放射腫瘤學(xué)課件

放射腫瘤學(xué)

RadiationOncology一

放射腫瘤學(xué)簡史1885.12.28德國維爾茲堡大學(xué)威廉?

康拉?倫琴教授

X射線的發(fā)現(xiàn)

1896.1.16拍射人類第一張X光片開創(chuàng)放射診斷學(xué)

1897.維也納利奧波克醫(yī)生治愈一例良性發(fā)痣

開創(chuàng)X線療法

1902.成功治療一例患皮膚癌的女患者一位X線管技師右手誘發(fā)放射性皮膚癌被迫截肢

1913.美國制造庫利奇熱陰極管獲得可控的X射線輸出

1920.200KV級X射線治療機誕生

1922.法國巴黎會議里高得醫(yī)生報告一組喉癌患者的治療結(jié)果確立放射治療在臨床腫瘤學(xué)中的地位

1932.在臨床實踐累積的基礎(chǔ)上庫塔醫(yī)生提出傳統(tǒng)的時

間—劑量分割照射方式

1950.重水型核反應(yīng)堆熱中子轟擊Co59獲得放射性同位素Co601951.加拿大第一臺Co60遠距離治療機問世(1.25MVγ射線)1930.美國物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明電子回旋加速器1842.柯斯特研制成功20MV電子感應(yīng)加速器1951.加速器應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域進入超高壓(4—18MVX射線)

治療階段1953.英國哈默?史密斯醫(yī)院安裝行波電子直線家速器1968.美國制造駐波型電子直線加速器1953.美國海恩克提出后裝技術(shù)更新擴展了近距離治療的應(yīng)用1959.建立三維適形放射治療概念1965.英國回旋加速器產(chǎn)生的快中子用于治療頭頸部腫瘤二放射治療學(xué)在現(xiàn)代腫瘤綜合治療中的位置1.惡性腫瘤的分布及態(tài)勢

衛(wèi)生部<中國衛(wèi)生統(tǒng)計提要>

40個城市、80個縣、覆蓋一億人口抽樣調(diào)查

城市居民首位死亡原因

―1975呼吸系統(tǒng)疾病

1975—腦血管疾病

1985—心臟病

1990—

惡性腫瘤衛(wèi)生部中國人口90’死因構(gòu)成

呼吸系疾病22.79%

惡性腫瘤

17.94%

心血管疾病16.89%

損傷和中毒10.97%

心臟病8.73%

從70’到

90’癌癥死亡率上升11.6%2001年我國人口前5位死亡原因

城市惡性腫瘤農(nóng)村呼吸系疾病腦血管病惡性腫瘤心臟病腦血管病呼吸系疾病心臟病損傷和中毒損傷和中毒

1990—92

衛(wèi)生部全國惡性腫瘤死亡調(diào)查

27個省、區(qū)，74個城市，185個農(nóng)村抽樣調(diào)查

城市前

5

位惡性腫瘤死亡排序

肺癌24.43%

肝癌17.32%

胃癌17.27%

食道癌8.55%

結(jié)直腸癌6.20%世界惡性腫瘤的發(fā)病率

50—370/10

萬?年相當(dāng)于1—4/1000

人?年1985年腫瘤新病人數(shù)（萬）死亡病例數(shù)（萬）世界

760

450

中國

160

120

發(fā)達國家365萬（11.74億）發(fā)展國家395萬（36.76億）2000年世界1010620

中國190150

WHO

世界癌癥總體發(fā)病的上升趨勢總體年遞增率3%

其中胃癌10.5%

肺癌10.4%

結(jié)直腸癌9.0%

子宮癌7.3%

口腔咽喉癌6.0%

中國惡性腫瘤的發(fā)病率及死亡率

（1985衛(wèi)生部1/10萬?年）總計男性女性性別比發(fā)病率（143）

149.40137.801.09

死亡率108.28134.9180.041.692.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院常見惡性腫瘤的綜合治療5

