗时间 照射总剂量可适当增加 一般以每周照射5天 每天照射2次 每次照射1 15 1 25Gy为宜 每日照射2次的时间间隔为4 6小时 生物学基础 1 根据早晚反应组织的曲线即 比 晚反应的组织损伤主要与每次分割剂量有关 所以 超分割照射能减轻晚反应组织如脊髓 脑 肺 肾等正常组织的损伤 使其耐受量可增加15 20 2 早反应组织损伤基本不变或略有增加 肿瘤病灶控制率可增加10 11 3 加速超分割 定义 加速超分割主要有2种方式1 每次分割剂量不变或略有减少 每天照射2次 每次照射相同大小野 缩短总的治疗时间 2次放疗的时间间隔为4 6小时 2 每次照射的靶区面积不同 常见的是野中野技术 即大野套小野 每天大小野各照1次 或大野每天照射1次 小野在一周内照射2 5次 两次照射的时间间隔为4 6小时 这种照射方法多用于肿瘤倍增时间短 病程发展快 而一般情况较好的病人 如病人在治疗中反应较重 可在症状缓解后改为常规分割照射 12 4 大剂量分割 定义 减少总的照射次数 增加每次照射的剂量 较常用的是每周照射3次 隔日照射 每次靶区剂量可给3 5Gy 临床多用于对放射治疗相对不敏感的肿瘤 如黑色素瘤 皮肤癌 骨及软组织肿瘤等 还可用于骨转移的病人 特别是对那些有病理性骨折危险的病人 既可达到良好的止痛效果 又可减少病人的搬动 13 六 放射治疗的适应症与禁忌症 1 头颈部恶性肿瘤 鼻咽癌 鼻腔癌 鼻腔恶性肉芽肿 上颌窦癌 筛窦癌 口腔癌 扁桃体癌 喉癌等病人处于各期均可进行放疗 2 胸部肿瘤 肺癌 纵膈肿瘤 胸壁和胸膜肿瘤 食管癌 贲门癌 乳腺癌等 3 腹部恶性肿瘤 胃癌 结肠癌 直肠癌 肛管癌 胰腺癌 肝癌 胆道癌 4 泌尿系统恶性肿瘤 肾癌 膀胱癌 前列腺癌 睾丸癌 阴茎癌等 5 女性生殖系统肿瘤 子宫颈癌 子宫内膜癌 卵巢癌 恶性滋养细胞肿瘤 外阴及阴道癌 14 6 中枢神经系统肿瘤 浸润性生长的恶性胶质瘤 髓母细胞瘤 生殖细胞瘤 颅咽管瘤 听神经瘤等 7 造血系统恶性肿瘤 何杰金氏病 非何杰金氏病淋巴瘤 覃样真菌病 覃样霉菌病 多发骨髓瘤 白血病 放疗主要用于中枢神经系统白血病 慢性白血病的巨脾症8 软组织肿瘤 可术前放疗提高切除率 降低复发率 9 原发性骨恶性肿瘤 骨