肿瘤放射治疗学进展.ppt
肿瘤放射治疗学进展肿瘤放射治疗学进展肿瘤放射治疗学肿瘤放射治疗学发展史及地位发展史及地位.肿瘤放射治疗物理学基础肿瘤放射治疗物理学基础.肿瘤放射治疗生物学基础肿瘤放射治疗生物学基础.放射治疗进展放射治疗进展.发展史及地位发展史及地位1895德国物理学家伦琴发现德国物理学家伦琴发现X射线射线.1899有人开始用有人开始用X线治疗皮肤癌线治疗皮肤癌.1898居里夫人首次提炼出放射性元素镭居里夫人首次提炼出放射性元素镭.1905进行了第一例镭针插植进行了第一例镭针插植.1920200千伏级深部千伏级深部X线机问世开始了线机问世开始了“深部深部X线治疗时代线治疗时代”.发展史及地位发展史及地位1928第二届国际放射学会采纳并推广伦琴作为放射剂量单位第二届国际放射学会采纳并推广伦琴作为放射剂量单位.1951第一台远距离第一台远距离60C0治疗机在加拿大问世治疗机在加拿大问世.1953英国的英国的HammerSmith医院最早安装了直馈型行波医院最早安装了直馈型行波加速器加速器（设计始于（设计始于1949年）年）.本世纪初本世纪初调强加速器调强加速器.某些肿瘤的放射治疗治愈率某些肿瘤的放射治疗治愈率肿瘤种类肿瘤种类5年治愈率（年治愈率（%）资料来源资料来源食道癌（中晚期）食道癌（中晚期）8-16国内各地林县国内各地林县（早期）（早期）80+宫颈癌（各期）宫颈癌（各期）65北京北京（I期）期）96北京北京鼻咽癌（各期）鼻咽癌（各期）53上海上海（I期）期）94上海上海肿瘤种类肿瘤种类5年治愈率（年治愈率（%）资料来源资料来源霍奇金病霍奇金病80+世界各国世界各国前列腺癌前列腺癌60+美国美国喉癌（声带癌喉癌（声带癌I期）期）81-97国内外国内外扁桃体癌扁桃体癌40北京北京舌癌舌癌(I期期)90上海上海皮肤癌皮肤癌90+国内外国内外某些肿瘤的放射治疗治愈率某些肿瘤的放射治疗治愈率70%的肿瘤病人接受放疗的肿瘤病人接受放疗放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础放射源的种类放射源的种类l放射性同位素产生的放射性同位素产生的、线线.lX线治疗机和各类加速器产生的不同线治疗机和各类加速器产生的不同能量的能量的x线线.l各类加速器产生的电子束、质子束、各类加速器产生的电子束、质子束、中子束、负中子束、负介子束，以及其他的介子束，以及其他的重粒子束等重粒子束等.放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础名称名称半衰期半衰期治疗用射线治疗用射线镭镭-2261590年年钴钴-605.27年年铱铱-19274.0天天锎锎-2522.65年年 中子中子几种常见的放射源几种常见的放射源放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础放射治疗设备及照射方式放射治疗设备及照射方式l体外照射体外照射x线治疗机线治疗机60Co远距离治疗机远距离治疗机医用加速器医用加速器放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础放射治疗设备及照射方式放射治疗设备及照射方式l体内照射体内照射镭疗（已不用）镭疗（已不用）现代近距离后装治疗机（现代近距离后装治疗机（192lr）中子近距离放射治疗机中子近距离放射治疗机放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础放射治疗设备放射治疗设备l辅助设备及新技术辅助设备及新技术模拟定位机模拟定位机立体定向放射治疗系统立体定向放射治疗系统治疗计划系统（治疗计划系统（TPS）剂量测量系统剂量测量系统放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础体内外照射技术体内外照射技术l体外照射体外照射等源皮距照射等源皮距照射等中心照射等中心照射旋转照射旋转照射SSD、SAD照射技术示意照射技术示意a.SSD照射技术照射技术b.SAD照射技术照射技术放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础体内外照射技术体内外照射技术l体内照射体内照射腔内照射腔内照射组织间照射组织间照射术中置管、术后照射术中置管、术后照射膜照射膜照射放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础体内照射与体外照射的区别体内照射与体外照射的区别体外照射体外照射体内照射体内照射放射源强度放射源强度大大小（小（10居里）居里）治疗距离治疗距离长长短（短（5mm5cm）组织吸收的能量组织吸收的能量少少 