1、腫瘤放射治療腫瘤放射治療川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 馬曉潔放射治療發(fā)展的重大歷史事件放射治療發(fā)展的重大歷史事件1.1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線。2.1898年居里夫婦發(fā)現(xiàn)鐳。3.1902年線用于治療皮膚癌。4.1902年研制出龐大的200KV級(jí)線治療機(jī)，開始“深部線治療”時(shí)代。5.1924年Failla首倡用含有氡氣的金屬永久性植入腫瘤區(qū)，開始了正規(guī)的近距離治療。6.1950年開始用重水型核反應(yīng)堆獲得大量的人工放射性60Co源，促成了遠(yuǎn)距離60Co治療機(jī)大批問(wèn)世。7.1954年美加州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了世界上第一例直線加速器治療。放 射 診 斷 學(xué)(d ia g n o s tic ra d io lo g

2、y )放 射 治 療 學(xué)(th e ra p e u tic ra d io lo g y )核 醫(yī) 學(xué)(n u c le a r m e d ic in e )放 射 學(xué)ra d io lo g y臨 床 腫 瘤 學(xué) 放 射 物 理 學(xué) 放 射 生 物 學(xué) 放 射 技 術(shù) 學(xué)放 射 腫 瘤 學(xué)什么人需要放療？什么人需要放療？放療哪里？放療哪里？生物效應(yīng)？生物效應(yīng)？如何實(shí)現(xiàn)？如何實(shí)現(xiàn)？使用什么設(shè)備、射線？使用什么設(shè)備、射線？將帶來(lái)什么效果？副作用？將帶來(lái)什么效果？副作用？生物生物物理物理技術(shù)技術(shù)臨床臨床臨床臨床臨床臨床放射物理學(xué)電離輻射電離輻射粒子輻射粒子輻射電磁輻射電磁輻射輻射類型輻射類型X

3、線線線線電子電子中子中子質(zhì)子質(zhì)子負(fù)負(fù)介子介子重粒子重粒子放射源放射源LET類型類型加速器加速器X線治療機(jī)線治療機(jī)加速器加速器放射性同位素放射性同位素治療設(shè)備治療設(shè)備照射方式照射方式高高LET射線射線低低LET射線射線遠(yuǎn)距離治療遠(yuǎn)距離治療近距離治療近距離治療遠(yuǎn)距離治療遠(yuǎn)距離治療放射物理放射物理放射物理學(xué)放射物理學(xué)放射物理學(xué)放射物理學(xué)放射物理學(xué)入射光子把能量部分傳給外層電子，使其成為反沖電子，而光子以較低能量改變射程方向這是電離輻射在放射治療的主要吸收方式放射物理學(xué)放射物理學(xué)光子與原子核的電荷作用變成正負(fù)電子，尤當(dāng)光子能量10MeV時(shí)成為主要效應(yīng)放射物理學(xué)放射物理學(xué)放射物理學(xué)放射物理學(xué)高高LETL

4、ET射線與低射線與低LETLET射線的不同射線的不同：1.1.形成電離吸收峰形成電離吸收峰Bragg peak;Bragg peak;2.2.相對(duì)生物效應(yīng)大，對(duì)相對(duì)生物效應(yīng)大，對(duì)含氧狀態(tài)依賴小，利含氧狀態(tài)依賴小，利于殺傷乏氧細(xì)胞；于殺傷乏氧細(xì)胞；3.3.細(xì)胞周期不同時(shí)相放細(xì)胞周期不同時(shí)相放射敏感性差異??；射敏感性差異?。?.4.主要為致死性損傷。主要為致死性損傷。放射物理學(xué)放射物理學(xué)放射物理學(xué)放射物理學(xué)放射物理學(xué)放射物理學(xué)放射物理學(xué)放射物理學(xué)普通X線機(jī)（淺、中、深層）Co-60 機(jī)6MV15MV照射劑量：照射劑量：?jiǎn)挝粸楦耆穑℅ary, Gy） 1Gy：1kg物質(zhì)吸收J(rèn)能量 1Gy=100cG

