臨床腫瘤學(xué)概論課件：腫瘤的放射治療

復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系FudanUniversityShanghaiCancerCenter腫瘤的放射治療中國過去30年的死亡原因及趨勢城市農(nóng)村2010年中國10大死亡原因分布2010年中國10大死亡原因分布NO.1NO.2癌癥治療的總體狀況52%-70%的患者需要接受放射治療RadiotherOncol2005;75:355–365Cancer2005;104:1129–1137放射治療(Radiotherapy;Radiationtherapy)

利用電離射線(IonizingBeam)治療疾病,特別是各類惡性腫瘤的臨床學(xué)科,故亦可稱放射腫瘤學(xué)-RadiationOncology

放射物理

放射生物 腫瘤放射治療學(xué) 臨床放療一、歷史回顧1895年Roentgen發(fā)現(xiàn)X線12/22/18951901年獲首屆諾貝爾物理獎1896年Becquerel發(fā)現(xiàn)鈾的放射性3/01/18961898年居里夫婦發(fā)現(xiàn)鐳Becquerel,Pierre&MarieCurie1903年諾貝爾物理獎M.Curie1911年諾貝爾化學(xué)獎I.Curie&F.Joliot1935年諾貝爾化學(xué)獎1896年第一例放射治療1920sX線治療喉癌鐳治療宮頸癌1930s

Courtard建立了分次放射治療的方法1950s

鈷-60治療惡性腫瘤1970s

CT應(yīng)用腫瘤診斷和治療加速器治療惡性腫瘤模擬定位機應(yīng)用1980s

MRI應(yīng)用腫瘤診斷和放射治療

放射治療計劃系統(tǒng)(TPS)應(yīng)用1990s

適形放射治療及調(diào)強放射治療(IMRT)

CT模擬機

二、放射物理學(xué)2.1射線的種類鈾鹽++++++––––––陰極陽極Becquerel試驗電磁輻射可認(rèn)為是帶有電性與磁性的能量波所有的電磁波以3×1010

厘米/秒的速度運行，但頻率和波長不同粒子輻射包括電子質(zhì)子α粒子中子負(fù)π-介子重離子帶電的粒子易于控制并可以產(chǎn)生對臨床有用的劑量分布粒子輻射光子射線X射線

射線

粒子射線

電子線(線)粒子中子負(fù)π介子質(zhì)子

線性能量傳遞(LET)單位軌跡上能量傳遞的水平

以10kev/um為標(biāo)準(zhǔn)低LET射線:X射線

射線 電子線高LET射線:中子

粒子 負(fù)π介子2.2放療的方式放射治療方式外照射，或稱遠(yuǎn)距離放射:放射源位于體外一定距離,集中照射某一處組織,是最常用的方式內(nèi)照射，或稱近距離放射：指放射源密閉后直接放在人體表面、自然腔道內(nèi)或組織內(nèi)前列腺癌的外照射與內(nèi)照射四野外照射后前I125粒子植入內(nèi)照射前列腺輪廓I125粒子12342.3放療設(shè)備與輔助設(shè)備放療治療設(shè)備X線治療機60鈷治療機直線加速器放療輔助設(shè)備模擬機CT、MRI等治療計劃系統(tǒng)X線治療機球管集線器油、水冷卻裝置X線治療機原理圖+_KVmA管電流燈絲電源電子打靶產(chǎn)生X線

60鈷治療機1951出現(xiàn)59Co經(jīng)熱中子轟擊產(chǎn)生60Co

射線能量為1.25Mev

半衰期5.27年鈷源運動鈷源運動照射

60鈷治療機電子加速管加速高能電子束偏轉(zhuǎn)磁鐵偏轉(zhuǎn)直接引出打靶電子線X線

直線加速器

直線加速器原理圖樣品圖

直線加速器治療病人放療輔助設(shè)備(1)

影像輔助設(shè)備電子計算機斷層掃描(CT) 核磁共振(MRI) 腫瘤的大小,侵潤范圍正電子發(fā)射斷層掃描(PET)

CT放療輔助設(shè)備(2)模擬機(Simulator)

傳統(tǒng)模擬機是一套能重復(fù)治療機的所有運動,并模擬治療機幾何條件的X線透視裝置在模擬的治療條件下,確定照射范圍可攝片留作資料

CT模擬機,可三維重建患者結(jié)構(gòu),并確定照射野

模擬機常規(guī)模擬機CT模擬機放療輔助設(shè)備(3)治療計劃系統(tǒng)(TPS)