多多到达肿瘤的途径到达肿瘤的途径经皮肤及正常组织经皮肤及正常组织直接直接区靶剂量分布区靶剂量分布均匀均匀不均匀不均匀放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础加速器加速器lX线和电子束的产生线和电子束的产生电源电源脉冲调制器脉冲调制器电子枪电子枪磁控管磁控管加速管加速管偏转磁铁偏转磁铁电子束电子束打靶打靶高能高能X线线放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础加速器加速器l分类分类n电子感应加速器电子感应加速器n电子直线加速器电子直线加速器n电子回旋加速器电子回旋加速器放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础电子直线加速器的特点电子直线加速器的特点l能量高，可调控，剂量率高能量高，可调控，剂量率高.l穿透力强穿透力强.l皮肤剂量低：皮肤剂量低：6MvX最大剂量点在皮下最大剂量点在皮下1.5cm.l骨和软组织吸收基本相等骨和软组织吸收基本相等.l旁向散射小旁向散射小.l价格昂贵价格昂贵.l维护难，对水、电、湿度要求高维护难，对水、电、湿度要求高.l射野可以较大，可达射野可以较大，可达4040cm.放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础三种常见体外照射设备的特点比较三种常见体外照射设备的特点比较X线机线机60CO远距离治疗机远距离治疗机直线加速器直线加速器能量能量低低高，单能高，单能高，可调高，可调穿透力穿透力弱弱较强较强强强皮肤剂量皮肤剂量高高低低低低骨吸收剂量骨吸收剂量高高和软组织相同和软组织相同和软组织基本相同和软组织基本相同旁向散射旁向散射大大较小较小小小经济、维修经济、维修价格低价格低价格较低价格较低价格昂贵价格昂贵维护方便维护方便维护方便维护方便维护不方便维护不方便照射野照射野小小中等中等可较大可较大防护防护容易容易定期换源定期换源防护难防护难较难较难放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础近距离治疗近距离治疗l概念概念将放射源密封直接放入被治疗的组织将放射源密封直接放入被治疗的组织内或人体天然腔内进行照射内或人体天然腔内进行照射.l优点优点n可获得准确照射可获得准确照射.n工作人员隔室操作，比较安全工作人员隔室操作，比较安全.n放射源微型化放射源微型化.n高活度放射源形成高剂量率治疗高活度放射源形成高剂量率治疗.n微机控制微机控制.放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础立体定向放射治疗立体定向放射治疗l概念概念l治疗设备的基本构造治疗设备的基本构造n立体定向系统立体定向系统n三维治疗计划系统三维治疗计划系统n直线加速器及准直器系统直线加速器及准直器系统定义为一种照射技术，该技术高剂量分布的定义为一种照射技术，该技术高剂量分布的形状，在三维方向上与靶区的实际形状一致，形状，在三维方向上与靶区的实际形状一致，亦称适形放射治疗亦称适形放射治疗（ConformationRadiotherapy）.放射治疗物理学基础放射治疗物理学基础X-刀治疗的适应症刀治疗的适应症:n病变大小：头部病变大小：头部3cm，体部体部5cm.n肿瘤边缘清晰肿瘤边缘清晰.n与重要结构有一定距离与重要结构有一定距离.