5、y劑量率劑量率 ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)照射的劑量稱為劑量率,目前常用外照射劑量率在100-1000cGy/min內(nèi)，生物效應(yīng)差別不大放射生物學(xué)放射生物學(xué) 劑量學(xué)原則劑量學(xué)原則 腫瘤劑量要腫瘤劑量要準(zhǔn)確準(zhǔn)確，照射野要對(duì)準(zhǔn)靶區(qū)，照射野要對(duì)準(zhǔn)靶區(qū) 靶區(qū)劑量要靶區(qū)劑量要均勻均勻 射野設(shè)計(jì)要盡量提高腫瘤劑量及減少照射區(qū)射野設(shè)計(jì)要盡量提高腫瘤劑量及減少照射區(qū)正常組織劑量（正常組織劑量（優(yōu)化優(yōu)化） 保護(hù)腫瘤周圍重要臟器，至少不使其受超量保護(hù)腫瘤周圍重要臟器，至少不使其受超量照射（照射（重要器官的保護(hù)重要器官的保護(hù)）Cancer Center SUMS放射物理學(xué)放射物理學(xué)電子束深度劑量曲線常規(guī)面頸聯(lián)合野常規(guī)面頸聯(lián)合野能

6、能 量：量：6MV大大 ?。盒。?414cm參考點(diǎn)：射野中心參考點(diǎn)：射野中心劑劑 量：量：200cGy最大劑量：最大劑量：271cGy最大劑量點(diǎn)：皮下最大劑量點(diǎn)：皮下1.5cm180cGy劑量線未能包全對(duì)側(cè)隱窩劑量線未能包全對(duì)側(cè)隱窩同側(cè)顳頜關(guān)節(jié)完全受到同側(cè)顳頜關(guān)節(jié)完全受到240cGy照射照射放射生物學(xué)放射生物學(xué)10-16秒10-5秒數(shù)秒至數(shù)小時(shí)數(shù)分至數(shù)小時(shí)數(shù)小時(shí)至數(shù)年能量吸收分子的電離和激發(fā)（直接作用）（間接作用） 生物高分子變化生理效應(yīng)生化損傷突變亞顯微損傷可見(jiàn)損傷遠(yuǎn)期效應(yīng)機(jī)體死亡細(xì)胞死亡放射生物學(xué)放射生物學(xué)DNA自由基自由基放射線放射線DNA損傷損傷DNA生物大分子生物大分子放射線放射線水

7、分子水分子直接作直接作用用間接作間接作用用氫氧自由基氫氧自由基間接作用間接作用直接作用直接作用放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)RBE=產(chǎn)生同樣生物效應(yīng)的另一種射線劑量LET變化時(shí)OER和RBE的改變放射生物學(xué)放射生物學(xué)G2SG1MG0細(xì)胞放射損傷的修復(fù)細(xì)胞放射損傷的修復(fù)（repair of radiation danmage） 一般將細(xì)胞的放射損傷概況為一般將細(xì)胞的放射損傷概況為3種類型種類型 亞致死損傷（sublethal damage）：指受照射之后，細(xì)胞指受照射之后，細(xì)胞的部分靶而不是所有靶內(nèi)所累積的電離事件，通常指的部分靶而不是所有靶內(nèi)所

8、累積的電離事件，通常指DNADNA的單的單鏈斷裂。它是一種可修復(fù)的放射損傷，對(duì)細(xì)胞死亡影響不大，鏈斷裂。它是一種可修復(fù)的放射損傷，對(duì)細(xì)胞死亡影響不大，但亞致死損傷的修復(fù)會(huì)增加細(xì)胞存活率。但亞致死損傷的修復(fù)會(huì)增加細(xì)胞存活率。 潛在致死損傷（potential lethal damage）：指正常狀指正常狀態(tài)下應(yīng)當(dāng)在照射后死亡的細(xì)胞，若在照射后置于適當(dāng)條件下由態(tài)下應(yīng)當(dāng)在照射后死亡的細(xì)胞，若在照射后置于適當(dāng)條件下由于損傷的修復(fù)又可存活的現(xiàn)象。于損傷的修復(fù)又可存活的現(xiàn)象。 致死損傷（lethal damage）：指收照射后細(xì)胞完全喪失指收照射后細(xì)胞完全喪失了分裂繁殖能力，是一種不可修復(fù)、不可逆和不能彌

