立体定向放射治疗学-王宏伟.ppt

立体定向放射 治疗学 主讲人: 王宏伟 内蒙古医学院附属医院放疗科 一、概 述 1、概念 立体定向放射治疗学 是放射肿瘤学的重要组 成部分，是以先进的影像学及计算机技术为基础 ，研究采用立体照射技术，使高剂量射线在三维 方向上的分布形状与病变组织一致，从而达到提 高治疗效果，减少并发症的临床学科。立体放射 治疗技术是放射治疗学的一项重大变革，使放射 治疗进入了精确适形放疗时代，已经成为今后放 射治疗的主流和发展趋势，是一种与常规放疗截 然不同的治疗手段。 立体放射治疗学主要包括两部分内容： 立体定向放射外科 （stereotactic radio surgery , SRS) 立体定向放射治疗 (stereotactic radiotherapy, SRT) 是以立体定向技术为基础的两个意义不同 的概念。 立体定向放射外科(SRS)：是指将高能放 射线一次性聚焦于头颅某一局限靶区而靶区 外组织受量很轻微,从而形成边缘整齐的坏死 灶,形如刀割一样。该技术经过近40年的发展 ，已成为现代神经外科学，现代放射肿瘤学 的一个成熟、重要的分支。特点：一次大剂 量，主要应用于颅内，适合于较小的良性病 变。 立体定向放射治疗（SRT）：是在立体 定向放射外科技术的基础上发展起来的， 是目前被广泛采用的精确放射治疗技术， 与SRS相比同样都是三维治疗，但与SRS 单次大剂量不同的是，SRT是分次照射， 所以适合于相对较大病变，适应症更广， 可对头颅以外的其他部位进行治疗。特点 为：多次小剂量，多适用于较大的恶性病 变。 刀的效果图 一、概 述 2、发展过程: 立体定向放射外科的概念是由瑞典神经外科eksell教授 在年代初提出来的，并于年设计出了世界上 第一台伽玛刀。 年eksell设计出第二代伽玛刀，由个 放射源组成，属静态伽玛刀 年瑞典urge设计了第三代伽玛刀，应用了计算 机技术 年由美国和意大利人发明了刀，扩大了治疗适 应症 年由我们国家深圳澳沃公司研制出了旋转式伽玛 刀，并投入临床使用由个组成 第一代伽玛刀 1967年Leksell在Stockholm生产的第一代 伽玛刀，共179个钴源，产生盘状坏死灶， 当时主要用于功能性神经外科，首例病人 为颅咽管瘤，石膏模固定 第二代伽玛刀 1970年Leksell在Stockholm第二代伽玛刀 ，201源，产生类球状灶，用于治疗颅底肿 瘤及血管畸形 第三代C型伽玛刀 1984年Bunge在Buenos Aires研制出第三 代刀（瑞典医科达公司生产），配有4种头 盔，应用范围广 OUR-XGD型旋转式头部伽玛刀 上个世纪90 年代,在中 国深圳生产出澳沃旋 转式伽玛刀，利用30 个源与4种准直器配合 同轴旋转产生无数源 的效果，产生的损毁 灶为球形，并顺利通 过了FDA、MDA认证 。 在此基础上还于1998 生产出体部伽玛刀， 并成功应用于临床。 二、立体定向放射治疗设备 伽玛刀：瑞典静止型伽玛刀个钴源 我国生产的旋转式伽玛刀个 钴源 特点： 钴为放射源，逐日衰减，需定期换源，半 衰期为5年多，设备及维护费用大，有一定的环 境污染。 适用范围小，适合小病变，定位精度高，一次 性大剂量治疗，疗效确切 操作简便，日常维护省时省力 二、立体定向放射治疗设备 刀：使用直线加速器并安装准直系统， 称为刀。 特点： 设备简单，使用加速器产生放射 源，设备费用相对便宜。 应用范围广泛 可分次治疗 操作复杂，日常保养维护费时。 精确度较伽玛刀差，适合较大的恶性病变 二、立体定向放射治疗设备 重粒子束:包括质子离子等射线，这类射线 穿透力强，能量高，射线性能好，非常适 合于肿瘤放射治疗。但庞大的设备，昂贵 的造价及惊人的维修费用，使其难于普及 。