立体定向放射治疗立体定向放射治疗放射物理学进展放射物理学进展强调放疗强调放疗（IMRT）从从IMRT到到IGART体内体内r-刀刀Cyber-刀刀放射物理学进展放射物理学进展强调放疗强调放疗l优势优势n采用精确的体位固定和立体定位技术采用精确的体位固定和立体定位技术.n采用精确逆向治疗计划采用精确逆向治疗计划.n采用精确照射采用精确照射.n在同一计划中同时实现大野照射及小在同一计划中同时实现大野照射及小野追加剂量照射野追加剂量照射.放射物理学进展放射物理学进展I IMRT MRT 要求靶区准确，但治疗前计划只反映要求靶区准确，但治疗前计划只反映要求靶区准确，但治疗前计划只反映要求靶区准确，但治疗前计划只反映 治疗前特定时间的靶区位置，由于肿瘤及周治疗前特定时间的靶区位置，由于肿瘤及周治疗前特定时间的靶区位置，由于肿瘤及周治疗前特定时间的靶区位置，由于肿瘤及周围正常组织的空间位置在治疗中及治疗间不围正常组织的空间位置在治疗中及治疗间不围正常组织的空间位置在治疗中及治疗间不围正常组织的空间位置在治疗中及治疗间不断变化，会导致：肿瘤脱靶和正常组织损伤断变化，会导致：肿瘤脱靶和正常组织损伤断变化，会导致：肿瘤脱靶和正常组织损伤断变化，会导致：肿瘤脱靶和正常组织损伤增加增加增加增加.强调放疗强调放疗放射物理学进展放射物理学进展强调放疗强调放疗l主要误差来源主要误差来源n摆位误差摆位误差体位误差体位误差皮肤标记皮肤标记病人紧张病人紧张不自主运动不自主运动体重变化体重变化n器官运动器官运动呼吸运动呼吸运动心脏运动心脏运动胃肠运动胃肠运动肿瘤变化肿瘤变化膀胱、直肠充盈膀胱、直肠充盈放射物理学进展放射物理学进展 IGARTImage guided adaptive radiothorapyl影像学指导的适应性放疗影像学指导的适应性放疗利用治疗过程中获得的影像调节照射计划利用治疗过程中获得的影像调节照射计划及剂量给予以适应治疗中靶区生理学及解及剂量给予以适应治疗中靶区生理学及解剖学改变剖学改变.放射物理学进展放射物理学进展 IGARTn获得治疗时影像的方式获得治疗时影像的方式.n分辨靶区变化的方式分辨靶区变化的方式.n调节正在给予的剂量及处方的方式调节正在给予的剂量及处方的方式.l三个主要方式三个主要方式放射物理学进展放射物理学进展 IGARTn离线（离线（off-line)l策略策略每周射野片、人群或个体的统计学校正每周射野片、人群或个体的统计学校正基于重复基于重复CT扫描的离线校正扫描的离线校正.放射物理学进展放射物理学进展l l 在线在线 (on-line)IGARTnEPIDn电视监控电视监控n呼吸门控呼吸门控n心脏门控心脏门控n实时实时CT扫描扫描CT-on-Rall放射物理学进展放射物理学进展 体内体内r-刀刀定义定义：通过术中或：通过术中或CT、B超引导下，根超引导下，根据三维立体种植计划，利用特殊设据三维立体种植计划，利用特殊设备将放射性粒子种植到肿瘤区，永备将放射性粒子种植到肿瘤区，永久留在体内久留在体内条件条件放射性粒子放射性粒子粒子种植三维治疗计划系统和质量粒子种植三维治疗计划系统和质量验证系统验证系统粒子种植所需的辅助设备粒子种植所需的辅助设备放射物理学进展放射物理学进展 Cyber-Cyber-刀刀 机械手擒持一个机械手擒持一个6MvX的小型直线加速器，的小型直线加速器，将金豆埋藏在肿瘤内，红外线追踪金豆的运动，将金豆埋藏在肿瘤内，红外线追踪金豆的运动，加速器追踪照射。加速器追踪照射。电离辐射对生物的作用电离辐射对生物的作用物理阶段物理阶段10-18秒秒1Gy105电离电离化学阶段化学阶段自由基自由基生物阶段生物阶段损伤损伤修复修复癌变癌变电离辐射照射生物系统后的效应时间表电离辐射照射生物系统后的效应时间表射线的生物学作用射线的生物学作用直接作用直接作用间接作用间接作用H2OH2O+e-H2O+H2O+H3O+OH放射线对细胞杀灭机制放射线对细胞杀灭机制靶靶：DNADNA损伤类型损伤类型辐射和化学物所致辐射和化学物所致DNA损伤类型损伤类型细胞存活曲线细胞存活曲线定义定义l死亡细胞死亡细胞：一个完整细胞，即使能：一个完整细胞，即使能合成蛋白质但如果丧失了合成蛋白质但如果丧失了增殖能力，便可以是死亡增殖能力，便可以是死亡细胞。细胞。l克隆细胞克隆细胞：具有形成细胞集落成克：具有形成细胞集落成克隆的能力的增殖细胞。隆的能力的增殖细胞。