利用數(shù)學(xué)模型,計算劑量分布的計算機系統(tǒng)幫助比較、確定合理的放療計劃逆向計劃系統(tǒng)可以按照給定條件優(yōu)化放療計劃治療計劃系統(tǒng)現(xiàn)代腫瘤放療流程圖計劃驗證圖像采集

計劃設(shè)計網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)控計劃實施2.4放療的劑量學(xué)概念x、射線光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)對電子效應(yīng)電離射線與物質(zhì)的相互作用電子線電離激發(fā)韌致輻射射線物理特性模式圖千伏X線線兆伏X線百分深度量501000 5 10 15 20兆伏電子線距體表深度(cm)皮膚保護(hù)臨床應(yīng)用中放射線選擇淺表腫瘤:低能X線或低能電子線治療頭頸部腫瘤：高能X線或射線胸腹部腫瘤:高能X射線有時聯(lián)合應(yīng)用不同種類或能量的射線,以改善劑量分布計量單位四種治療放射的計量單位:倫琴:照射量單位拉德或戈瑞:組織吸收劑量單位

1Gy=100cGy=100rad=1J/Kg居里:輻射物的活度單位雷姆:輻射防護(hù)單位，相當(dāng)于0.01焦耳/千克ICRU靶區(qū)的定義GTV:大體腫瘤區(qū),是檢查可見的腫瘤范圍CTV:臨床靶區(qū)=GTV+亞臨床病灶PTV:計劃靶區(qū)=CTV+安全邊界臨床劑量學(xué)的原則1.照射的腫瘤劑量準(zhǔn)確2.劑量分布均勻,或有目的地不均勻3.腫瘤區(qū)盡量高劑量照射,正常組織受量盡量降低4.保護(hù)重要臟器三、放射生物學(xué)放射物理放射生物

腫瘤放射治療學(xué)臨床放療放射治療物理手段生物效應(yīng)輻射作用的時相物理過程--能量吸收 電離和激發(fā)化學(xué)過程--自由基

損傷生物過程--細(xì)胞死亡(失去無限增殖的能力)

損傷的修復(fù)第二腫瘤3.1細(xì)胞水平的放射生物效應(yīng)射線作用的靶DNA射線引致DNA損傷射線作用的分類射線直接破壞DNA直接作用射線產(chǎn)生的自由基破壞DNA間接作用H+OH-受損傷細(xì)胞的轉(zhuǎn)歸凋亡分裂死亡分裂畸變不能分裂,但保持生理功能分裂一代或幾代 失去分裂能力沒有改變或改變很少亞致死性損傷：DNA單鏈斷裂后，細(xì)胞能修復(fù)放射損傷，即以另一條鏈為模板進(jìn)行修復(fù)，細(xì)胞得以生存致死性損傷：若產(chǎn)生DNA雙鏈斷裂，則細(xì)胞無能力修復(fù)放射損傷，細(xì)胞死亡亞致死性損傷致死性損傷修復(fù)環(huán)境條件不合適G0---靜止期G1---DNA合成前期S---DNA合成期G2---DNA合成后期M---有絲分裂期細(xì)胞周期G0、S期相對不敏感G1期相對敏感G2、M期敏感3.2組織水平的放射生物效應(yīng)放射生物學(xué)中的四個R放射損傷的修復(fù)(repair)細(xì)胞周期再分布(redistribution)再充氧(reoxygenation)再增殖(repopulation)放射損傷的修復(fù)亞致死性損傷的修復(fù)潛在致死性損傷的修復(fù)細(xì)胞周期的再分布細(xì)胞周期有不同的放射敏感性敏感細(xì)胞殺滅，不敏感細(xì)胞進(jìn)入敏感期再充氧乏氧細(xì)胞的放射敏感性較富氧細(xì)胞低2.5-3倍分次放射治療后，富氧細(xì)胞殺滅，乏氧細(xì)胞再充氧，放射敏感性增加血管氧濃度富氧乏氧壞死再增殖正常組織修復(fù)損傷、增殖腫瘤組織加速再增殖