年生存率乳腺癌76.11%

食道癌41.60%

肺癌37.77%

鼻咽癌69.93%

胃癌54.81%

賁門癌28.29%

結(jié)腸癌69.33%

直腸癌66.12%

肝癌40.58%

宮頸癌67.55%

惡性淋巴瘤54.59%

主要惡性腫瘤的綜合

5

年生存率年代病例數(shù)

5

年生存率

1958—19682128835.91%

1969—19792540441.27%

1980—19881550052.79%3.放射治療是覆蓋面更大的有效的局部控制手段

腫瘤治療失敗死亡析因

局部及區(qū)域病變29%

局部及遠位轉(zhuǎn)移39%

遠位轉(zhuǎn)移32%

腫瘤治療后的局部失敗和遠位轉(zhuǎn)移

遠位轉(zhuǎn)移（%）病種病例數(shù)局部控制局部失敗乳腺癌Ⅰ—Ⅱ

11759—1220—36肺癌T1–3N070817—2467—90頭頸部癌Ⅰ—Ⅳ98663—2917—41前列腺癌A2–C293624—4144—77婦科腫瘤Ⅰ—Ⅳ34914—3046—90直腸癌B1–C33063—3250—93軟組織肉瘤Ⅰ—Ⅳ82825—4756—71

WHO1998年報告目前45%的惡性腫瘤可獲治愈貢獻構(gòu)成外科22

%

放射18%

化療5%

北京、上海、廣州、杭州腫瘤醫(yī)院的統(tǒng)計資料顯示

65—75%

的惡性腫瘤患者在其整體治療的不同階段需要接受

放射治療

在

100例門診接受的肺癌患者中轉(zhuǎn)歸顯示

50

例可確定實施開胸手術(shù)其中

30例實施根治性切除術(shù)

20例僅實施姑息性切除術(shù)或僅為探查術(shù)術(shù)前放療可使約35%

不能手術(shù)的患者

重獲手術(shù)切除可能4.我國放射腫瘤學(xué)概況

擁有放射治療設(shè)置的醫(yī)療單位

1986年264(×1.7)1994年369(×1.2)1997年453放射治療設(shè)備的擁有量

198619941997深部X線機239194179Co-60治療機224304381直線加速器71164286近距離治療機78217282模擬機100170332治療計劃系統(tǒng)4575177劑量儀180215302從事放射治療的醫(yī)務(wù)工作者

198619941997

醫(yī)師171527643440

物理師180423

護士106223613094

技術(shù)員141022122245新病人150萬/年現(xiàn)癥惡性腫瘤病人240萬按60%計，需接受放療144萬每臺加速器或Co-60治療機收治500例/年現(xiàn)有的667臺設(shè)備可治療33.35萬患者僅占需治療的22%WHO建議加速器的人口擁有量2~3臺/百萬

美國8.2

北京3.02

法國4.0

上海1.84

英國3.4

天津1.07

中國0.24

(包括Co-60治療機,0.56）三、放射腫瘤學(xué)的知識構(gòu)成

臨床腫瘤學(xué)放射物理學(xué)放射生物學(xué)臨床放射治療設(shè)計哺乳動物的輻射致死劑量3~6Gy人類全身照射的致死劑量7Gy

相當(dāng)于能量傳輸0.0026~53焦耳/克組織對于70kg的人體相當(dāng)于傳輸100卡熱量可使體溫上升0.002oC四、輻射生物效應(yīng)原理及放射腫瘤學(xué)基本原則1.射線高能粒子在生物體穿射經(jīng)跡上的能量沉積造成細胞關(guān)鍵靶的損傷效應(yīng)

直接作用：射線線子或次級電子直接造成靶原子的電離或激發(fā)，導(dǎo)致生物學(xué)改變。

間接作用：射線粒子或次級電子與另一原子或分子相互作用，產(chǎn)生自由基，間接損傷一定擴散距離內(nèi)的細胞靶，導(dǎo)致生物學(xué)改變。2.細胞核DNA雙鏈斷裂是輻射引起各種生物效應(yīng)最基本的損傷