目前世界上只有几台，多处于科研实验 中，临床应用很少。 伽玛刀的设备组成 主机 源体、准直系统（4mm、8mm、14mm、18mm)、屏 蔽系统、放射源 立体定向系统 Leksell式定位头架、定位头盔、影像标志物、定位标 尺 电气控制系统和治疗计划系统 电气控制系统、治疗监控系统 治疗计划系统：图象输入系统、扫描仪、工作站、微 机和打印机 计划软件（TPS） X刀的设备组成 立体定向系统 治疗计划系统 系列准直器10-45mm 摆位框架等 三、立体定向放射外科的 放射物理及放射生物学基础 放射物理学基础： 放射治疗的原则：安全有效 放射治疗的目标：提高放射治疗的增益比 也就是说要把放射线最大程度地集中于靶区内，有效杀灭 肿瘤，同时要最大限度地减少射线对周围正常组织器官的 损害，保证安全。 立体定向放射外科正是遵循这样的原则，使高剂量的射线 在三维方向上的分布与病灶一致，并且病灶内剂量分布均 匀，病灶外剂量锐减，大大提高了增益比，从而提高了疗 效，减少了并发症。 立体定向放射外科是利用病变组织和正常组织所接受的不 同的照射剂量达到治疗目的的，而常规放射治疗是利用病 变组织和正常组织对放射线的敏感性不同达到治疗目的的 。 X（r）-刀剂量学特点 1、剂量分布集中 2、靶区周边剂量分布不均匀 3、靶区周边正常组织受量很少 EBI、SRT和SRS治疗方法比较 EBI SRT (X-刀） SRS（r-刀 ） 病变体积 任何体积 小于5cm 小于cm 病变部位 任何部位 任何部位 颅内 剂量分次 常规分次 低分次 单次 照射野 固定野 多个非共面多弧 锥形聚焦 精确性 差 精确 精确度高 锋利性 较好 好 重复性 可重复 不重复 治疗计 划 二维 三维 三维 治疗时间 疗程长（周） 较长 （周） 疗程短小 时 安全性 并发症相对较 多 安全性高 安全性高 购置费用 低 高 很高 日常维护 较烦琐 烦琐 简单 操作难易度 简单 复杂 简单 三、立体定向放射外科的 放射物理及放射生物学基础 重点介绍颅内疾病的放射生物学基础 1、神经系统的放射敏感性； 眼球、视神经视交叉脑白质灰质脊髓血管 周围神经 2、放射耐受性的影响因素： 时间-剂量关系、剂量率 照射体积：体积大耐受性降低 年龄：儿童神经系统对放射线比成人敏感 合并慢性病：糖尿病、动脉硬化 药物：化疗药 三、立体定向放射外科的 放射物理及放射生物学基础 放射生物学基础： 3、治疗后病理变化简单地分为三期 坏死期： 一月之内，坏死和急性炎症 吸收期： 一月至一年，吸收及慢性炎症反应 后 期： 一年以后，炎症消失瘢痕形成 不同性质的肿瘤发生病理改变的时间不同。治疗 后一般：治疗效果要经半年、一年、二年、四年 或更长时间连续随访，才能科学的作出结论，要 通过影像学观察判断疗效，病变消失、缩小、中 心坏死、停止生长均为有效。 三、立体定向放射外科的 放射物理及放射生物学基础 放射生物学基础： 4、X（r）- 刀剂量与等效常规剂量的换算 相同的剂量一次和分次实施所产生的放射生物学 效应是完全不同的。 转换公式 5、颅内靶组织的放射生物学分类： 治疗靶区周围脑组织都是晚反应组织，而靶区可 以是晚反应组织也可以是早反应组织，分为四类 ： 第一类：晚反应组织靶区交织在晚反应正常组织 中，典型例子：AVM，治疗周边剂量要求大，正 常组织不易保护 三、立体定向放射外科的 放射物理及放射生物学基础 放射生物学基础： 第二类：晚反应正常组织包绕晚反应靶区 ，典型例子：脑膜瘤，正常组织易保护。 