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肿瘤放射治疗学 1 概念 放疗是放射治疗的简称 老百姓俗称为 烤电 照光 电疗 它是利用放射性同位素所产生的 放射线及X射线治疗机和各类加速器所产生的不同能量的放射线 如电子射线 质子射线 中子射线 负 介子射线和其它重粒子射线等来治疗良恶性肿瘤的一门科学 2 机制 放疗之所以能发挥抗癌作用 是因为放射线本身具有能量 称为辐射 当细胞吸收任何形式的辐射能量后 射线都可能直接与细胞内的结构发生作用 直接或间接地损伤细胞DNA 导致细胞死亡 直接损伤主要由射线直接作用于DNA 引起DNA分子出现断裂 交叉 间接损伤主要由射线对人体组织间液发生电离 产生自由基 这些自由基再和生物大分子发生作用 形成不可逆损伤 导致细胞死亡 3 地位 放射治疗至今已有近百年的历史 据统计 大约60 70 的恶性肿瘤患者 在病程的不同时期因不同的需要而接受放射治疗 在接受放射治疗的病人中大约有70 的病人可实施根治性放疗 约有40 的癌症可以用放疗根治 放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出 放射治疗已成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一 4 1 根治性放射治疗 就是给予根治剂量使得肿瘤治疗获得满意的疗效 其适应症为病情较早 肿瘤病理类型对放射线敏感或中等敏感 而患者一般情况较好 能够耐受根治剂量照射的肿瘤 如鼻咽癌 喉癌 扁桃体癌 宫颈癌 鼻腔癌 垂体瘤 恶性淋巴瘤 髓母细胞瘤 尤文氏肉瘤 精原细胞瘤 脑松果体肿瘤等 5 2 辅助性放疗 放疗作为综合治疗的一部分 应用放疗与手术或化疗综合治疗 提高肿瘤的治疗效果 在手术或化疗前后 放疗可以缩小肿瘤或消除潜在的局部转移病灶 提高治愈率 减少复发和转移 6 3 姑息性放射治疗 对于病期较晚 一般情况较差的患者 放射治疗可以达到缓解症状 减轻痛苦 改善生活质量的目的 1 止痛 如肿瘤骨转移及软组织浸润等所引起的疼痛 2 缓解压迫 如肿瘤引起的消化道 呼吸道 泌尿系统等的梗阻 上腔静脉压迫 脊髓压迫 3 止血 如宫颈癌出血 肺癌或肺转移病灶引起的咯血等 4 促进溃疡性癌灶控制 如伴有溃疡的大面积皮肤癌 口腔癌 乳腺癌等 7 种类 放射治疗装置按产生方式可分为人工加速治疗装置和放射性核素治疗装置两大类 按照射方式可分为体外远距离用的外照射治疗机及在人体腔内或肿瘤组织间近距离照射用的内照射治疗机两大类 在外照射治疗机中又有新发展起来的立体定向放射外科治疗装置 被称为第三大类 8 常用放射治疗肿瘤装置 X线治疗机钴 60治疗机医用电子直线加速器立体定向放射治疗装置 刀 Gamma knife 立体定向放射治疗装置 X 刀 X knife 9 钴 60治疗机 钴 60治疗机 Cobalt 60TeletherapySystem 是利用放射性同位素60Co衰变过程中放射出的 射线对恶性肿瘤进行放射治疗的设备 在放射治疗中担任着重要的角色 射线能量为1 25MeV 用来治疗深部肿瘤 缺点是每过4 5年需要更换新的放射源 与加速器产生的高能X线相比深度剂量较低 10 钴 60治疗机由控制电路系统 钴源及源输送机构 准直器 光学部分 治疗床 臂架和底座等部分构成 其工作原理是 控制系统发出控制信号给各部分的驱动装置进行工作 并具有定时装置 源输送机构的作用是在治疗过程中将钴源送至照射位置和在照射完毕后自动将钴源送至屏蔽位置 准直器调整照射光野的大小 臂架部分调整角度的大小 治疗床可调整治疗时源皮距的大小 光学部分提供模拟照射的光野指示 