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肿瘤放疗学习课件 黄陂人民医院肿瘤科邓威2012 5 医科达compact6MV 中国核动力研究院模拟机HMD IA型 放射治疗概述 一 放射治疗的定义肿瘤放射治疗是利用放射性同位素所产生的 放射线及X射线治疗机和各类加速器所产生的不同能量的放射线 如电子射线 质子射线 中子射线 负 介子射线和其它重粒子射线等来治疗良恶性肿瘤的一门科学 一般多用恶性肿瘤 高能X射线 射线 电子线 放射治疗是治疗肿瘤三大手段之一70 肿瘤病人在治疗不同时期接受放射治疗 45 恶性肿瘤可以治愈22 手术治愈18 放射治疗治愈5 化疗治愈当前 手术及放射治疗在根治癌症中仍是最有效 经济 Cost effective 的手段ClinicalOncology1999 11 36 二 射线作用机制 直接作用 射线粒子或次级电子直接造成靶原子的电离或激发 产生自由基引起DNA分子出现断裂交叉 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 正常组织和肿瘤组织对放射线作用存在着不同的修复能力 正常组织的修复能力明显强于肿瘤 因此通过分次放疗利用正常组织和肿瘤细胞对放射线修复能力的差异 可以达到提高肿瘤杀灭和降低正常组织放射损伤的治疗增益效果 三 放射源的种类和照射方式 一 放射治疗所用的放射源和辐射源有三大类放射性核素 钴60 后装机 射线X线治疗机 低能X射线医用加速器 高能X线 电子线 快中子 质子 负介子 二 照射方式 根据放射源的位置分类 外照射 亦称远距离照射 是指放射源位于体外一定距离的照射 Co 60治疗机 X 线治疗机 高能加速器 体腔内照射 亦称近距离照射 是将密封放射源直接放入被治疗的组织内或放入人体的天然体腔内进行照射 组织间照射 组织间插植治疗 粒子植入 内照射 同位素静脉注射 四 常用放疗设备 1 钴60治疗机 射线 较体表和深部肿瘤 后装治疗机 射线 易于在组织和自然腔道内放置施源器的肿瘤部位 2 X线治疗机 低能X线 治疗皮肤 体表肿瘤 3 医用电子直线加速器 高能X线 各种深部肿瘤 高能电子线 表浅或偏心肿瘤 4 回旋或同步加速器 高LET射线 具有Bragg峰物理特性和相对生物效应高 深部肿瘤或其他治疗方法失败的肿瘤 五 放射治疗过程包含的照射类型 职业照射 医技人员在工作过程中受到的照射医疗照射 患者 陪护人员在放射治疗过程中受到的照射公众照射 上述人员除外的公众在放疗过程中受到的照射 电离辐射来源 职业人员 散射线 机头漏射线 高能电子束产生的感生放射性等 由于对现代设备 机房的屏蔽要求的严格 散射线与漏射线的绝对量大大降低 正常工作情况下 医技人员的受照剂量均十分安全 患者 射野照射 有用的照射 靶组织的散射线 最大的无用照射 外加职业人员相同照射 由于辐照设备的先进 有用射束的份额越来越高 患者为此付出的健康代价相应减少 减少靶组织散射 有效地降低靶外组织剂量是辐射防护与临床放疗共同面临的难题陪护人员 除职业人员的相同照射外 患者靶组织的散射线 陪护人员的主要照射来源 可能存在的野内直接照射 因搀扶等动作 公众 机房的泄漏辐射 剂量限值与剂量指导水平 医技人员的剂量限值 连续5年的年平均有效剂量 但不可作任何追溯性平均 20mSv 任何一年中的有效剂量 50mSv 眼晶体的年当量剂量 150mSv 四肢 手和足 或皮肤的年当量剂量 500mSv 公众照射剂量限值 公众中关键人群组成员受平均剂量估计值不应超过下述限值 年有效剂量 1mSv 特殊情况下 如果5个连续年的年平均剂量不超过1mSv 则某一单一年份的有效剂量可提高到5mSv 眼晶体的年当量剂量 15mSv 皮肤的年当量剂量 50mSv 慰问 探视等人员的剂量限制 对患者的慰问者所受的照射加以约束 使他们在患者诊断或治疗期间所受的剂量不超过5mSv 探视食入放射性物质的患者的儿童所受的剂量限制于1mSv以下 放疗技术 1 常规放射治疗a 常规分割放疗 b 非常规分割放疗 1 超分割放疗 总放疗程与常规放疗相似 但总剂量增加10 15 1 1 1 3Gy 次 2次 日 2 加速超分割放疗 总剂量与常规分割相似 但疗和缩短 2 三维适形放射治疗 3DRT和调强适形放疗 IMRT3 立体定向放射治疗a 立体定向手术 SRS 小野集束单次大剂量照射 X刀 刀 3cm良恶性肿瘤b 立体定放射治疗 SRT 小野分次照射使病变组织坏死 5cm恶性肿瘤 4 图像导引放射治疗 