--克服：加速超分割，加用化療等等增殖的腫瘤細(xì)胞放射線治療腫瘤的基本原理：腫瘤和正常組織在增殖和修復(fù)能力上的差異放射線治療腫瘤的基本原理：腫瘤和正常組織在增殖和修復(fù)能力上的差異單次放療分割放療生物等效劑量比較不同分割方案的生物效應(yīng)BED=D（1+d//）D為總劑量

d為分次劑量

為劑量效應(yīng)曲線的線性部分

為劑量效應(yīng)曲線的曲線部分生物等效劑量比較不同分割方案的生物效應(yīng)BED=D（1+d//）D為總劑量

d為分次劑量

為劑量效應(yīng)曲線的線性部分

為劑量效應(yīng)曲線的曲線部分3.3放射敏感性與

放射治愈性放射敏感性的概念

腫瘤細(xì)胞對放射線的反應(yīng)，包括腫瘤退縮的速度和程度包括腫瘤和正常組織對放射作用的相對反應(yīng)放射敏感性與腫瘤的增殖能力成正比，與細(xì)胞的分化程度成反比放射敏感性的分類高度敏感：精原細(xì)胞瘤、白血病、惡性淋巴瘤中度敏感：基底細(xì)胞癌、鱗狀細(xì)胞癌、非小細(xì)胞肺癌低度敏感：大部分腦瘤、軟組織腫瘤、骨肉瘤及惡性黑色素瘤放射敏感性與放射治愈性不存在明確的相關(guān)性放射敏感高的腫瘤往往分化程度低，惡性程度較高，容易發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，未必具有可治愈性喉鱗癌血管內(nèi)侵犯放射敏感性與放射治愈性遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移四、放療臨床放射治療分類根治性放療--患者可生存較長時間,且無嚴(yán)重的后遺癥姑息性放療--以解除病人痛苦，提高生存質(zhì)量為目的，如清潔潰瘍、解除疼痛或壓迫放射治療的實施步驟1.依據(jù)患者的病情、病期確定治療原則2.治療設(shè)計:包括確定靶區(qū)、周圍正常組織的耐受量,TPS設(shè)計治療計劃,制作體位固定裝置(如塑料面膜、真空墊等)3.模擬機下準(zhǔn)確定位,并攝模擬定位片4.在治療機下拍攝照射野片，與模擬機定位片相比較、核準(zhǔn)5.確定無誤后，執(zhí)行治療現(xiàn)代腫瘤放療流程圖計劃驗證圖像采集

計劃設(shè)計網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)控計劃實施體位固定裝置(塑料面膜)4.1根治性放療放射治療為首選根治療法1.顏面部皮膚癌2.鼻咽癌3.扁桃體癌、口咽癌顏面部皮膚癌放射治療即可控制病灶，又保持美容常規(guī)放療55-65Gy/5-7周基底細(xì)胞癌的預(yù)后要好于鱗癌，5年生存率可以達(dá)到80%-90%鼻咽的解剖顱面部中央周圍重要器官--腦、脊髓、眼睛鼻咽鼻咽口咽原發(fā)灶及頸部均行外照射常規(guī)放療60-70Gy/6-7周5年生存率：I期90%