9、補(bǔ)的損傷了分裂繁殖能力，是一種不可修復(fù)、不可逆和不能彌補(bǔ)的損傷 周期內(nèi)細(xì)胞的再分布周期內(nèi)細(xì)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期細(xì)胞放射抗拒，期細(xì)胞放射抗拒，G2G2、MM期細(xì)胞放期細(xì)胞放射敏感，其原因可能是射敏感，其原因可能是G2G2期細(xì)胞在分裂前沒(méi)有充足的時(shí)期細(xì)胞在分裂前沒(méi)有充足的時(shí)間修復(fù)放射損傷。間修復(fù)放射損傷。 哺乳動(dòng)物細(xì)胞在增殖周期內(nèi)不同期的細(xì)胞有不同的放射哺乳動(dòng)物細(xì)胞在增殖周期內(nèi)不同期的細(xì)胞有不同的放射敏感性，分割放療將會(huì)使最敏感的細(xì)胞選擇性地明顯減少，敏感性，分割放療將會(huì)使最敏感的細(xì)胞選擇性地明

10、顯減少，而留下較大比例的對(duì)放射相對(duì)抗拒的細(xì)胞。而留下較大比例的對(duì)放射相對(duì)抗拒的細(xì)胞。 氧效應(yīng)及乏氧細(xì)胞的現(xiàn)再氧合氧效應(yīng)及乏氧細(xì)胞的現(xiàn)再氧合（oxygen effect and reoxygenation） 氧效應(yīng)：細(xì)胞對(duì)電離輻射的效應(yīng)依賴于氧的存在，人們把氧在細(xì)胞對(duì)電離輻射的效應(yīng)依賴于氧的存在，人們把氧在放射線和生物體相互作用中所起的影響稱為氧效應(yīng)。放射線和生物體相互作用中所起的影響稱為氧效應(yīng)。 腫瘤乏氧：實(shí)體瘤的生長(zhǎng)需要不斷地誘導(dǎo)血供，這個(gè)過(guò)程稱實(shí)體瘤的生長(zhǎng)需要不斷地誘導(dǎo)血供，這個(gè)過(guò)程稱之為血管生成。新形成的血供是原始性的，不能滿足生長(zhǎng)中腫之為血管生成。新形成的血供是原始性的，不能滿足生長(zhǎng)中

11、腫瘤的需要，因此造成營(yíng)養(yǎng)不良和供氧不足區(qū)域。瘤的需要，因此造成營(yíng)養(yǎng)不良和供氧不足區(qū)域。 乏氧細(xì)胞的再氧合：一般腫瘤內(nèi)乏氧細(xì)胞比例約為一般腫瘤內(nèi)乏氧細(xì)胞比例約為15%15%20%20%。一次照射后腫瘤細(xì)胞群中乏氧細(xì)胞比例增加，可高達(dá)一次照射后腫瘤細(xì)胞群中乏氧細(xì)胞比例增加，可高達(dá)100%100%。經(jīng)。經(jīng)過(guò)一段間隔時(shí)間后，由于瘤體縮小，耗氧減少以及血管供應(yīng)改過(guò)一段間隔時(shí)間后，由于瘤體縮小，耗氧減少以及血管供應(yīng)改善，乏氧細(xì)胞逐漸再氧合。善，乏氧細(xì)胞逐漸再氧合。再群體化（再群體化（repopulation） 照射可啟動(dòng)腫瘤內(nèi)存活的克隆源細(xì)胞，使之比照射以前照射可啟動(dòng)腫瘤內(nèi)存活的克隆源細(xì)胞，使之比照射以前

