肿瘤放射治疗学概论-王亚利

1、肿瘤放射治疗学概论肿瘤放射治疗学概论（Radiation Oncology）西安交通大学第二附属医院放疗科西安交通大学第二附属医院放疗科王亚利王亚利 Radiotherapy is one of three major treatment means to treat malignant tumors, about 60% - 80% patients accepted radiotherapy in different stages. Contribution of three major treatment means for tumor control rate1. Conception

2、 of Radiation Oncology广义：利用射线治疗肿瘤的学科。广义：利用射线治疗肿瘤的学科。狭义：给与一定的肿瘤体积以准确、均匀狭义：给与一定的肿瘤体积以准确、均匀的放射剂量，而周围组织剂量小，损伤小的放射剂量，而周围组织剂量小，损伤小的情况下根治恶性肿瘤。的情况下根治恶性肿瘤。2.History of Radiation Oncology1895年伦琴发现了年伦琴发现了X线线1896年居里夫妇发现了镭年居里夫妇发现了镭1899年放疗治愈了第一例皮肤癌患者年放疗治愈了第一例皮肤癌患者1913年成功研制年成功研制X线管线管1922年深部年深部X线机线机1934年年Coutard发明了

3、分割照射，沿用至今发明了分割照射，沿用至今上世纪上世纪50-60年代钴年代钴60治疗机应用于临床治疗机应用于临床6060年代直线加速器年代直线加速器7070年代镭疗年代镭疗8080年代现代后装治疗应用年代现代后装治疗应用近近20-3020-30年来，随着计算机技术和放射物理年来，随着计算机技术和放射物理的发展，放疗进入了精确放疗的时代的发展，放疗进入了精确放疗的时代。放射技术的进步放射技术的进步二维放疗二维放疗3DCRTIMRTIGRT 治疗获益治疗获益 提高靶区剂量提高靶区剂量 减少放疗副反应减少放疗副反应低低LET射线射线质子放疗质子放疗常规分割常规分割低分割低分割NTCPTCP3. Th

4、e main content of Radiation Oncology放射生物学（放射生物学（Radiobiology ）放射物理学（放射物理学（Radiophysics）临床诊断学临床诊断学(Clinical diagnostics )肿瘤学肿瘤学(Oncology)放射肿瘤学放射肿瘤学(Radiooncology)3.1 Objective根治性放疗根治性放疗(Radical ): Nasopharyngeal carcinoma 、 Cervical cancer 、 Esophageal cancer 、Lung cancer辅助性放疗（辅助性放疗（ Adjuvant）: Preop

5、erative, Postoperative、IROT姑息性放疗（姑息性放疗（Palliative ）：）：Acesodyne、Superior vena cava syndrome、 Spinal cord compression syndrome 3.2 Radiation modality同位素治疗同位素治疗（ Isotope treatment ）远距离照射远距离照射（ External beam radiotherapy, ERBT） 2D-RT、3D-CRT 、 IMRT 、 IGRT近距离治疗近距离治疗（ Brachytherapy ）：）： 腔内或管内照射 组织间照射 术中照射

6、，术中置管、术后照射 模照射4. RadiobiologyThe theoretical basis for radiation therapyAssist in making treatment plan: the implementation of hypoxic cell sensitizers, high LET ray, rapid fractionated radiotherapy, hyperfractionated radiotherapy4.1 Biological effects of ionizing radiation直接损伤直接损伤： 主要由射线直接作用于有机分子而产

7、生自由基引起DNA分子出现断裂、交叉。间接损伤间接损伤：主要由射线对人体组织内水发生电离，产生自由基，这些自由基再和生物大分子发生作用，导致不可逆损伤。两种效应有同等的重要性。两种效应有同等的重要性。4.2 Fractionated irradiation is the biological basis for clinical radiotherapy细胞放射性损伤的修复细胞放射性损伤的修复细胞增殖速度的差异细胞增殖速度的差异再氧化再氧化细胞周期的重新分布细胞周期的重新分布4.3 Physical dose and Biological dose等效生物剂量等效生物剂量（Biological

