肿瘤放射治疗ppt课件.ppt

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1、肿瘤放射治疗肿瘤放射治疗川北医学院附属医院 马晓洁放射治疗发展的重大历史事件放射治疗发展的重大历史事件1.1895年伦琴发现X射线。2.1898年居里夫妇发现镭。3.1902年线用于治疗皮肤癌。4.1902年研制出庞大的200KV级线治疗机，开始“深部线治疗”时代。5.1924年Failla首倡用含有氡气的金属永久性植入肿瘤区，开始了正规的近距离治疗。6.1950年开始用重水型核反应堆获得大量的人工放射性60Co源，促成了远距离60Co治疗机大批问世。7.1954年美加州大学实验室进行了世界上第一例直线加速器治疗。放 射 诊 断 学(d ia g n o s tic ra d io lo g

2、y )放 射 治 疗 学(th e ra p e u tic ra d io lo g y )核 医 学(n u c le a r m e d ic in e )放 射 学ra d io lo g y临 床 肿 瘤 学 放 射 物 理 学 放 射 生 物 学 放 射 技 术 学放 射 肿 瘤 学什么人需要放疗？什么人需要放疗？放疗哪里？放疗哪里？生物效应？生物效应？如何实现？如何实现？使用什么设备、射线？使用什么设备、射线？将带来什么效果？副作用？将带来什么效果？副作用？生物生物物理物理技术技术临床临床临床临床临床临床放射物理学电离辐射电离辐射粒子辐射粒子辐射电磁辐射电磁辐射辐射类型辐射类型X

3、线线线线电子电子中子中子质子质子负负介子介子重粒子重粒子放射源放射源LET类型类型加速器加速器X线治疗机线治疗机加速器加速器放射性同位素放射性同位素治疗设备治疗设备照射方式照射方式高高LET射线射线低低LET射线射线远距离治疗远距离治疗近距离治疗近距离治疗远距离治疗远距离治疗放射物理放射物理放射物理学放射物理学放射物理学放射物理学放射物理学入射光子把能量部分传给外层电子，使其成为反冲电子，而光子以较低能量改变射程方向这是电离辐射在放射治疗的主要吸收方式放射物理学放射物理学光子与原子核的电荷作用变成正负电子，尤当光子能量10MeV时成为主要效应放射物理学放射物理学放射物理学放射物理学高高LETL

4、ET射线与低射线与低LETLET射线的不同射线的不同：1.1.形成电离吸收峰形成电离吸收峰Bragg peak;Bragg peak;2.2.相对生物效应大，对相对生物效应大，对含氧状态依赖小，利含氧状态依赖小，利于杀伤乏氧细胞；于杀伤乏氧细胞；3.3.细胞周期不同时相放细胞周期不同时相放射敏感性差异小；射敏感性差异小；4.4.主要为致死性损伤。主要为致死性损伤。放射物理学放射物理学放射物理学放射物理学放射物理学放射物理学放射物理学放射物理学普通X线机（浅、中、深层）Co-60 机6MV15MV照射剂量：照射剂量：单位为戈瑞（Gary, Gy） 1Gy：1kg物质吸收J能量 1Gy=100cG

5、y剂量率剂量率 ：单位时间内照射的剂量称为剂量率,目前常用外照射剂量率在100-1000cGy/min内，生物效应差别不大放射生物学放射生物学 剂量学原则剂量学原则 肿瘤剂量要肿瘤剂量要准确准确，照射野要对准靶区，照射野要对准靶区 靶区剂量要靶区剂量要均匀均匀 射野设计要尽量提高肿瘤剂量及减少照射区射野设计要尽量提高肿瘤剂量及减少照射区正常组织剂量（正常组织剂量（优化优化） 保护肿瘤周围重要脏器，至少不使其受超量保护肿瘤周围重要脏器，至少不使其受超量照射（照射（重要器官的保护重要器官的保护）Cancer Center SUMS放射物理学放射物理学电子束深度剂量曲线常规面颈联合野常规面颈联合野能

6、能 量：量：6MV大大 小：小：1414cm参考点：射野中心参考点：射野中心剂剂 量：量：200cGy最大剂量：最大剂量：271cGy最大剂量点：皮下最大剂量点：皮下1.5cm180cGy剂量线未能包全对侧隐窝剂量线未能包全对侧隐窝同侧颞颌关节完全受到同侧颞颌关节完全受到240cGy照射照射放射生物学放射生物学10-16秒10-5秒数秒至数小时数分至数小时数小时至数年能量吸收分子的电离和激发（直接作用）（间接作用） 生物高分子变化生理效应生化损伤突变亚显微损伤可见损伤远期效应机体死亡细胞死亡放射生物学放射生物学DNA自由基自由基放射线放射线DNA损伤损伤DNA生物大分子生物大分子放射线放射线水