第三类：早反应组织靶区交织在晚反应正 常组织中，典型例子：低度恶性胶质瘤， 疗效不好 第四类：晚反应正常组织包绕早反应组织 靶区，典型例子：转移瘤，高恶性胶质瘤 三、立体定向放射外科的 放射物理及放射生物学基础 放射生物学基础： 6、神经系统放射反应的临床表现及产生机制 急性期放射反应：4周之内，血管损伤，出现脑水 肿，出现颅压增高症状，有颅压增高及脑积水为 禁忌症 亚急性期：半年之内，脑水肿加重，严重者可出 现放射性脑坏死 慢性期：治疗后半年以上，相关部位神经损伤 相关因素：病变性质、部位、体积、剂量大小、 剂量均匀度、等中心数 严格掌握适应症禁忌症，制定科学合理的治疗规 划，得当的后期处理可以把放射反应发生率降到 最低。 四、立体定向放射外科的 临床应用（伽玛刀） 旋转式头部伽玛刀治疗的 治疗过程 旋转式头部伽玛刀治疗的 优越性 实现了无创伤手术的理想：医学发展的趋势在于无创伤、 低创伤的治疗手段。伽玛刀不开颅便可“切除”颅内病灶， 治疗中病人清醒、无痛苦、不需全身麻醉、无出血、无感 染、无明显手术期风险、几乎无死亡率。 手术精确、效果好：伽玛刀机械精度高，定位精度为 0.1mm，对周边正常组织无附加损伤，治疗效果确切。 因此，它可以治疗邻近脑内重要结构的肿瘤和病灶，也可 以对过去认为是手术禁区部位的病灶进行治疗，如：脑干 、脑深部的肿瘤和血管畸形。 适应症广：不但可以治疗颅内的肿瘤、血管畸形，也可治 疗功能性疾病，如三叉神经痛、癫痫、帕金森病、精神病 等。还有一个明显的优点：适合于年龄大、身体虚弱，伴 全身并发症（心、肝、肾等重要脏器疾病）和其他具有手 术禁忌症的病人。 简便、省时：治疗仅需数十分钟，全过程34小时，病人 一般不用住院，多数病员可迅速返回工作岗位，不影响术 后的工作和生活能力。 旋转式头部伽玛刀治疗的 适应症 颅内肿瘤：脑胶质瘤、垂体瘤、脑干肿瘤、脑转移瘤、 脑膜瘤、听神经瘤、松果体区肿瘤、颅咽管瘤、胚胎瘤、 脊索瘤等，尤其是位于功能密集区、手术危险性较大的肿 瘤 脑血管疾病：颅内AVM、海绵状血管瘤 功能性神经疾病：癫痫、原发性三叉神经痛、顽固性疼 痛、帕金森氏病 其他: - 鼻咽癌、眼黑色素瘤及其他眼、耳、鼻等头部良恶性肿瘤 - 肿瘤开颅手术后的残留及复发 - 精神病、运动障碍性疾病、药物依赖性疾病等 四、立体定向放射外科的 临床应用（伽玛刀） 优越性多，适应范围广，但必须严格掌握 适应症 需要有影像学、肿瘤学、放射肿瘤学、神 经内、外科的相关知识并通过国家伽玛刀 上岗考试，取得资质 遵守每一步的操作规程，严格执行质量保 证和质量控制，防止差错，确保医疗质量 和医疗安全，一旦发生差错无法挽回。 脑血管畸形的立体定向伽玛刀 放射治疗 治疗前（20Gy.50%） 治疗后（24个月） 脑血管畸形立体定向放射治疗 垂体瘤的立体定向放射外科治疗 治疗后18个月复查 垂体瘤的立体定向放射外科治疗 治疗后18个月复查 脑膜瘤立体定向放射外科治疗 听神经瘤的立体定向伽玛刀 放射治疗 胶质瘤的立体定向伽玛刀 放射治疗 男 肺癌多发脑转移瘤 共16个肿瘤一次性治疗 因肿瘤多后 补充全脑外放疗，04年8月治疗，现存活近二年 治疗后3个月复查，肿瘤控制率高，安全性高 生殖细胞瘤的伽玛刀治疗 男 25岁 治疗前 治疗后12个月 三叉神经痛的立体定向 伽玛刀放射治疗 4mm准直器12个，7090Gy 顽固性癫痫的立体定向放射治疗 关键：致痫灶的精确定位 依靠：临床表现 影像学检查（MRI）、脑电生理检查（多导 长程视频）、脑功能性检查（ECT、PET） 脑电生理检查 代谢功能学检查（ECT） 发作期高代谢状态，发作间期低代谢状态 外伤性顽固性癫痫5年 45岁，男， 影像学检查（MRI） 脑立体定向手术和立体定向放射 治疗联合治疗颅内疾病 脑立体定向手术和立体定向放射 治疗联合治疗颅内疾病 肿瘤的综合治疗 立体定向放射治疗和手术、常规放疗、化疗等结 合，综合治疗可提高疗效。 X刀、体部伽玛刀