8、ly Effect Dose） BED=n*d*1+d/(/)4.4 放射敏感性放射敏感性Radiosensitivity根据放疗敏感程度，将肿瘤分为几类：根据放疗敏感程度，将肿瘤分为几类：放射治疗敏感的肿瘤：放射治疗敏感的肿瘤： 淋巴瘤、白血病、精原细胞淋巴瘤、白血病、精原细胞瘤、肾母细胞瘤、神经细胞瘤等。瘤、肾母细胞瘤、神经细胞瘤等。 中度放射敏感的肿瘤中度放射敏感的肿瘤 ：如人体各部位的鳞癌、食管如人体各部位的鳞癌、食管癌、鼻咽癌、皮肤癌等。癌、鼻咽癌、皮肤癌等。 放射不敏感或敏感性差的肿瘤放射不敏感或敏感性差的肿瘤 ：如大多数的腺癌。如大多数的腺癌。4.5 Tolerance dose

9、 irradiation normal tissue 1000-2000cGy：生殖腺（卵巢、睾丸）、发育中的乳生殖腺（卵巢、睾丸）、发育中的乳腺、生长中的骨和软骨、骨髓，胎儿。腺、生长中的骨和软骨、骨髓，胎儿。2000-4500cGy：整个消化系统、肾脏、肺、甲状腺、整个消化系统、肾脏、肺、甲状腺、肝脏肝脏5000-7000cGy：皮肤、口腔黏膜、旁观、资产、成熟皮肤、口腔黏膜、旁观、资产、成熟的骨和软骨、中枢神经系统。的骨和软骨、中枢神经系统。7500cGy:输卵管、子宫、成人乳腺、肌肉血管、周围输卵管、子宫、成人乳腺、肌肉血管、周围神经、肺尖。神经、肺尖。Tolerance dose i

10、rradiation normal tissue 器官器官损伤损伤TD 5/5TD 50/5照射面积或长度照射面积或长度肾脏肾脏急、慢性肾炎急、慢性肾炎2000200025002500全肾全肾膀胱膀胱挛缩挛缩60008000全膀胱全膀胱睾丸睾丸永久不育永久不育100100400400整个睾丸整个睾丸输尿管输尿管狭窄狭窄7500100005-10 cm肾上腺肾上腺功能低下功能低下6000全肾上腺全肾上腺直肠直肠溃疡、狭窄溃疡、狭窄60008000100 cm2结肠结肠溃疡、狭窄溃疡、狭窄45005500100 cm2肝脏肝脏急、慢性肝炎急、慢性肝炎25004000全肝全肝肝功能衰竭、腹水肝功能衰

11、竭、腹水35004500全肝全肝脊髓脊髓梗死、坏死梗死、坏死450045005500550010 cm10 cm卵巢卵巢永久不育永久不育200300200300625-1200625-1200整个卵巢整个卵巢子宫子宫坏死、穿孔坏死、穿孔1000020000整个子宫整个子宫阴道阴道溃疡、瘘管溃疡、瘘管900010000全部全部4.6 Radiation-induced second carcinogenesis发生几率发生几率:诱发癌诱发癌1.511.3% 诱发肉瘤诱发肉瘤:15年年 皮肤癌皮肤癌 25年年 头颈部癌头颈部癌 2025年年 乳腺癌乳腺癌 15年年 肉瘤肉瘤 1020年年4.7 E

12、ffects factors of radiotherapy肿瘤的组织来源和分化程度肿瘤的组织来源和分化程度临床期别临床期别肿瘤的生长部位和形状肿瘤的生长部位和形状既往的治疗既往的治疗患者的整体情况患者的整体情况5. Radiophysics吸收剂量（吸收剂量（Asorbed dose ） 戈瑞戈瑞(Gy) 1 Gy100 rad=100cGy放射强度（活度）（放射强度（活度）（Radioactivity） 1Bq2.70310-11Ci居里居里（Ci）放射线能量（放射线能量（Energy of radiation） MV（Megavoltage）或 MeV（Megaelectron-Volt

13、） 5.1 Types of RaysX-Ray：加速器-Ray：加速器电子线、放射性核素-Ray：放射性核素jizhongDose distribution of high energy X（）RayDose distribution Electron beamDose distribution of LET Ray5.2 Treatment Equipments of Radiotherapy机器种类机器种类能量能量射线射线应用范围应用范围X线治疗机线治疗机10-400KvX线线体表肿瘤体表肿瘤钴钴60治疗机治疗机1.25MeV线线深部肿瘤深部肿瘤加速器加速器4-22MVX线线深部肿瘤深部

