放射治疗技术进展

1、放射治疗技术进展放射治疗是治疗恶性肿瘤的三大重要手段之一，大约有60%70%的恶性肿瘤病人需要承受放射治疗。放射治疗是通过电离辐射，破坏细胞核中的DNA，使细胞失去增殖能力，到达杀死肿瘤细胞的目的。 放射治疗过程中，放射线在照射肿瘤细胞的同时，使肿瘤细胞周围的正常组织也受到不同程度的照射。放射治疗虽然给肿瘤患者带来了福音，但是，由于在放射治疗过程中，放射线在照射肿瘤细胞的同时，使肿瘤细胞周围的正常组织也受到不同程度的照射，从而使正常的组织细胞受到破坏，因而不可防止地给患者带来了放疗后并发症，使肿瘤患者的生活质量受到很大影响。现代肿瘤放射治疗的目标增加肿瘤靶区放射剂量，提高肿瘤局部控制率。降低肿

2、瘤周围正常组织照射剂量，保存重要器官的正常功能，提高病人的生存质量。 (Never make the treatment worse than the disease)90年代以来，随着计算机技术、医学影像技术和图像处理技术的不断开展，放射治疗设备不断开发和更新，放射治疗的新技术，如立体定向放射治疗(刀、X刀)、三维适形放疗、调强放疗、图像引导放疗技术的先后问世以及不断开展完善，使肿瘤放射治疗跨入了一个崭新的时代。放射治疗技术进展放射治疗技术的发展立体定向放射外科Stereotactic Radiosurgery SRSSRS概念： SRS是以准确的立体定位和聚焦方法对病变靶区进展多角度、单次

3、大剂量照射。其靶区剂量分布特点： 1高剂量分布相对集中 2边缘等剂量线以外剂量锐减立体定向放射外科历史1951年瑞典神经外科医师lars leksell首先提出立体定向放射外科的概念1968年lekselllarsson在瑞典研制成功首台“刀1985年ColomboHartman将直线加速器引入立体定向放射外科，颅脑X刀问世1996年瑞典korolinska医院研制成功体部X刀“刀：由201个钴放射源排列成半球形,每一个放射源发射出的射线都聚焦到一个点上。治疗区高剂量区和非治疗区低剂量区靶点内外的界限非常清楚，象刀切一样，故形象的称之为“刀。这种技术不用开刀，却通过一次或少数几次治疗到达了开刀

4、切除肿瘤的效果。主要用于颅内3cm的病变。特点：“X刀： 根据同样原理，采用加速器产生的 X线进展同中心的多个弧形照射，使射线都聚焦到一 个点上，使肿瘤细胞遭受到损毁性的打击，称为“X刀。弧形照射特点： X刀除应用在头部肿瘤外，还可应用在胸、腹、盆等区域，应用范围比刀广。适应症：SRS 特别适宜治疗头部重要神经高度集中区域的小肿瘤以及脑转移瘤和位置较深的肿瘤。临床主要用于颅内病变，如垂体腺瘤、听神经瘤、脑膜瘤、脑转移瘤、脑动静脉畸形、脑海绵状血管瘤等。垂体腺瘤治疗前治疗后治疗前垂体腺瘤治疗后听神经瘤治疗前治疗后治疗前脑膜瘤治疗后脑转移瘤治疗后4个月治疗前 治疗前 治疗后动静脉畸形立体定向放射外

5、科与传统手术比较优点：防止了开颅手术的许多风险，诸如麻醉意外、出血、感染以及因为切除脑组织而导致脑部功能的缺损，也不会遗留疤痕，住院时间缩短。问题：肿瘤需数月后才能逐渐消退；有些肿瘤虽然被灭活，但也许不会永远消失。立体定向放射外科的局限性受肿瘤体积(3cm)、形状(圆形)限制肿瘤体积增大，靶区边缘定位的准确度降低， 靶区周围重要组织放射耐受性受限三维适形放射治疗3-dimensional conformal radiation therapy 3DCRT理想的放射治疗技术应是按照肿瘤形状给靶区很高的致死量，而靶区周围的正常组织不受到照射。在1960年代中期日本人高桥Takahashi首先提出了

