肿瘤放射治疗学概论-王亚利

肿瘤放射治疗学概论（RadiationOncology）西安交通大学第二附属医院放疗科王亚利Radiotherapyisoneofthreemajortreatmentmeanstotreatmalignanttumors,about60%-80%patientsacceptedradiotherapyindifferentstages.Contributionofthreemajortreatmentmeansfortumorcontrolrate1.ConceptionofRadiationOncology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。2.HistoryofRadiationOncology1895年伦琴发现了X线1896年居里夫妇发现了镭1899年放疗治愈了第一例皮肤癌患者1913年成功研制X线管1922年深部X线机1934年Coutard发明了分割照射，沿用至今上世纪50-60年代钴60治疗机应用于临床60年代直线加速器70年代镭疗80年代现代后装治疗应用近20-30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。放射技术的进步二维放疗3DCRTIMRTIGRT治疗获益提高靶区剂量减少放疗副反应低LET射线质子放疗常规分割低分割2DRT3D-CRTIMRTIGRTVMATDARTNTCPTCP3.ThemaincontentofRadiationOncology放射生物学（Radiobiology）放射物理学（Radiophysics）临床诊断学(Clinicaldiagnostics)肿瘤学(Oncology)放射肿瘤学(Radiooncology)3.1Objective根治性放疗(Radical):Nasopharyngealcarcinoma、Cervicalcancer、Esophagealcancer、Lungcancer辅助性放疗（Adjuvant）:Preoperative,Postoperative、IROT姑息性放疗（Palliative）：Acesodyne、Superiorvenacavasyndrome、Spinalcordcompressionsyndrome3.2Radiationmodality同位素治疗（Isotopetreatment）远距离照射（Externalbeamradiotherapy,ERBT）2D-RT、3D-CRT、IMRT、IGRT近距离治疗（Brachytherapy）：腔内或管内照射组织间照射术中照射，术中置管、术后照射模照射4.RadiobiologyThetheoreticalbasisforradiationtherapyAssistinmakingtreatmentplan:theimplementationofhypoxiccellsensitizers,highLETray,rapidfractionatedradiotherapy,hyperfractionatedradiotherapy4.1Biologicaleffectsofionizingradiation直接损伤：主要由射线直接作用于有机分子而产生自由基引起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。4.2Fractionatedirradiationisthebiologicalbasisforclinicalradiotherapy细胞放射性损伤的修复细胞增殖速度的差异再氧化细胞周期的重新分布4.3PhysicaldoseandBiologicaldose等效生物剂量（BiologicallyEffectDose）BED=n*d*[1+d/(α/β)]4.4放射敏感性Radiosensitivity根据放疗敏感程度，将肿瘤分为几类：放射治疗敏感的肿瘤：淋巴瘤、白血病、精原细胞瘤、肾母细胞瘤、神经细胞瘤等。中度放射敏感的肿瘤：如人体各部位的鳞癌、食管癌、鼻咽癌、皮肤癌等。放射不敏感或敏感性差的肿瘤：如大多数的腺癌。4.5Tolerancedoseirradiationnormaltissue1000-2000cGy：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。2000-4500cGy：整个消化系统、肾脏、肺、甲状腺、肝脏5000-7000cGy：皮肤、口腔黏膜、旁观、资产、成熟的骨和软骨、中枢神经系统。7500cGy:输卵管、子宫、成人乳腺、肌肉血管、周围神经、肺尖。Tolerancedoseirradiationnormaltissue器官损伤TD5/5TD50/5照射面积或长度肾脏急、慢性肾炎20002500全肾膀胱挛缩60008000全膀胱睾丸永久不育100400整个睾丸输尿管狭窄7500100005-10cm肾上腺功能低下6000全肾上腺直肠溃疡、狭窄60008000100cm2结肠溃疡、狭窄45005500100cm2肝脏急、慢性肝炎25004000全肝肝功能衰竭、腹水35004500全肝脊髓梗死、坏死4500550010cm卵巢永久不育200~300625-1200整个卵巢子宫坏死、穿孔1000020000整个子宫阴道溃疡、瘘管900010000全部4.6Radiation-inducedsecondcarcinogenesis发生几率:诱发癌1.5~11.3%诱发肉瘤:1%潜伏期:血液病4~9年甲状腺癌15年皮肤癌25年头颈部癌20~25年乳腺癌15年肉瘤10~20年4.7Effectsfactorsofradiotherapy肿瘤的组织来源和分化程度临床期别肿瘤的生长部位和形状既往的治疗患者的整体情况5.Radiophysics吸收剂量（Asorbeddose）戈瑞(Gy)1Gy＝100rad=100cGy放射强度（活度）（Radioactivity）1Bq＝2.703×10-11Ci居里（Ci）放射线能量（Energyofradiation）MV（Megavoltage）或MeV（Megaelectron-Volt）5.1TypesofRaysX-Ray：加速器Β-Ray：加速器电子线、放射性核素Γ-Ray：放射性核素jizhongDosedistributionofhighenergyX（γ）RayDosedistributionElectronbeamDosedistributionofLETRay5.2TreatmentEquipmentsofRadiotherapy机器种类能量射线应用范围X线治疗机10-400KvX线体表肿瘤钴60治疗机1.25MeVΓ线深部肿瘤加速器4-22MVX线深部肿瘤4-20MeV电子线体表肿瘤后装治疗机Γ腔内肿瘤或实体肿瘤Γ刀、X刀Γ线、X线较小而固定的肿瘤高LET治疗机高LET射线所有肿瘤直线加速器后装治疗机X刀治疗机电子回旋加速器Auxiliaryequipment定位系统：CT定位机、模拟定位机治疗计划系统：体位固定系统：面膜、体模、激光定位系统验证系统：体位验证、剂量验证模拟定位机CT定位机体位固定装置二维放疗(ERBT)需要预留较大的边界周围重要器官的剂量限制靶区剂量70GY+5.3Preciseradiotherapeutictechnique三维适形放疗（3DCRT）:根据肿瘤的形状在三维方向上设野，使高剂量区的形状和肿瘤的形状基本一致调强放疗技术（IMRT）:不仅能使照射剂量分布与靶区形状一致，还能调节肿瘤靶区内的剂量分布，因为肿瘤内部乏氧等异质性的存在，这就可以按照控制肿瘤内不同区域需求的剂量不同给予相应的剂量。影像引导的放射治疗（IGRT）:可实现在肿瘤的放疗过程中精确的跟踪定位肿瘤靶区，与导弹制导技术类似，使射线聚焦的位置准确的投射于肿瘤上。剂量引导的放疗（DGRT）:是影像引导放疗的进一步发展，不仅使射线准确定位于肿瘤，还能保证足够的射线剂量精确密集的“轰炸”肿瘤。质子治疗：质子束具有较好的物理特性，剂量分布好，旁散射少，穿透性强，局部剂量高。质子治疗作为一种较新的肿瘤放射治疗手段正在发展和完善。5.3.13-DimensionalConformalRadiationtherapy,3D-CRT1965年日本高桥及松田提出将高清晰的影像（CT、MR、DSA、PET）经计算机处理，实行三维重建，利用治疗计划系统（TreatmentPlanningSystem,TPS）设计治疗计划，使肿瘤得到高剂量照射，周围正常组织得到保护。3-DCRTCT三维成像多角度多野设计剂量计算与分布剂量提升—75GY++5.3.2IntensityModulationRadiationTherapy,IMRT拟向设计治疗计划，照射野形状与靶区一只，射野的剂量均匀。达到了精确定位、精确计划、精确摆位、精确照射的目的。21世纪放疗的主流IMRT逆向计划提升靶区剂量75GY降低正常组织受量5.4Breachtherapy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。包括：腔内、管内的照射；组织间插植；术中置管和敷贴照射。常作为外照射辅助手段，不单独使用。特点局部剂量高照射范围内剂量分布不均一照射时间短一次连续照射或数次照射近距离照射常用核素：铱-192、钴-60、碘-125、钯-1031.置入并固定施源器2.CT扫描5.优化、评估危及器官3.勾画治疗靶区6.连接放射源7.开始治疗4.制定治疗计划5.5Specialirradiation:5.5.1术中放疗（Intraoperativeradiationtherapy,IORT）术中电子线治疗（IOEBRT）术中后装治疗（IOBT）术中热放疗（IOIHT）RadiobiologicalEffect：1.不利于肿瘤细胞的修复，具有明显的生物学效应。2.肿瘤细胞失去了再氧合细胞周期同步化的机会3.降低了正常组织的耐受性，容易增加放射并发症。CharacteristicsofclinicalapplicationIORT能对原发肿瘤外侵区及淋巴引流区进行直接、精确的照射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瘤灶区的高剂量照射，容积量小，全身反应轻提高局部控制率、不增加手术并发症和死亡率。5.5.2:HyperthermiaRadiobiologicalEffect:凋亡立即坏死分裂间期死亡Biologicaleffectsofhyperthermiaandradiotherapy二者各自的细胞毒作用互补热疗可增加放射敏感性热疗抑制放射受损的DNA损伤修复5.5.3:Stereotacticradiotherapy:X(γ)Knife特点：小野三维集束分次大剂量照射，靶区剂量不均匀、靶区边缘剂量下降梯度大。技术：多弧旋转聚焦技术。优势：肿瘤局部控制率高，正常组织剂量低。Summary1.Radiationoncologyisasubjectstotreatmenttumorwithradiation.2.RTObjective:Radical;Adjuvant;Palliative3.RTmodality：ERBT;Brachytherapy;Isotope4.Fractionatedirradiationisthebiologicalbasisforclinicalradiotherapy。5.TherapeuticRay:X-ray,gammarayandelectronbeam.6.Preciseradiotherapeutictechnique:3D-CRT;IMRT;IGRT;PROTON。7.Brachyther