IGRT 三维适形放疗利用CT图像重建三维的肿瘤结构 通过在不同方向设置一系列不同的照射野 并采用与病灶形状一致的适形挡铅 使得高剂量区的分布形状在三维方向 前后 左右 上下方向 上与靶区形状一致 同时使得病灶周围正常组织的受量降低 广义上讲 在三维影像重建的基础上 在三维治疗计划指导下实施的射线剂量体积与靶体积形状相一致的放疗都应称为三维适形放疗 三维适形放疗以常规分割方式 每周5次放疗 l 8Gy 2 0Gy 次 总剂量70Gy左右 治疗大体积肿瘤或以l0次左右中等剂量照射较小肿瘤 符合肿瘤放疗的生物学原则 是目前被普遍使用的放疗技术 调强放疗照射野形状与靶区一致 通过调节输出剂量率 使得剂量分布在三维方向上也与靶区形状一致 称为三维适形调强放疗 简称为调强放疗 从而最大限度地减少了对肿瘤周围正常组织及器官的照射 使得放疗剂量进一步提高 周围正常组织的并发症进一步减少 被称为放射肿瘤学历史上的一次革命 是目前放疗技术的主流和方向 三维适形放疗和调强放疗的优点体内高剂量区形状在三维方向上与肿瘤形状一致最大限度减少正常组织剂量 大幅度提高肿瘤区剂量 影像引导的放射治疗 IGRT 一种四维的放射治疗技术 它在三维放疗技术的基础上加入了时序的概念 充分考虑了解剖组织在治疗过程中的运动和分次治疗间的位移误差 如呼吸运动 小肠蠕动 膀胱充盈 胸腹水 日常摆位误差 肿瘤增大 缩小等引起放疗剂量分布的变化和对治疗计划的影响等 可从定位 计划到治疗实施和验证等方面创造各种解决方案 患者进行治疗前 治疗中利用各种先进的影像设备对肿瘤及正常器官进行实时的监控 并能根据器官位置的变化调整治疗条件使照射野紧紧 追随 靶区 使之能做到真正意义上的精确治疗 几种IGRT设备 赛博刀 Cyberknife 断层治疗机 TomotherapyHI ART 肿瘤定位 治疗一体化装置系统 电子射野影像 EPID 系统 断层治疗机 TomotherapyHI ART 肿瘤定位 治疗一体化装置系统 赛博刀 Cyberknife 电子射野影像 EPID 系统 临床常用术语 1 戈瑞 Gray Gy 指组织吸收剂量单位 2 肿瘤区 指肿瘤的临床灶 转移的淋巴结可被认为是第二肿瘤区 3 靶区 包括肿瘤瘤体本身及周围潜在受侵犯的组织及临床估计可能转移的范围 4 照射野 表示射线中心轴垂直于模体时射线束通过模体的范围 5 人体体模 当射线以及电子束射到人体时 会发生散射和吸收 能量和强度逐渐损失 研究这些变化 不可能在人体内直接进行 需用一种组织等效材料做成的模型代替人体 简称体模 肿瘤放射治疗体积规范 GTV Grosstargetvolume 大体肿瘤体积 通过临床或影像学检查所获得的肿瘤大小 位置 和形状 CTV Clinicaltargetvolume 临床靶体积 包括GTV和需要杀灭的亚临床灶的体积 ITV internaltargetvolume 内在靶体积 包括CTV和因生理运动的安全边界 PTV planningtargetvolume 计划靶区 ITV加摆位误差 靶区 放射治疗的基本原则 照射范围应包括肿瘤 要达到基本消灭肿瘤的目的 保护临近正常组织和器官 保持全身情况和精神状态良好 放射治疗的基本步骤 体模阶段确定肿瘤的位置 以及与周围组织 重要器官的关系 计划设计具肿瘤的分布 分期和类型 医生勾画出靶区和计划区预算出靶区的致死计量和周围正常组织特别重大器官的最大允许量 和物理师制定计划 计划确认设计好的计划放到模拟机上进行核对 计划执行包括治疗机 物理 几何参数的设定 治疗摆位和体位的固定 技术员是治疗计划的主要执行者 放疗在常见肿瘤中的应用 1 首选根治性放疗 颜面部皮肤癌 鼻咽癌 扁桃体癌 口咽癌 喉癌 精原细胞癌 何杰金氏淋巴瘤 宫颈癌 2 次选根治性放疗 食管癌 非小细胞癌 乳腺癌 小细胞癌 前裂列腺癌 3 辅助性治疗 乳腺癌 保乳术 根治术后T N状态等 脑瘤 一些解剖位置特殊 难以手术 术后绝大部分需要放射治疗 直肠癌 T N状态 软组织肉瘤4 姑息性放疗 颅内转移 骨转移 食管阻塞 解除淋巴结 肿块压迫等 脑胶质瘤 剂量分布图 居于脑中线附近的肿瘤 5野 5野照射脑瘤的剂量分布图 偏心型肿瘤 采用切线野为主 偏心型肿瘤剂量分布图 中心型肺癌周围型肺癌 5野照射 肺转移灶的射野 食管癌放疗计划的设计 5野 6野 采用5野 6野照射的剂量分布图 放射治疗的追求 最大限度的杀伤肿瘤 最大限度的保护周围正常组织 达到既根治肿瘤又保存较好生存质量 现代化设备的保证了靶区勾画准确和治疗实施精确 CT MR