6、适形治疗(conformal therapy)的概念。三维适形放射治疗3DCRT是立体定向放射治疗技术的扩展。利用多叶光栅，将照射野的形状由普通放疗的方形或矩形调整为肿瘤的形状。使照射的高剂量区在人体内的三维立体空间上与肿瘤的实际形状相一致。提高了肿瘤的照射剂量，保护了肿瘤周围的正常组织，降低放射性并发症，提高肿瘤的控制率。与常规放疗相比3DCRT对肿瘤组织的适形聚焦照射和对正常组织的良好保护，提高了肿瘤与正常组织的剂量比。在正常组织受到允许剂量照射的情况下，肿瘤组织可以得到比常规放疗更高的总剂量。治疗时可以明显地提高单次剂量，缩短总的治疗时间。可以更有效地保护正常组织，降低放射损伤，提高肿瘤

7、的局部控制率。适应症3DCRT适用于头、体部位体积较大的肿瘤，如鼻咽癌、喉癌、肺癌、食管癌、肝癌、肝血管瘤、胰腺癌、前列腺癌、直肠癌、妇科肿瘤等；使用范围广泛，是目前放射治疗的主流趋势。鼻咽癌适形放疗靶区剂量分布示意图治疗后 2个月鼻咽癌治疗前治疗前治疗后鼻咽癌肺癌 治疗方案治疗前肺癌治疗后肺癌治疗前治疗后治疗后半年肝癌 治疗前三维适形放射治疗的局限性靶区形状虽已适形，但靶区内剂量分布欠均匀调强适形放射治疗 Intensity Modulation Conformal Radiation Therapy, IMRT迄今为止，放射治疗使用的都是强度几乎 一致的射线，而肿瘤本身的厚度是不均一的，因

8、此造成肿瘤内部剂量分布不均。为 了实现肿瘤内部剂量均匀，就必须对射野内的射线强度进展调整。瑞典放射物理学家Brahme教授首先提出了调强的概念剂量雕刻IMRT技术要求把一束射线分解为几百束细小的射线，分别调节每一束射线的强度，射线以一种在时间和空间上变化的复杂形式进展照射。IMRT通过改变靶区内的射线强度，使靶区内的任何一点都能得到理想均匀的剂量，同时将要害器官所受剂量限制在可耐受范围内，使紧邻靶区的正常组织受量降到最低。IMRT比常规治疗多保护1520的正常组织，同时可增加2040的靶区肿瘤剂量。促使 IMRT 得以实现的最重要的技术突破是强大的计算机程序，这种高精度的放疗技术使肿瘤放射治疗

9、跨入了新时代。调强放疗普通放疗前列腺癌影像引导放射治疗 (IGRT) IGRT是一种四维放射治疗技术，它在三维放疗技术的根底上参加了时间因数的概念，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，在患者进展治疗过程中利用影像设备对肿瘤及正常器官进展实时监控，并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准确治疗。 影像引导放射治疗 (IGRT)SBRT：体部立体定向放射治疗stereotactic body radiation therapyOr：SABR：立体定向消融放疗stereotactic ablative radiotherapy SBRT

10、/SABR与常规分割放疗每日剂量2.0 Gy不同，SBRT在影像引导技术的支持下每日可以高达830 Gy的剂量进展治疗。 SBRT 通常采用 3-5 次大剂量照射，总剂量范围4866Gy，肿瘤靶区BED100Gy。这种高剂量可使导致其它治疗失败的肿瘤修复机制失效。 SBRT/SABR美国MD Anderson癌症中心张玉蛟(Joe Y. Chang)教授的团队于2021 年5月发表在?柳叶刀肿瘤学?Lancet Oncol的研究(2021 , 16: 630)，汇总分析两项关于期NSCLC患者的随机期临床试验 (STARS研究 和ROSEL研究)，比较SABR或手术(肺叶切除及纵隔淋巴结清扫)

11、治疗早期肺癌，显示SABR与手术相似、甚至优于手术的结果。结论对于可手术的 I期非小细胞肺癌，SABR是一种平安并可望作为根治性的治疗手段，其生存率与手术相当，可能成为可手术 I期非小细胞肺癌患者治疗的一个选择。 Cyberknife赛博刀射波刀TomotherapyMR/RT 高场强磁共振放疗系统 2021年6月18日，斯德哥尔摩-医科达(EKTA-B.ST)宣布Elekta Unity世界首台高场强磁共振放疗系统 (MR/RT) 正式获得CE认证。 Elekta Unity将最先进的放射治疗加速器、高场强诊断级磁共振系统和在线自适应放疗流程软件系统，有机集成在同一平台，可在治疗过程中实时获