12、分裂的更快，這稱之為加速再群體化分裂的更快，這稱之為加速再群體化 放射治療期間存活的克隆源性細(xì)胞的再群體化是造成早放射治療期間存活的克隆源性細(xì)胞的再群體化是造成早反應(yīng)組織、晚反應(yīng)組織及腫瘤之間效應(yīng)差別的重要因素。反應(yīng)組織、晚反應(yīng)組織及腫瘤之間效應(yīng)差別的重要因素。在常規(guī)放療期間，大部分早反應(yīng)組織有一定程度的快速再在常規(guī)放療期間，大部分早反應(yīng)組織有一定程度的快速再群體化；晚反應(yīng)組織由于其生物學(xué)特性一般認(rèn)為療程中不群體化；晚反應(yīng)組織由于其生物學(xué)特性一般認(rèn)為療程中不再發(fā)生再群體化。再發(fā)生再群體化。 如果放療療程過(guò)長(zhǎng)、療程后期的分次劑量效應(yīng)將由于腫如果放療療程過(guò)長(zhǎng)、療程后期的分次劑量效應(yīng)將由于腫瘤內(nèi)存活

13、干細(xì)胞已被啟動(dòng)進(jìn)入快速再群體化而受到損害。瘤內(nèi)存活干細(xì)胞已被啟動(dòng)進(jìn)入快速再群體化而受到損害。 放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)放療原則：以較小的分割劑量、在盡可能短的總療放療原則：以較小的分割劑量、在盡可能短的總療 程內(nèi)給予一定的總劑量程內(nèi)給予一定的總劑量。放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)放射生物學(xué)細(xì)胞損傷細(xì)胞損傷損傷損傷突變突變致死性損傷致死性損傷/死亡死亡亞致死性損傷亞致死性損傷增殖性死亡增殖性死亡輻射誘發(fā)癌輻射誘發(fā)癌一定時(shí)間內(nèi)修復(fù)一定時(shí)間內(nèi)修復(fù)潛在致死性損傷潛在致死性損傷適宜環(huán)境下修復(fù)適宜環(huán)境下修復(fù)間期死亡間期死亡正常組織早反應(yīng)組織晚反應(yīng)組織分類分類定義定義舉例

14、舉例修復(fù)方式修復(fù)方式調(diào)整策略調(diào)整策略快更新的組織慢更新基本無(wú)更新降低總劑量降低分割劑量放射治療的臨床應(yīng)用放射治療的臨床應(yīng)用模模擬擬機(jī)機(jī)體位固定體位固定局部治療手段局部治療手段劑量限制性毒性劑量限制性毒性放射治療放射治療放射性損傷放射性損傷限制了高劑量限制了高劑量局部控制問(wèn)題局部控制問(wèn)題不解決遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移不解決遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移診斷明確診斷明確注重首程治療注重首程治療給予最佳治療方案給予最佳治療方案綜合治療綜合治療放療計(jì)劃符合放療計(jì)劃符合劑量學(xué)四原則劑量學(xué)四原則適當(dāng)輔助治療適當(dāng)輔助治療特特 點(diǎn)點(diǎn)缺缺 點(diǎn)點(diǎn)治療原則治療原則療效確切療效確切應(yīng)用廣泛（應(yīng)用廣泛（2/3）計(jì)劃執(zhí)行計(jì)劃執(zhí)行計(jì)劃驗(yàn)證計(jì)劃驗(yàn)證計(jì)劃設(shè)計(jì)計(jì)劃設(shè)

15、計(jì)體位固定體位固定模模擬擬機(jī)機(jī)體位固定體位固定計(jì)劃執(zhí)行計(jì)劃執(zhí)行計(jì)劃驗(yàn)證計(jì)劃驗(yàn)證計(jì)劃設(shè)計(jì)計(jì)劃設(shè)計(jì)體位固定體位固定計(jì)劃執(zhí)行計(jì)劃執(zhí)行計(jì)劃驗(yàn)證計(jì)劃驗(yàn)證計(jì)劃設(shè)計(jì)計(jì)劃設(shè)計(jì)體位固定體位固定靶區(qū)靶區(qū)照射野照射野靶區(qū)劑量靶區(qū)劑量正常組織劑量正常組織劑量CTVGTVPTV體表體表畫線不能精確定位畫線不能精確定位體內(nèi)的腫瘤位置及形狀體內(nèi)的腫瘤位置及形狀規(guī)則形規(guī)則形的射野的射野/ /擋塊難擋塊難以適應(yīng)不規(guī)則的腫瘤形以適應(yīng)不規(guī)則的腫瘤形狀狀以以X X線成像線成像為基礎(chǔ)的定位方法不為基礎(chǔ)的定位方法不能精確能精確CT/MRCT/MR檢測(cè)的病灶范圍檢測(cè)的病灶范圍鉛鉛擋擋塊塊靶區(qū)靶區(qū)照射野照射野靶區(qū)劑量靶區(qū)劑量正常組織劑量正常

