肿瘤放射治疗学(主任讲课用)

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(1.25MVγ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二放射治疗学在现代肿瘤综合治疗中的位置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%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贯穿于放射肿瘤科研和临床治疗的两项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。放射学Radiology放射诊断学(diagnosticradiology)放射治疗学(therapeuticradiology)核医学(nuclearmedicine)放射学radiology放射治疗学•放射物理学：研究各种放射源的性能和特点，治疗剂量学和防护；•放射生物学：研究机体正常组织及肿瘤组织对射线反应以及如何改变这些反应的质和量问题；•放疗技术学：研究具体运用各种放射源或设•备治疗病人，射野设置定位技术摆位技术；•临床肿瘤学：肿瘤病因学，病理组织学，诊断学以及治疗方案的选择，各种疗法的配合。一、电离辐射的概念•电磁辐射（光子线----低LET射线）：•频率＞1016/m2,波长＜10-7；（1）放射能（X线）：X线治疗机，各类加速器产生；（2）放射性物质（Y射线）：人工或天然放射性核素产生。•粒子辐射——高LET射线：•由快中子，质子，负∏介子及氮，碳，氧，氖等重金属粒子产生；•高LET射线相对低LET射线不同点：•（1）形成电离吸收峰——Braggpeak;（2）相对生物效应大，对含氧状态依赖小，利于杀伤乏氧细胞；（3）细胞周期不同相放射敏感性差异小；（4）主要为致死性损伤。185Mev质子及65Mevπ介子深度剂量曲线185Mev质子65Mevπ介子加滤后的180Mev质子0481216202428cm水4321相对剂量•LET(linerenergytransfer):在组织中沿着次级粒子径迹上的线性能量传递•高LET射线:快中子、质子、负π介子及氦、碳、氮、氧、氖等重粒子，快中子不带电以外，所有其他粒子都带电，在组织中有一定射程，具有电离吸收峰值曲线（Bragg峰）二、放射源和放射治疗设备•放射源的种类•放射性核素蜕变产生的α、β、γ射线，主要是γ射线•X线治疗机和各类型加速器产生不同能量的X射线•各类加速器产生的电子束，质子束，中子束等••放射治疗方式•外照射（远距离照射）近距离照射内用同位素治疗•外照射常用的治疗机•普通X线机，60Co机和各类加速器高能电子束临床剂量学特点•射程与能量成正比•一定深度内剂量分布较均，超过一定深度后剂量迅速下降•骨、脂肪、肌肉对电子线吸收差别不显著•可用单野作浅表或偏心部位肿瘤的照射通常的X线机钴—60机加速器机型接触X线机（10—16KV）中浅层X线机（60—160KV）深部X线机（180—400KV）固定型旋转型电子感应加速器电子感应加速器电子感应加速器射线X线γ线X线、β线能量10—400KV3—4MV（1.25Mev）4—50Mev物理学皮肤量大,百分深度量小,半影小皮肤量小,百分深度量小,有半影皮肤量小,百分深度量量,半影小组织反应皮肤反应重,各类组织吸收差异明显各类组织吸收差异不明显,皮肤反应轻各类组织吸收差异不明显,皮肤反应轻(低能β线皮肤反应稍大)使用方面只能做等距治疗,结构相对简单,关机时无射线,防护相对简单可做等中心治疗结构相对复杂，关机时有射线，废钴源需妥善处理可做等中心治疗，关机时无射线，结构复杂，工作环境（水电,空调）要求高，成本昂贵,需专业人员维护、检测三、电磁辐射与物质相互作用•光电效应•康普顿效应•电子对效应四、电离辐射的生化效应•直接作用和间接作用•直接作用：有机自由基使DNA链断裂•间接作用：水分子电离产生的强自由基使DNA损伤细胞群在分次放疗中的一系列变化—4R•放射损伤的修复(repairofradiationdamage)•致死性损伤（LD）亚致死损伤（SLD）潜在致死损伤（PLD）•组织细胞的再增殖（repopulationofthetissue)•细胞周期的再分布（redistributionofcellincycle)•乏氧细胞的再氧合（reoxygenationofthehypoxiecell)正常细胞群及肿瘤细胞群分次照射后动力学改变示意D/D4268101214细胞生存活率1.00.50.20.020.005•分次放疗后正常组织和肿瘤组织的恢复及生长差异----放疗的简单基本原理•正常组织放疗后细胞增殖周期恢复较肿瘤细胞快•肿瘤组织的再增殖速度比不上正常组织为填补损伤而出现的加速增殖•肿瘤组织细胞群内生长比例较正常组织大，受照射损伤死亡较正常组织多，丢失比率大细胞组织的放射反应•细胞反应:胞核的放射敏感比胞质高100倍•(1)间期死亡;•(2)增殖死亡•放射线对正常组织的影响(受照面积越大反应越大)•(1)早反应组织•(2)晚反应组织•(3)正常耐受量:A,最小耐受量(TD5/5)B,最大耐受量(TD50/5)肿瘤的放射敏感性•(1)放射敏感肿瘤:淋巴类肿瘤,白血病,精源细胞瘤等•(2)中度敏感肿瘤：磷癌•(3)不敏感或敏感差的肿瘤:大多数腺癌影响生物放疗效应的主要因素•(1)放射敏感肿瘤:淋巴类肿瘤,白血病,精源细胞瘤等•(2)中度敏感肿瘤：鳞癌•(3)不敏感或敏感差的肿瘤:大多数腺癌肿瘤的放射敏感性•组织的活跃性和分化程度•Bergonie-Tribondeu定律(B-T定律):组织的放射敏感性与分裂活性成正比,与分化程度成反比。•与氧有关的因素氧固定假说临床上与氧有关的因素•照射剂量和照射剂量率•其他人为因素的影响射线的选择，分次照射时间的改变，放射防护剂，热疗等五、临床应用（一）放射治疗的适应证和禁忌证••适应证：凡是放射线能起适宜效应的疾患，即能达到根治目的或姑息目的者均可作放射治疗，放疗包括单纯放疗或放疗是综合治疗的一部分•根治性放疗：以达到消灭肿瘤远发和转移灶，又能给予不同肿瘤及靶区相应根治量为目的•姑息性放疗：对晚期病例，以抑制肿瘤生长，减轻痛苦，延长寿命，提高生存质量为目的•禁忌证：•晚期病人，严重贫血，恶液质•曾作过放疗，其皮肤或其它组织所受损伤已不容在作放疗者•外周血象过低，WBC3×109/L，HB＜60G/L，PLT＜80×109/L•有严重心脏病，肾脏病，糖尿病，肺结核或其他疾病可能随时死亡者，或可因照射而加重其他疾病而可能造成死亡之危险者•肿瘤侵犯已出现严重合并症：如肺癌伴大量胸水等（二）放射治疗的一般原则•明确诊断•重视首程放疗•充分采用综合治疗•靶区精确，计划符合临床剂量学四原则•进行必要的辅助治疗—脑瘤放疗前减压等（三）放射治疗的反应及处理•放射治疗反应•全身反应：厌食、恶心、呕吐、头痛和全身乏力，可出现于放•疗后一至数小时或1--2天•血象反应：照射范围、脾区、骨髓、照射剂量每周查血象，•WBC＞3×109/L，PLT＞80×109/L•局部反应：耐受量内一般可恢复•放射治疗的处理：预防为主，精心计划•放射性损伤：可为永久性损伤，尽量避免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医用电子直线加速器陀螺刀模拟定位机