12、取肿瘤和周围正常组织的高质量磁共振影像，在线调整治疗方案，并对治疗结果进展评估。 高场强磁共振放疗系统(MR/RT) 小结：放射治疗是治疗恶性肿瘤的重要手段之一传统放疗对正常组织损伤较大SRS 俗称“X () 刀提高了靶区剂量，降低了周围正常组织的损伤3DCRT、IMRT是目前放射治疗的主流趋势IGRT、 SBRT/SABR等是现代放射治疗的标志展望：“生物调强放射治疗 在肿瘤内有生长活泼的局部，有处于休眠状态的局部，有乏氧细胞，有坏死区，肿瘤周围还有亚临床灶，它们对射线的敏感性不同。 调强放射治疗可以做到给肿瘤内不同区域以不同的剂量物理调强。 目前影像学还不能提供上述细胞生物活动的信息，随着

13、影像学的开展，如PET、fMRI、MRS、分子显像、基因显像等技术的出现，将为今后肿瘤“生物调强放射治疗奠定根底。生物靶区示意图PET/CTCT PET PET/CT在不远的将来，“生物调强放疗技术将使肿瘤放射治疗迈上新的台阶。质子重离子放射治疗技术质子、重离子质子就是指氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子。重离子就是比质子重的带电粒子，通常包含带电的氦、碳及氖离子等。如碳12、氖22、钙45、铁56、氪84和铀238等。 质子治疗特点质子作为带正电核的粒子，以极高的速度进入人体，由于其速度快，故在体内与正常组织或细胞发生作用的时机极低，当到达癌细胞的特定部位时，速度突然降低并停顿，释放最大能量产

14、生Bragg峰,将癌细胞杀死。尤其对于有重要组织器官包绕的肿瘤，其他治疗方法束手无策，用质子治疗那么显示出了其巨大的优越性。穿透性能强：质子束以高能高速进入人体，穿透力强，能量可以自由控制调节使射束到达人体组织任意深度。剂量分布好：高辐射剂量集中于肿瘤部位，肿瘤后面与侧面的正常组织区域几乎无剂量分布，肿瘤前面的正常组织也仅有极小剂量。利于保护周边正常组织不受损伤。局部剂量高： Bragg峰的优越物理学特性使质子束在组织内局灶高能释放，对肿瘤及病变组织实施准确范围最大杀伤。旁散射少,半影小： 由于质子的质量大，在物质内散射少，在照射区周围只有很小的半影，因此减少了周边正常组织的照射剂量。质子治疗

15、开展历程1946年Wilson提出质子治疗建议；1954年在美国Berkeley，Tobias进展了世界上第一例质子治疗；在1990年美国LOMA LINDA医学院医院安装了世界上第一台专为治病人设计的质子同步加速器CONFORMA3000OPTIVUS公司生产；从50年代至今，在质子治疗肿瘤方面积累了大量丰富的临床经历，到目前为止，全世界共用质子治疗装置治疗了万名患者，一般治疗效果到达95%以上，五年存活率高达80%， 而万例治疗数量与全世界几千万肿瘤患者相比，又是很小的比例. 质子治疗装置质子治疗装置包括质子加速器、束流输运系统、束流配送系统、剂量监测系统、患者定位系统和控制系统。 质子治

16、疗临床应用质子立体定向放射治疗眼部质子治疗较大照射野的质子照射质子治疗适应症脑和脊髓肿瘤：脑良恶性肿瘤包括脑(脊)膜瘤、脑转移瘤、垂体瘤、脑胶质瘤、听神经瘤、颅咽管瘤等。脑血管疾病：脑动静脉畸形、海绵状血管瘤等；其他脑部疾病：癫痫、帕金森氏病、三叉神经痛。眼部病变：脉络膜黑色素瘤、视网膜黄斑变性、眼眶肿瘤。头颈部肿瘤：鼻咽癌(原发、复发或转移病灶)、口咽癌。胸腹部盆腔肿瘤：肺癌、肝癌、胰腺癌、食道癌、纵隔肿瘤及腹腔后肿瘤、前列腺癌、子宫肿瘤、卵巢癌、脊索瘤、软骨瘤等。儿科肿瘤：髓母细胞瘤、神经母细胞瘤及其它脑脊髓肿瘤。眼及眼眶肿瘤、颅底和脊柱肉瘤、淋巴瘤、腹盆腔肿瘤。质子治疗开展前景据统计资料