▲

攜帶遺傳信息的核DNA分子的完整性是細胞正常增殖所必須

▲DNA雙鏈斷裂是輻射所致最關(guān)鍵的損傷

▲

細胞所發(fā)生且未能修復(fù)的DNA雙鏈斷裂均數(shù)與輻射生物效應(yīng)的嚴(yán)重程度成正比3.臨床分次、連續(xù)照射的生物學(xué)依據(jù)傳統(tǒng)的時間—劑量分割方式每周治療5次每天一次，(休息兩天)

每次照射200cGy(2Gy)

連續(xù)5~7周，完成療程放射劑量單位

1Gy(Gray戈瑞）=1焦耳/千克（J·kg-1)1Gy=100cGy分割照射所誘導(dǎo)的細胞群體的對應(yīng)性生物反應(yīng)過程：

4個R

亞致死損傷的修復(fù)(RepairofSLD)

再增殖(Repopulation)

周期時相的再分布(Redistributionwithinthecellcycle)

腫瘤乏氧細胞的再氧合(Reoxygenation)分次治療利用正常組織與腫瘤組織上述反應(yīng)過程的不同，從而殺滅腫瘤細胞而使正常組織得以恢復(fù)

A.腫瘤細胞群體受到的損傷較正常組織為嚴(yán)重，修復(fù)機制殘缺；

B.正常組織自穩(wěn)調(diào)控系統(tǒng)啟動的增殖加速快于腫瘤組織；

C.正常組織照射后細胞增殖周期的恢復(fù)較腫瘤組織為快。4.貫穿于放射腫瘤學(xué)科研和臨床治療的兩項基本原則最大限度地提高腫瘤局部控制劑量，消滅腫瘤細胞，同時最大限度地保護周圍正常組織和鄰近重要器官。

在不造成正常組織嚴(yán)重晚期損傷的前提下，盡可能提高腫瘤的局部控制劑量。在不造成正常組織嚴(yán)重急性放射反應(yīng)的前提下，盡量保持療效而縮短總治療時間。五、放射治療設(shè)備及治療方式1.放射線

Linearenergytranslation

低LET射線：單位線性長度上的能量轉(zhuǎn)換

~100KeV/μm

普通X線（X線治療機）：淺層X線60~160KV；深部X線180~400KVCo60γ線（Co60治療機）：平均能量1.25MeV

（1.17MeV，1.33MeV）高能X線（加速器）：4~22MeVX

高能電子束（加速器）：3~25MeVE

高LET射線：LET>100KeV/μm

快中子（加速器）>14MeV（P→Be）具生物學(xué)優(yōu)勢質(zhì)子束（加速器）：200MeV布拉格峰分布負(fù)π介子（加速器）：P→Be,C,65MeV,星分布重粒子束（加速器）：He、C、N、O、Ne等，單核能量需1000MeV

高LET射線特點

A、生物效應(yīng)對細胞的生物周期依賴性較小

B、生物效應(yīng)對細胞的氧合狀態(tài)依賴性較小

C、導(dǎo)致細胞的亞致死性損傷修復(fù)更為困難

D、質(zhì)子束與負(fù)π介子具有良好的物理劑量分布

2.放射治療設(shè)備

X線治療機電子能量（MeV）的轉(zhuǎn)化效率低，2%產(chǎn)生X

線，98%轉(zhuǎn)化為熱能；特征輻射和韌致輻射，后者為連續(xù)能譜，需除低能射線；

能量低（<400KV）深度量低；易于散射，劑量分布差；光電吸收占優(yōu)勢，因而骨吸收劑量遠高于軟組織。Co60治療機

穿透力強（1.25MeV），百分深度量高，劑量分布較均勻；

劑量建成效應(yīng)（0.5cm）使皮膚得到保護（build-upregion）；康普頓吸收占優(yōu)勢，骨和軟組織具同等吸收劑量；角分布銳利，旁向散射小，保護射野邊緣外正常組織；存在幾何半影、穿射半影及散射半影問題（penumbra）；