有的钴 60治疗机还装有自动测距 源皮距 的光学测距指示器 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 医用电子直线加速器 是利用微波电场沿直线加速电子 然后发射高能X线 4 20MV 或电子线 8 14MeV 治疗肿瘤的装置 其优点有 1 可根据病变部位选择一定能量的X线 对于体部肿瘤能达到较理想的剂量分布 2 能发射不同能量的电子线 用于治疗浅表部位病变 同时有效保护深部正常组织 3 设野方便 照射野均匀性好 4 使放疗的剂量深度和剂量分布得到了相应的改善 治疗范围进一步扩大 25 26 医用电子直线加速器由 1 加速系统 2 辐射系统 3 剂量检测系统 4 机架及治疗床运动系统 5 电气控制系统 6 温控及充气系统六部分组成 27 28 技术 1 常规放射治疗2 三维适形放射治疗 3DRT和调强适形放疗 IMRT3 立体定向放射治疗4 图像导引放射治疗 IGRT 29 常规放射治疗 常规放射治疗技术是指在X 线模拟定位下确定病灶的治疗范围 靶区 通过钴 60治疗机或直线加速器实施照射的放疗技术 已经历了大半个世纪的临床应用 但是 在X 线模拟定位机下确定靶区范围有很大的局限 常规放疗技术无法实施多野非共面聚焦式照射 多数只能采用简单的单方向照射或前后 左右两个方向对穿照射 使过多的正常组织在照射范围内 无法提高肿瘤的控制剂量 使得常规放疗的疗效一直不能提高 30 常规两野放疗等剂量图 31 适形多野等剂量图 32 三维适形放疗 三维适形放疗 3DCRT 是通过采用立体定位和三维计划 在直线加速器上附加特制铅块或多叶光栅等技术实施非共面或共面不规则野照射 使各野的形状在束轴视角 BheamsEyeView BEV 方向上与靶区形状一致 使剂量辐射在三维空间分布上紧扣靶区 使靶区获得大剂量照射 而靶区周围正常组织的受量减少 33 调强适形放疗 调强放疗 IMRT 是在三维适形放疗的基础上进一步发展的现代放疗技术 通过立体定位确定靶区 逆向计划设计肿瘤治疗所需的剂量参数 通过驱动直线加速器上附加动态多叶光栅的叶片移动 实施共面或非共面不规则野照射 可有目的地使靶区获得高剂量照射 而靶区周围正常组织的受照减少 不仅正面方向的精确剂量计算 而且从逆方向算法来进行验证和审核 因而它可以提高强度 达到适应肿瘤形状高输出剂量 三维数字图象重建功能 34 立体定向放射治疗 立体定向放射外科 或放射外科 是指应用立体定向原理和技术 对人体内肿瘤 称为靶点 施行精确定位 将窄束放射线聚集于靶点 一次性给与致死性大剂量放射 使靶点区域产生局灶性破坏而达到治疗目的学科 这有一点类似于用透镜聚焦阳光 在一张纸上烤穿一点而又不损坏纸张的其余部份 由于这种照射区边缘锐利如刀割 故被称为 刀 35 伽玛 刀和X刀区别 放疗常用的射线有 射线 X射线 射线等 射线是由放射性元素钴 60 或其他放射性元素 自发衰败中产生 X射线由加速器 高速电子撞击钨靶 产生 所以由钴 60作为放射源的立体定向放疗称为伽玛 刀 由加速器作为放射源的立体定向放疗俗称为X刀 36 因医用电子直线加速器具有非常好的精确度和可靠性 所以X 刀适用于比 刀更大的颅内病灶 刀适用病灶 18mm X 刀适用病灶 50mm X 刀利用直线加速器作为照射源 不象 刀那样需要定期更换放射物质 X 刀的价格仅为 刀的1 5 1 6 具有更高的性能价格比 从而减少了治疗费用 1994年中国开始引进X 刀 由于X 刀设备简单 造价低 不使用钴源 因此它的发展甚为迅速 已有逐步取代 刀的趋势 37 图像导引放射治疗 IGRT 这是目前肿瘤放射治疗的发展的方向 其目的是在同一台治疗设备上做到精确计划