II期70-80%

III期50%

IV期30%鼻咽癌的治療扁桃體癌、口咽癌由于解剖部位的特點，手術(shù)切除不徹底，放射治療效果較好常見的腫瘤類型有鱗狀細(xì)胞癌、惡性淋巴瘤、未分化癌等上皮來源的腫瘤，照射60-70Gy/30-35次/6-7周惡性淋巴瘤，需要化療與放射的綜合治療，放射治療為45Gy/22-23次/5周放射治療為主要治療口腔癌(除齒齦癌以外)喉癌精原細(xì)胞瘤乳癌Hodgkin氏淋巴瘤與非Hodgkin淋巴瘤宮頸癌食管癌肺癌口腔癌舌活動部癌：外照射加間質(zhì)插植放射治療既能獲得較好的療效，還能保留舌的功能同側(cè)的頸部淋巴結(jié)行頸部淋巴結(jié)清除術(shù)5年生存率可以達(dá)到90%喉癌早期聲門癌：5年生存率可在90%以上保留喉的發(fā)音功能復(fù)發(fā)可以手術(shù)補救中晚期--放療加手術(shù)精原細(xì)胞瘤睪丸腫瘤切除+高位精索結(jié)扎術(shù)后，行腹主動脈旁和髂血管旁淋巴區(qū)放射，25-30Gy/13-15次/3周I期病例生存率90%以上有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，如有縱隔、鎖骨上區(qū)轉(zhuǎn)移，除用全身化療外，局部放射治療仍有療效乳腺癌早期腫瘤--局部腫塊切除加術(shù)后放射治療及化療美容效果滿意率可達(dá)到75%以上，10年生存率和根治性手術(shù)相仿III期腫瘤--根治術(shù)術(shù)后放療，減少復(fù)發(fā)霍奇金氏病(Hodgkin’sDisease)大面積不規(guī)則野照射技術(shù)，早期患者10年生存率可以在80%以上患者在治療時年齡較小，生存時間長，須考慮到放射治療的后遺癥以及放射致癌的問題化療的地位上升，局部放射的劑量減少20-30Gy宮頸癌I、II期患者手術(shù)和放射治療都能得到滿意的效果，對較晚期的只能做放射治療外照射結(jié)合近距離放療，盆腔外照射40-50Gy，可使腫瘤退縮、感染好轉(zhuǎn)5年生存：I期90-100%，II期70-80%食管癌頸段上胸段中胸段下胸段食管氣管下胸段食管癌和賁門癌應(yīng)當(dāng)手術(shù)食管癌中胸段食管癌如病灶無外侵手術(shù)治療效果較好如因外侵等原因不能手術(shù),根治性放療有一定療效，但5年生存率較低,僅15-20%后程加速超分割放療，5年生存率可以達(dá)到30%以上食管癌肺癌常分為的非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)與小細(xì)胞肺癌(SCLC)僅約30%的非小細(xì)胞肺癌患者有手術(shù)機會SCLCNSCLC肺癌

NSCLC的放射治療,早期因醫(yī)學(xué)原因不能手術(shù)者可行立體定向放療，局部晚期的標(biāo)準(zhǔn)治療為同步化放療

SCLC極易遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,以綜合治療(化療+放療)為主,除胸腔照射外,還應(yīng)行腦預(yù)防性放療4.2姑息性放療姑息性放射治療

(PalliativeRT)對象:無法治愈的晚期癌癥患者目的:緩解癥狀,如止痛、止血、清潔 潰瘍，改善生活質(zhì)量要點:不因治療而增加痛苦

不是簡單的推遲死亡,而是延長

有意義的生命

ToCure— SometimesToRelieve— OftenToComfort— Always姑息性放療的常見指征顱內(nèi)轉(zhuǎn)移(腦水腫)食管阻塞尿道/陰道出血骨轉(zhuǎn)移(預(yù)防病理性骨折、截癱、止痛)

五.放射副反應(yīng)1896Drury描述放射性皮膚壞死1901 Becquerel&Curie放射性皮膚損傷

1903 第一起訴訟

1916 第一例文獻(xiàn)記載死亡放射副反應(yīng)全身反應(yīng)：惡心、嘔吐、乏力、食欲下降局部反應(yīng)：因照射的部位而異急性損傷：放射治療開始三個月內(nèi)發(fā)生后期損傷：放射治療開始三個月后發(fā)生最常見的是放射性皮膚反應(yīng)：紅斑、色素沉著和干性脫皮，濕性脫皮深部X線的皮膚反應(yīng)重，高能射線的皮膚反應(yīng)則較輕放射副反應(yīng)臨床表現(xiàn)多類似炎癥：如粘膜炎、食管炎、腸炎等，但事實上并非感染對癥處理，必要時暫停放療嚴(yán)重的副反應(yīng)，如放射性截癱，必須避免LeopoldFreund多毛痣治療70年后歷史上首位放療患者的隨訪纖維化背部內(nèi)凹脫皮潰瘍六.手術(shù)、放療、化療綜合治療手術(shù)放療化療