半衰期5.27年，平均月衰變1%，需劑量學(xué)的測定校正。加速器

Linearaccelerator電子感應(yīng)加速器（渦旋電場加速）能量高（25MeV），電子束能量可調(diào)、輸出量大；

X線輸出量相對為低（0.2Gy/min），照射野相應(yīng)受到限制（20cm×20cm）技術(shù)簡單、成本低；體積大，安裝困難，

趨于淘汰。電子直線加速器（微波電場加速）適宜臨床需要的能譜，X線4~18MeV；E束4~20MeV；

X線和電子束均有足夠的輸出量，照射野相應(yīng)擴大（40cm×40cm）采用偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，等中心安裝；市場主流；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護困難，成本昂貴。電子回旋加速器（微波激勵的超高頻電場加速）能量高（~50MeV)，輸出量更優(yōu)，能量可調(diào)范圍大；束流傳輸性能好，可單機多病人同時治療；結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低；具感應(yīng)加速器的低價位、直線加速器高輸出的優(yōu)點；發(fā)展趨向。近距離放射治療設(shè)備后裝治療機After-loadingset三維適形放射治療設(shè)備螺旋CT、加速器、多葉光柵準(zhǔn)直器、三維立體治療計劃系統(tǒng)；3.放射治療方式

體外遠距離照射

Teletherapy

基礎(chǔ)和主流的常規(guī)外照射（EBRT，externalbeamradiationtherapy）；全身（TBI）或半身（HBI）照射；立體定向（放射外科）放射治療（SRS，stereotacticradiosurgery；

Gamma-knife）；三維適形（3DCRT）和強調(diào)（IMRT）放射治療；

3dimensionalconformalradiationtherapyintensitymodulatedradiationtherapy

近距離放射治療

Brachytherapy

腔內(nèi)或管內(nèi)照射intracavitary/transluminalradiation

組織間照射interstitialradiation

術(shù)中植管術(shù)后照射組織插植后裝照射放射性粒子永久植入permanentimplants

模治療（模板或膠膜貼敷治療）moldtechnique

開放性同位素治療

NonsealedRadionuclidetherapy4.放射治療的輔助設(shè)施

影像學(xué)對于放射治療的重要意義

CT（1971,1976）、MRI（1973,1983）、

PET（1975,1990）;

放射治療計劃系統(tǒng)（TPS）

模擬定位機，加速器實時顯象系統(tǒng)(Simulator)

輔助擺位及體位固定裝置模室工作CT在放射治療中的應(yīng)用

1.確定身體輪廓及體內(nèi)臟器部位;2.精確劃定腫瘤病灶的范圍;3.明確敏感器官位置并預(yù)防護;4.照射范圍內(nèi)組織不均一性的校正計算;5.三維適形放療影像立體重建的基礎(chǔ)。

CT對放射治療體積的校正報告者年例校正率

Tafts19777545%Mallincrkrodt19784520%Brizel19797230%MGH19797736%RoyalMarsden198028926%

總計55830%六.綜合治療整體中的放射治療

1.單純放射治療

2.放射治療和綜合治療降低發(fā)病率和死亡率，提高生存率的途徑：大規(guī)模預(yù)防、早期診斷、綜合治療合理序貫的綜合治療是現(xiàn)代腫瘤治療學(xué)的大趨勢

術(shù)前放療使不能手術(shù)的病人有可能重獲手術(shù)切除的機會；使腫瘤縮小，局部情況改善，術(shù)手范圍趨于縮小；消滅微小癌巢及亞臨床病灶；降低腫瘤細胞活力，減少局部種植和遠地轉(zhuǎn)移幾率；更好保存術(shù)后功能，并不增加手術(shù)困難及術(shù)后