放放射射生生物物学学进进展展从物理调强到生物调强从物理调强到生物调强基因增敏基因增敏放放射射生生物物学学进进展展 生物靶区生物靶区 定义定义:一系列肿瘤生物学因素的治疗一系列肿瘤生物学因素的治疗靶区内靶区内放射敏感性不同的区域放射敏感性不同的区域包括包括乏氧及血供乏氧及血供增殖、凋亡及细胞周期调控增殖、凋亡及细胞周期调控癌基因及抑癌基因改变癌基因及抑癌基因改变浸润及转移特性浸润及转移特性放放射射生生物物学学进进展展几种影像学检查的主要优缺点：几种影像学检查的主要优缺点：优点优点缺点缺点B超超及时、真实及时、真实无放射性无放射性不能行密度校正不能行密度校正不适合所有器官不适合所有器官CT含密度信息含密度信息骨信息好骨信息好软组织对比差软组织对比差无功能信息无功能信息MRI软组织对比好软组织对比好无密度信息无密度信息放放射射生生物物学学进进展展优点优点缺点缺点fMRI含功能信息含功能信息解剖解剖sPET区别坏死、复发区别坏死、复发亚临床灶亚临床灶信息差信息差放放射射生生物物学学进进展展影像融合（影像融合（Image-infusion)清楚显示肿瘤区及亚临床病灶清楚显示肿瘤区及亚临床病灶,使靶区更准确。使靶区更准确。融合方式融合方式CT-PETCT-MRTMRI-PET综合优缺点综合优缺点:放放射射生生物物学学进进展展 分子显像分子显像电子顺磁共振扫描电子顺磁共振扫描可测定乏氧细胞的分布可测定乏氧细胞的分布及多少，对确定分次量，及多少，对确定分次量，实现靶区的生实现靶区的生物调强提物调强提供了生物及基础，前景供了生物及基础，前景令人鼓舞。令人鼓舞。基因增基因增敏敏 放放射射生生物物学学进进展展抑制基因增敏抑制基因增敏野生野生P53P16癌基因癌基因法尼西转移酶抑制剂法尼西转移酶抑制剂Herceptin自杀基因自杀基因TK腺苷激酶基因腺苷激酶基因CD胞嘧啶脱氨酶基因胞嘧啶脱氨酶基因DNA损伤修复基因损伤修复基因ATM、KU、XRCC临床进展确立了局部控制及剂量拔高的意义确立了局部控制及剂量拔高的意义.保留器官的研究保留器官的研究.前哨淋巴结的研究前哨淋巴结的研究.局部控制的意义局部控制的意义 放疗后局部复发病例死亡时肿瘤部位放疗后局部复发病例死亡时肿瘤部位 局部局部29%局部局部+远处转移远处转移39%仅有远处转移仅有远处转移32%因此，调强因此，调强放疗，局部拔高剂量对增加放疗，局部拔高剂量对增加局部控制率有重要意义。局部控制率有重要意义。临床进展临床进展 保留器官的研究保留器官的研究l早期乳腺癌的保乳治疗早期乳腺癌的保乳治疗:已成熟已成熟.l骨及软组织保留肢体的治疗骨及软组织保留肢体的治疗:已成熟已成熟.l保留膀胱保留膀胱:正在研究正在研究,取得一定效果取得一定效果.l保肛治疗保肛治疗:正在研究正在研究,取得一定效果取得一定效果.l前列腺癌保留性功能的放疗前列腺癌保留性功能的放疗.临床进展临床进展经尿道切除经尿道切除T2-4 N0M0膀胱癌的效果膀胱癌的效果临床进展临床进展作者作者治疗治疗例数例数 5-S(%)5-y保留膀胱率保留膀胱率SauerTURBT+DDP+RT936147ShipleyTURBT+DDP+RT1235038Kashnic TURBT+DDP+RT1065243距肛直交界处距肛直交界处2的术前放疗保肛疗效的术前放疗保肛疗效临床进展临床进展分期分期局部复发率局部复发率5年生存率（年生存率（%）T0-2N08（1/21）95T3N04（2/32）91N+4（6/17）50共计共计13（9/70）肛门括约肌功能肛门括约肌功能临床进展临床进展结果结果百分数（百分数（%）例数例数造口未闭合造口未闭合32/70复发复发64/69失禁失禁32/69功能差功能差32/69功能好功能好8660/69l乳腺癌前哨淋巴结乳腺癌前哨淋巴结.l肺癌前哨淋巴结肺癌前哨淋巴结.l前哨淋巴结的研究使手术范围更小，放疗前哨淋巴结的研究使手术范围更小，放疗的靶区更明确，器官功能得以更好保护的靶区更明确，器官功能得以更好保护.临床进展临床进展前哨淋巴结的研究前哨淋巴结的研究总总 结结调强放疗调强放疗分子靶区分子靶区分子显像分子显像局控率增高局控率增高生物靶区生物靶区更准、更精确更准、更精确并发症减少并发症减少IGART器官保留器官保留生物调强生物调强基因增敏基因增敏