7、分子水分子直接作直接作用用间接作间接作用用氢氧自由基氢氧自由基间接作用间接作用直接作用直接作用放射生物学放射生物学放射生物学放射生物学放射生物学放射生物学放射生物学放射生物学RBE=产生同样生物效应的另一种射线剂量LET变化时OER和RBE的改变放射生物学放射生物学G2SG1MG0细胞放射损伤的修复细胞放射损伤的修复（repair of radiation danmage） 一般将细胞的放射损伤概况为一般将细胞的放射损伤概况为3种类型种类型 亚致死损伤（sublethal damage）：指受照射之后，细胞指受照射之后，细胞的部分靶而不是所有靶内所累积的电离事件，通常指的部分靶而不是所有靶内所

8、累积的电离事件，通常指DNADNA的单的单链断裂。它是一种可修复的放射损伤，对细胞死亡影响不大，链断裂。它是一种可修复的放射损伤，对细胞死亡影响不大，但亚致死损伤的修复会增加细胞存活率。但亚致死损伤的修复会增加细胞存活率。 潜在致死损伤（potential lethal damage）：指正常状指正常状态下应当在照射后死亡的细胞，若在照射后置于适当条件下由态下应当在照射后死亡的细胞，若在照射后置于适当条件下由于损伤的修复又可存活的现象。于损伤的修复又可存活的现象。 致死损伤（lethal damage）：指收照射后细胞完全丧失指收照射后细胞完全丧失了分裂繁殖能力，是一种不可修复、不可逆和不能弥

9、补的损伤了分裂繁殖能力，是一种不可修复、不可逆和不能弥补的损伤 周期内细胞的再分布周期内细胞的再分布（redistribution with the cell cycle） 大量的研究表明：大量的研究表明：S S期细胞放射抗拒，期细胞放射抗拒，G2G2、MM期细胞放期细胞放射敏感，其原因可能是射敏感，其原因可能是G2G2期细胞在分裂前没有充足的时期细胞在分裂前没有充足的时间修复放射损伤。间修复放射损伤。 哺乳动物细胞在增殖周期内不同期的细胞有不同的放射哺乳动物细胞在增殖周期内不同期的细胞有不同的放射敏感性，分割放疗将会使最敏感的细胞选择性地明显减少，敏感性，分割放疗将会使最敏感的细胞选择性地明

10、显减少，而留下较大比例的对放射相对抗拒的细胞。而留下较大比例的对放射相对抗拒的细胞。 氧效应及乏氧细胞的现再氧合氧效应及乏氧细胞的现再氧合（oxygen effect and reoxygenation） 氧效应：细胞对电离辐射的效应依赖于氧的存在，人们把氧在细胞对电离辐射的效应依赖于氧的存在，人们把氧在放射线和生物体相互作用中所起的影响称为氧效应。放射线和生物体相互作用中所起的影响称为氧效应。 肿瘤乏氧：实体瘤的生长需要不断地诱导血供，这个过程称实体瘤的生长需要不断地诱导血供，这个过程称之为血管生成。新形成的血供是原始性的，不能满足生长中肿之为血管生成。新形成的血供是原始性的，不能满足生长中

11、肿瘤的需要，因此造成营养不良和供氧不足区域。瘤的需要，因此造成营养不良和供氧不足区域。 乏氧细胞的再氧合：一般肿瘤内乏氧细胞比例约为一般肿瘤内乏氧细胞比例约为15%15%20%20%。一次照射后肿瘤细胞群中乏氧细胞比例增加，可高达一次照射后肿瘤细胞群中乏氧细胞比例增加，可高达100%100%。经。经过一段间隔时间后，由于瘤体缩小，耗氧减少以及血管供应改过一段间隔时间后，由于瘤体缩小，耗氧减少以及血管供应改善，乏氧细胞逐渐再氧合。善，乏氧细胞逐渐再氧合。再群体化（再群体化（repopulation） 照射可启动肿瘤内存活的克隆源细胞，使之比照射以前照射可启动肿瘤内存活的克隆源细胞，使之比照射以前

12、分裂的更快，这称之为加速再群体化分裂的更快，这称之为加速再群体化 放射治疗期间存活的克隆源性细胞的再群体化是造成早放射治疗期间存活的克隆源性细胞的再群体化是造成早反应组织、晚反应组织及肿瘤之间效应差别的重要因素。反应组织、晚反应组织及肿瘤之间效应差别的重要因素。在常规放疗期间，大部分早反应组织有一定程度的快速再在常规放疗期间，大部分早反应组织有一定程度的快速再群体化；晚反应组织由于其生物学特性一般认为疗程中不群体化；晚反应组织由于其生物学特性一般认为疗程中不再发生再群体化。再发生再群体化。 如果放疗疗程过长、疗程后期的分次剂量效应将由于肿如果放疗疗程过长、疗程后期的分次剂量效应将由于肿瘤内存活