14、肿瘤4-20MeV电子线电子线体表肿瘤体表肿瘤后装治疗机后装治疗机腔内肿瘤或实体肿腔内肿瘤或实体肿瘤瘤刀、刀、X刀刀线、线、X线线较小而固定的肿瘤较小而固定的肿瘤高高LET治疗机治疗机高高LET射线射线所有肿瘤所有肿瘤直线加速器直线加速器后装治疗机后装治疗机X刀治疗机刀治疗机电子回旋加速器电子回旋加速器Auxiliary equipment定位系统：定位系统：CT定位机、模拟定位机定位机、模拟定位机治疗计划系统：治疗计划系统：体位固定系统：面膜、体模、激光定位系统体位固定系统：面膜、体模、激光定位系统验证系统：体位验证、剂量验证验证系统：体位验证、剂量验证模拟定位机模拟定位机CT定位机定位机体

15、位固定装置体位固定装置二维放疗二维放疗(ERBT)需要预留较需要预留较大的边界大的边界周围重要器官周围重要器官的剂量限制的剂量限制靶区剂量靶区剂量75GY降低正常组织受量降低正常组织受量 5.4 Breachtherapy利用计算机控制将封装好放射源通过施源利用计算机控制将封装好放射源通过施源器和导管输送到肿瘤去直接进行照射。器和导管输送到肿瘤去直接进行照射。包括：腔内、管内的照射；组织间插植；包括：腔内、管内的照射；组织间插植；术中置管和敷贴照射。术中置管和敷贴照射。常作为外照射辅助手段，不单独使用。常作为外照射辅助手段，不单独使用。特点特点局部剂量高局部剂量高照射范围内剂量分布不均一照射范

16、围内剂量分布不均一照射时间短照射时间短一次连续照射或数次照射一次连续照射或数次照射近距离照射常用核素：铱近距离照射常用核素：铱-192、钴、钴-60、碘、碘-125、钯、钯-1031. 1.置入并固定施源器置入并固定施源器2.CT2.CT扫描扫描5. 5.优化、评估危及器官优化、评估危及器官3 3. .勾画治疗靶区勾画治疗靶区6. 6.连接放射源连接放射源7 7. .开始治疗开始治疗4. 4.制定治疗计划制定治疗计划5.5 Special irradiation :5.5.1 术中放疗（术中放疗（Intraoperative radiation therapy,IORT）术中电子线治疗（术中电

17、子线治疗（IOEBRT） 术中后装治疗（术中后装治疗（IOBT） 术中热放疗（术中热放疗（IOIHT）Radiobiological Effect：1.不利于肿瘤细胞的修复，具有明显的生物学不利于肿瘤细胞的修复，具有明显的生物学效应。效应。 2.肿瘤细胞失去了再氧合细胞周期同步化的机肿瘤细胞失去了再氧合细胞周期同步化的机会会 3.降低了正常组织的耐受性，容易增加放射并降低了正常组织的耐受性，容易增加放射并发症。发症。 Characteristics of clinical applicationIORT能对原发肿瘤外侵区及淋巴引流区进能对原发肿瘤外侵区及淋巴引流区进行直接、精确的照射行直接、精

18、确的照射将敏感的正常组织退出照射野外，有效保将敏感的正常组织退出照射野外，有效保护正常组织和器官护正常组织和器官瘤灶区的高剂量照射，容积量小，全身反瘤灶区的高剂量照射，容积量小，全身反应轻应轻提高局部控制率、不增加手术并发症和死提高局部控制率、不增加手术并发症和死亡率。亡率。5.5.2: HyperthermiaRadiobiological Effect :凋亡凋亡立即坏死立即坏死分裂间期死亡分裂间期死亡Biological effects of hyperthermia and radiotherapy二者各自的细胞毒作用互补二者各自的细胞毒作用互补热疗可增加放射敏感性热疗可增加放射敏感性热疗抑制放射受损的热疗抑制放射受损的DNA损伤修复损伤修复5.5.3: Stereotactic radiotherapy: X() Knife特点：小野三维集束分次大剂量照射，靶区剂特点：小野三维集束分次大剂量照射，靶区剂