放射治疗技术简介

1895年德国物理学家伦琴发现放射线居里夫妇1898年分离出放射同位素镭1896年1月第一张X光片放射的历史：1895年伦琴发现了X射线；1896年贝克勒尔发现了铀矿的放射性；1898年居里夫妇发现了镭；1899年利用放射线治疗了第一例病人；1910年226Ra用于近距离治疗；1913年Coolidge研制了X线管；1922年生产了200KV深部X线机；同年Coutard和Hautant在巴黎召开的国际肿瘤大会上报告了放射治疗可以治愈晚期喉癌，且无严重的合并症；1934年Coutard发明了分割照射，一直沿用至今；1935年澳大利亚成立了全球第一个放射肿瘤学会；放疗的历史：放射治疗在初期经历了艰难的历程，20世纪30年代建立了物理剂量-伦琴（r）；50年代加拿大制造了60Co远距离治疗机，同时放射治疗逐渐形成了独立的学科；60年代生产电子直线加速器；70年代建立了镭疗的巴黎系统；80年代发展了现代近距离治疗；90年代开展了立体定向放射外科、三维适形放射治疗、调强放射治疗等。00，影像引导下调强、生物调强等。目前，中子、质子、碳离子等增加肿瘤靶区放射剂量，提高肿瘤局部控制率。降低肿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。我国放疗的发展：1920年—协和医院第一台深部X线治疗机1923年—上海法国医院200KV深层X线治疗机，协和500mg镭及氡发生器1927年—协和医院聘用美籍物理师1932年—北大附属医院放射治疗科1949年—北京、上海、广州、沈阳等5家医院有放疗设备1986年—中华放射肿瘤学会成立，出版了《中华放射肿瘤学杂志》，264家，4679人（医师1715人）、71台加速器、钴60机224台2001年—715家、14131人（5113人医师）、542台加速器、454台钴机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%的肿瘤病人需要接受放射治疗。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，达到杀死肿瘤细胞的目的。随着计算机技术、医学影像技术和图像处理技术的不断发展。放射治疗设备不断开发和更新。放射治疗新技术，如立体定向放射治疗、三维适形放疗、调强放疗、图像引导放疗以及质子治疗技术不断发展完善。放射治疗设备的发展由多个钴放射源排列成半球形,每一个放射源发射出的γ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“γ刀”。这种技术不用开刀，却通过一次或少数几次治疗达到了开刀切除肿瘤的效果。主要用于颅内3cm的、规则的病变。特点：采用加速器产生的X线进行同中心的多个照射野区，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”。多角度照射1.剂量均匀2.对正常组织保护非共面照射可选择的能量多深度剂量高可以做普通放疗、三维适形放疗、调强放疗、容积放疗等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γ刀广。可用于大多数的病变。普通放疗是在适形放疗之前主要的治疗方式，它是二维放疗，定位简单，费用低，但是设野难以跟肿瘤形状一致，周围正常组织受照量大，反应重。普通放疗不能准确评价各个部位的受照剂量，可能会出现靶区欠量的情况，影响治疗效果，现在多用于锁骨上区、皮肤、骨转移等简单设野的治疗。三维适形放疗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）首先提出了适形治疗(conformaltherapy)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。利用多叶光栅或适形挡铅技术、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。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，提高肿瘤的局部控制率。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，是放射治疗的重要方法之一。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IntensityModulationConformalRadiationTherapy,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行调整。瑞典放射物理学家Brahme教授首先提出了调强的概念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行照射。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15％～20％的正常组织，同时可增加20％～40％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跨入了新时代。IGRT是一种四维放射治疗技术，它在三维放疗技术的基础上加入了时间因数的概念，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，在患者进行治疗过程中利用影像设备对肿瘤及正常器官进行实时监控，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精确治疗。被动呼吸门控ABC(ActiveBreathingCoordinator呼吸引导门控DIBH(Deep-InspirationBreathHold)TomoTherapyTomo可以同时治疗任何形态、任意大小、任意数量、任意部位的肿瘤。尤其适合全脑全脊髓照射，可以从头到脚无接缝地照射。在超长、超大照射野的治疗上Tomo放疗有明显的优势。治疗效果更好，时间更短。Tomo放疗设备也非常昂贵，患者治疗花费高。由于采用旋转治疗在肺癌治疗中会造成肺的低剂量受照区域非常高，医生物理师在审核制作放疗计划时要特别注意。射波刀Cybernife射波刀（赛博刀）是一种加载在万向旋转机械臂上的小型加速器。它不仅可以进行多角度照射，更重要的是它在专门的呼吸监控和治疗引导的帮助下，治疗精准度更高，误差更小。由于机械精度非常高，它可以帮助医生安全地做大剂量、低分次的治疗。因为使用的是微型加速器，所以照射范围比较小。射波刀的精确度使得医生可以安全地使用大剂量照射，周边健康组织受到的损伤更小，患者一般只需要1到5次即可完成治疗。适应症和不足：射波刀在肿瘤类型、肿瘤大小上有很多限制，一般对于4cm以下的肿瘤，高度规则的，容积较小的肿瘤治疗效果比较好。但是人体是活动的，由于心脏及肺的运动，尤其心脏的跳动使得这些“刀”的定位很难达到既能完全覆盖又不损伤心脏肺的目的。不能照射大病灶。对于存在多发转移情况的患者，如果采用射波刀治疗，一次只能治疗一个病灶部位，时间长，费用较高。小结：从发现x线，随着科技的进步，发明了各种各样的放疗机，伽马刀、直线加速器、TOMO、Cyberknife等。也伴随了新的技术出现，普通放疗、3D-CRT、IMRT、IGRT等一些治疗方法。到目前为止，光子技术发展相对成熟完善，各种技术也为质子技术的产生和发展打下良好的基础。什么是质子？质子有什么优势？质子放射治疗技术（protonradiationtherapy）质子极其微小，一百万亿个质子加在一起相当于一厘米，质子是由氢原子在加速器中加速获得1946年Wilson提出质子治疗建议；1954年在美国Berkeley，Tobias进行了世界上第一例质子治疗；在1990年美国LOMALINDA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CONFORMA3000（OPTIVUS公司生产）；从50年代至今，全世界共用质子治疗装置治疗了3~4万名患者，一般治疗效果达到95%以上，五年存活率高达80%。然而4万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......山东淄博万杰医院质子治疗中心投资方：山东岜山集团（万杰集团演变而来）投资金额：5000万美元以上（官网披露）医疗背景：山东淄博万杰肿瘤医院投入使用时间：2004年12月启用，中途曾停业，2015年重新启用设备：IBA上海质子重离子医院投资方：上海申康医院发展中心（上海市国资委关联机构）投资金额：25亿元人民币/4.15亿美元（媒体披露）医疗背景：复旦大学附属肿瘤医院（三甲）所属投入使用时间：2015年5月设备：西门子（售出上海设备后就停产了质子和重离子设备）加速器：同步加速器治疗室：4个治疗室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机会极低，当到达癌细胞的特定部位时，速度突然降低并停止，释放最大能量（产生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，用质子治疗则显示出了其巨大的优越性。双散射束流扩展发磁铁摆动扩展法铅笔细束扫描扩展发点扫描扩展发穿透性能强：质子束以高能高速进入人体，穿透力强。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。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精确范围最大杀伤。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。特点：谢谢!