13、干细胞已被启动进入快速再群体化而受到损害。瘤内存活干细胞已被启动进入快速再群体化而受到损害。 放射生物学放射生物学放射生物学放射生物学放疗原则：以较小的分割剂量、在尽可能短的总疗放疗原则：以较小的分割剂量、在尽可能短的总疗 程内给予一定的总剂量程内给予一定的总剂量。放射生物学放射生物学放射生物学放射生物学放射生物学放射生物学细胞损伤细胞损伤损伤损伤突变突变致死性损伤致死性损伤/死亡死亡亚致死性损伤亚致死性损伤增殖性死亡增殖性死亡辐射诱发癌辐射诱发癌一定时间内修复一定时间内修复潜在致死性损伤潜在致死性损伤适宜环境下修复适宜环境下修复间期死亡间期死亡正常组织早反应组织晚反应组织分类分类定义定义举例

14、举例修复方式修复方式调整策略调整策略快更新的组织慢更新基本无更新降低总剂量降低分割剂量放射治疗的临床应用放射治疗的临床应用模模拟拟机机体位固定体位固定局部治疗手段局部治疗手段剂量限制性毒性剂量限制性毒性放射治疗放射治疗放射性损伤放射性损伤限制了高剂量限制了高剂量局部控制问题局部控制问题不解决远处转移不解决远处转移诊断明确诊断明确注重首程治疗注重首程治疗给予最佳治疗方案给予最佳治疗方案综合治疗综合治疗放疗计划符合放疗计划符合剂量学四原则剂量学四原则适当辅助治疗适当辅助治疗特特 点点缺缺 点点治疗原则治疗原则疗效确切疗效确切应用广泛（应用广泛（2/3）计划执行计划执行计划验证计划验证计划设计计划设

15、计体位固定体位固定模模拟拟机机体位固定体位固定计划执行计划执行计划验证计划验证计划设计计划设计体位固定体位固定计划执行计划执行计划验证计划验证计划设计计划设计体位固定体位固定靶区靶区照射野照射野靶区剂量靶区剂量正常组织剂量正常组织剂量CTVGTVPTV体表体表画线不能精确定位画线不能精确定位体内的肿瘤位置及形状体内的肿瘤位置及形状规则形规则形的射野的射野/ /挡块难挡块难以适应不规则的肿瘤形以适应不规则的肿瘤形状状以以X X线成像线成像为基础的定位方法不为基础的定位方法不能精确能精确CT/MRCT/MR检测的病灶范围检测的病灶范围铅铅挡挡块块靶区靶区照射野照射野靶区剂量靶区剂量正常组织剂量正常

16、组织剂量提高肿瘤剂量提高肿瘤剂量降低正常组织受量降低正常组织受量90%90%以上的剂量以上的剂量重要器官耐受量重要器官耐受量肿瘤区域的低剂量肿瘤区域的低剂量90%105%105%靶区定义及定位虽然准确靶区定义及定位虽然准确但但常规射野常规射野仍不符合仍不符合剂量学剂量学要要求求肿瘤区域的低剂量肿瘤区域的低剂量90%105%105%100100尽量提高治疗区内剂量尽量提高治疗区内剂量及降低照射区正常组织及降低照射区正常组织剂量剂量治疗的肿瘤区域内，要治疗的肿瘤区域内，要达到达到90以上的剂量分以上的剂量分布布常规设野常规设野三维设野三维设野三维适形放疗仍不能使部分三维适形放疗仍不能使部分重要器官

17、在安全耐受范围内重要器官在安全耐受范围内调强放射治疗有利于调强放射治疗有利于“C C”形靶区后的正常组织保护形靶区后的正常组织保护计划执行计划执行计划验证计划验证计划设计计划设计体位固定体位固定计划执行计划执行计划验证计划验证计划设计计划设计体位固定体位固定现代放射治疗新进展现代放射治疗新进展多个圆形小野三维多弧非公面集束分次照射以使剂量分布与靶区形状一致。射波刀成像的反思维，通过调节剂量，剂量三维分布与靶区适形。容积调强减少减少PTV四维放疗四维放疗IGRTCone beam CT4D-CT呼吸门控呼吸门控靶向作用于射线损伤靶向作用于射线损伤DNA的修复，影响的修复，影响细胞周期调控，凋亡，

18、以及增殖等转导信细胞周期调控，凋亡，以及增殖等转导信号通路，放射增敏。号通路，放射增敏。运用蛋白组学技术探求与肿瘤放射敏感性运用蛋白组学技术探求与肿瘤放射敏感性相关蛋白。相关蛋白。随着肿瘤干细胞生物学的进步，靶向作用随着肿瘤干细胞生物学的进步，靶向作用于肿瘤干细胞，放射增敏。于肿瘤干细胞，放射增敏。肿瘤放射生物学研究热点肿瘤放射生物学研究热点物理适形放疗物理适形放疗生物适形放疗生物适形放疗多维性适形放疗多维性适形放疗Multidimensional ConformalRadiotherapy21 世纪未来的放疗？世纪未来的放疗？ C.Clifton Ling et al. IJRO GTVPTVHypoxia PET (F-miso)Tumor Growth PET (IUDR)Tumor Burden MRI MRS (choline/citrate)FunctionalTarget VolumesGTVPTV功能性生物靶体积功能性生物靶体积 BTV基因显像PET/CTMRSPET/CT FusionDont miss