術(shù)前術(shù)中術(shù)后放療與化療

新輔助化療

同期放化療輔助化療三大療法的輔助

中醫(yī)中藥生物治療

綜合治療的常用方式4.1放療與手術(shù)的綜合治療1)術(shù)前放射Pre-operativeRT2)術(shù)中放射IntraoperativeRT3)術(shù)后放射Post-operativeRT術(shù)前放射的優(yōu)點殺滅亞臨床病灶，縮小手術(shù)范圍使原發(fā)腫瘤縮小,減少粘連,降低手術(shù)難度，提高切除率，包括無法切除 能夠切除減輕病人的癥狀，增加病人戰(zhàn)勝疾病的信心降低腫瘤細(xì)胞的活力，從而減少腫瘤種植及醫(yī)源性播散術(shù)前放射的缺點如放療與手術(shù)間隔過長，術(shù)后病理診斷的準(zhǔn)確性(如細(xì)胞分化程度)可能受影響腫瘤最初的侵犯范圍在放療后較難確定可能影響分期的準(zhǔn)確性部分病人傷口的愈合延遲增加了一定的費用術(shù)前放射的應(yīng)用劑量一般是根治劑量的2/3，間隔4周手術(shù)有時(如直腸癌)給予1-2次大劑量分割照射，1-2周內(nèi)手術(shù)食管癌、肺癌、直腸癌及胰腺癌都可行術(shù)前放射術(shù)中放射治療為避開小腸等放射耐受性差的組織或臟器，利用術(shù)中直視的機會，推開這些組織，用電子線對殘存腫瘤、瘤床進(jìn)行單次大劑量照射胃癌、胰腺癌等應(yīng)用較多術(shù)中放療專用加速器術(shù)后放射治療目的：殺滅術(shù)后亞臨床灶和殘留的腫瘤細(xì)胞優(yōu)點：部位明確術(shù)后腫瘤的負(fù)荷減輕腫瘤細(xì)胞的氧合較好術(shù)后放療的指征1）手術(shù)切緣有癌細(xì)胞殘留2）手術(shù)切緣距離腫瘤太近3）有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移而手術(shù)不能清除干凈，行淋巴引流區(qū)照射4）對腫瘤行姑息性切除，局部有殘留術(shù)后放療的應(yīng)用放療時機：傷口愈合后開始劑量：接近根治劑量指征：常規(guī)術(shù)后放療 ---腦腫瘤、精原細(xì)胞瘤 選擇性術(shù)后放療 ---乳癌、肺癌、直腸癌等4.2放、化療綜合治療1）新輔助化療(誘導(dǎo)化療)

Neoadjuvant(Introductive)CT2）同期放化療ConcomitantCT3）輔助化療AdjuvantCT提高腫瘤局部控制率降低遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率提高生存率保留器官的功能放、化療綜合治療的目的生物學(xué)基礎(chǔ)防止抵抗治療的腫瘤克隆出現(xiàn)空間結(jié)合增加腫瘤的治療效應(yīng)降低放射劑量抑制再增殖減少放療的毒性放、化療綜合治療單一治療腫瘤細(xì)胞群普遍存在異質(zhì)性細(xì)胞增殖中不斷發(fā)生畸變殘留細(xì)胞具有抵抗性敏感細(xì)胞優(yōu)先殺滅抵抗治療的克隆亞群增加增殖中畸變細(xì)胞減少殘留的抵抗細(xì)胞減少/消失敏感細(xì)胞分別殺滅抵抗治療的克隆亞群減少/消失放療+化療防止抵抗治療的腫瘤克隆出現(xiàn)放療:局部治療局域治療化療:全身治療空間結(jié)合新輔助化療即(放療、手術(shù))局部治療前給予化療主要優(yōu)點是:1)腫瘤血供完整，藥物可以達(dá)到最大的腫瘤殺滅效應(yīng)2)病人較容易接受主要缺點是:可能延誤放療的進(jìn)行

常應(yīng)用于進(jìn)展期(AdvancedStage)頭頸部腫瘤、乳癌、肺癌等減少遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移；可能增加生存率新輔助化療的應(yīng)用同期放化療主要優(yōu)點是：由于化療藥物對放射的增敏或超相加作用，抑制了損傷修復(fù)，以及細(xì)胞周期的再分布

同期放化療的療效較好主要缺點是：急性反應(yīng)明顯高于其它放、化療綜合治療方式同期放化療的應(yīng)用

進(jìn)展期頭頸部腫瘤、肺癌和IB-IIB子宮頸癌患者的生存率

喉癌、肛門癌患者的器官保存概率輔助化療優(yōu)點：可能降低遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移而提高生存率缺點：病人的依從性差應(yīng)用：有高度遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移可能的腫瘤晚期腫瘤初治療效不理想的腫瘤手術(shù)+放療+化療的綜合治療放療:局部+局域治療(Local-regional)化療:全身治療(Systemic)手術(shù):局部治療(Local)進(jìn)展期直腸癌胃癌 橫紋肌乳癌 肉瘤綜合治療Σ各種治療方式