17、说明(2021 年)，每百万人口医用加速器拥有量，美国台、台湾台、日本台、韩国3台、朝鲜台、中国有台。如果中国的放疗用加速器数量到达世界卫生组织推荐的标准(24台/百万人口)，我国应有4200台加速器(按3台计算)，目前全国加速器1931台，需增加118%。质子治疗装置的数量全国应拥有30 40台。我国质子治疗开展情况山东万杰医院“质子治疗中心 2004年万杰质子治疗中心(WPTC)是在世界银行国际金融公司(IFC)支持下，由万杰集团公司出资4千多万美元，引进国内第一家质子治疗设备而组建的质子治疗中心。兰州重离子治疗中心 2021年7月19日，兰州市政府、甘肃盛达集团和近代物理所三方签订了合作

18、建立兰州重离子治疗中心的协议，兰州重离子肿瘤治疗中心工程预计投资约10亿元人民币，建立周期42个月。其中甘肃盛达集团负责工程资金10亿元、兰州市政府负责提供工程用地并协调工程相关事宜、近代物理所负责技术研发。我国质子治疗开展情况河北涿州质子中心 该中心是继山东万杰质子中心、上海市质子重离子医院后，国内第三家开业的质子医疗机构。涿州质子中心的质子系统由IBA提供， 2021 年1月签约，2021年3月进入安装调试器，2021年7月加速器吊装。拥有1间固定束治疗室，4间360度旋转机架治疗室，并预留1间眼科肿瘤治疗室。同时，还配置了锥形束CT用于3D图像引导质子治疗，这是目前质子治疗最先进的定位引

19、导方式。整个医院的技术人员由解放军总医院提供。我国质子治疗开展情况武威中国首台完全知识产权重离子治癌系统 2021年5月26日，我国首台国产重离子治癌系统临床试验在甘肃省武威市正式启动。 武威重离子治癌系统工程于2021年正式启动, 由中科院近物所及其控股的兰州科近泰基新技术自主研制。 甘肃重离子加速器经历了漫长的开展历程，1988年 中科院近代物理研究所担负起建造重离子加速器的重任，建成了我国第一台大型重离子研究装置兰州重离子加速器。1995年，中科院近代物理研究所依托兰州重离子加速器开场进展重离子治癌的根底研究。 上海市质子重离子医院简介上海质子重离子医院位于上海市浦东新区国际医学园区内，

20、总占地150亩，建筑面积52,542M2 ，共设床位220张。是一所集医疗、科研、教学于一体的现代化、国际化肿瘤中心。上海市质子重离子医院于上世纪90年代开场筹备，2003年工程正式启动。在上海市委、市政府的鼎力支持和国家各相关部门的积极配合之下，该医院历经十年磨砺，终于建立成为我国首个拥有质子、重离子两种技术的医疗机构。上海质子重离子医院配有24间门诊诊室，1套质子重离子系统4间治疗室，其拥有的主要大型医疗设备还包括2套直线加速器、1套PET/CT设备、2台核磁共振设备、 2台电子计算机X射线断层扫描设备CT以及1台发射单光子计算机断层扫描仪器设备ECT。医学专家团队20余人，包括从美国、新加坡、德国引进的首席物理师和剂量师等具有国际水准的临床医师和物理师。2021年12月开场试运行2021年6月至9月，开展35例患者的临床试验。 同年12月，全部完成治疗3个月的35例病例临床试验观察随访，圆满完毕了临床试验。2021 年3月，国家食品药品监视管理总局向上海质子重离子医院颁发了国内首张 质子重离子系统设备进口注册证。至2021 年4月初，临床实验病例已完毕治疗满6个月，医院专家团队随访总结