16、組織劑量提高腫瘤劑量提高腫瘤劑量降低正常組織受量降低正常組織受量90%90%以上的劑量以上的劑量重要器官耐受量重要器官耐受量腫瘤區(qū)域的低劑量腫瘤區(qū)域的低劑量90%105%105%靶區(qū)定義及定位雖然準(zhǔn)確靶區(qū)定義及定位雖然準(zhǔn)確但但常規(guī)射野常規(guī)射野仍不符合仍不符合劑量學(xué)劑量學(xué)要要求求腫瘤區(qū)域的低劑量腫瘤區(qū)域的低劑量90%105%105%100100盡量提高治療區(qū)內(nèi)劑量盡量提高治療區(qū)內(nèi)劑量及降低照射區(qū)正常組織及降低照射區(qū)正常組織劑量劑量治療的腫瘤區(qū)域內(nèi)，要治療的腫瘤區(qū)域內(nèi)，要達(dá)到達(dá)到90以上的劑量分以上的劑量分布布常規(guī)設(shè)野常規(guī)設(shè)野三維設(shè)野三維設(shè)野三維適形放療仍不能使部分三維適形放療仍不能使部分重要器官

17、在安全耐受范圍內(nèi)重要器官在安全耐受范圍內(nèi)調(diào)強(qiáng)放射治療有利于調(diào)強(qiáng)放射治療有利于“C C”形靶區(qū)后的正常組織保護(hù)形靶區(qū)后的正常組織保護(hù)計(jì)劃執(zhí)行計(jì)劃執(zhí)行計(jì)劃驗(yàn)證計(jì)劃驗(yàn)證計(jì)劃設(shè)計(jì)計(jì)劃設(shè)計(jì)體位固定體位固定計(jì)劃執(zhí)行計(jì)劃執(zhí)行計(jì)劃驗(yàn)證計(jì)劃驗(yàn)證計(jì)劃設(shè)計(jì)計(jì)劃設(shè)計(jì)體位固定體位固定現(xiàn)代放射治療新進(jìn)展現(xiàn)代放射治療新進(jìn)展多個(gè)圓形小野三維多弧非公面集束分次照射以使劑量分布與靶區(qū)形狀一致。射波刀成像的反思維，通過(guò)調(diào)節(jié)劑量，劑量三維分布與靶區(qū)適形。容積調(diào)強(qiáng)減少減少PTV四維放療四維放療IGRTCone beam CT4D-CT呼吸門控呼吸門控靶向作用于射線損傷靶向作用于射線損傷DNA的修復(fù)，影響的修復(fù)，影響細(xì)胞周期調(diào)控，凋亡，以及增殖等轉(zhuǎn)導(dǎo)信細(xì)胞周期調(diào)控，凋亡，以及增殖等轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)通路，放射增敏。號(hào)通路，放射增敏。運(yùn)用蛋白組學(xué)技術(shù)探求與腫瘤放射敏感性運(yùn)用蛋白組學(xué)技術(shù)探求與腫瘤放射敏感性相關(guān)蛋白。相關(guān)蛋白。隨著腫瘤干細(xì)胞生物學(xué)的進(jìn)步，靶向作用隨著腫瘤干細(xì)胞生物學(xué)的進(jìn)步，靶向作用于腫瘤干細(xì)胞，放射增敏。于腫瘤干細(xì)胞，放射增敏。腫瘤放射生物學(xué)研究熱點(diǎn)腫瘤放射生物學(xué)研究熱點(diǎn)物理適形放療物理適形放療生物適形放