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肿瘤的放射治疗西安交通大学医学院第一附属医院肿瘤中心放疗专业肿瘤放射治疗学范畴放射物理学radiationphysics放射源的性能和特点，计量和防护放射生物学radiationbiology组织对射线的反应及如何改变反应的质和量放射治疗技术学radiationtechnology如何运用放射源和设备治疗病人临床肿瘤学oncology肿瘤放射治疗学历史1895年Roentgen发现X线1896年Becguerel发现镭，1898年Curie夫妇分离出了镭，并首次提出“放射性”的概念1899年X线治疗皮肤癌，1902年首例患者治疗成功1920年200kv级的x线治疗机诞生，1922年Coutard和Hautant用x线治愈了晚期喉癌并未出现并发症，从而确立了放射治疗的临床地位肿瘤放射治疗学历史20世纪50年代初Johns成功研制60Co治疗机，标志着“千伏时代”的结束和“兆伏时代”的开始，改变了X线治疗机只能治疗比较表浅肿瘤的状况，放射治疗适应症进一步扩大，治疗效果也明显提高，鼻咽癌5年生存率从20％-25％提高到40％-50％，扁桃体癌的5年生存率从20％-30％提高到40％-50％肿瘤放射治疗学历史1955年Kaplan在斯坦福大学安装了直线加速器20世纪70年代以来，随着电子技术和计算机技术的发展，模拟机、CT、MRl、治疗计划系统相继问世，放疗进入了崭新的历史时期同时，后装治疗的范围不断扩展，由最初的舌癌、宫颈癌治疗扩展到鼻咽癌、喉癌、支气管肺癌治疗等肿瘤放射治疗学历史l968年Leksell发明γ刀1985年Larsson和Kolombo发明了X刀20世纪90年代适形调强放射治疗的出现，使得射线剂量的分布能够在三维方向上和靶体积的形状一致，最大限度地提高了靶区剂量，同时最大限度地降低了周围正常组织受照体积和剂量，使放射治疗更加精准、精确。适形调强放疗是本世纪放射治疗的一场革命，是2l世纪放射治疗学的发展方向肿瘤放射治疗学历史放射生物学和放射物理学的发展平行存在1898年放射线生物学效应即有描述1906年Bergorin提出细胞、组织放射敏感性问题，即细胞和组织的放射敏感性与其分裂活动成正比，而与其分化程度成反比放射损伤出现Curie夫人血液病，Becguerel把铀放在口袋里使该处皮肤烧伤肿瘤放射治疗学历史1928年第二届国际放射学会议明确规定了放射剂量的单位为伦琴，使放射治疗进一步科学化、规范化1930年Patson和Parker建立了曼彻斯特系统，描述了组织间插植剂量分布规律，推动了后装放疗发展1934年Coutard报道了沿用至今的外照射剂量分割方式肿瘤放射治疗学历史1953年Howard和Pelc使用放射自显影技术揭示了细胞增殖周期；同年Gray对氧效应进行了描述，阐明乏氧可增加细胞放射抵抗力1959年Elkind和Sufron发现哺乳动物细胞具有从亚致死性放射损伤中恢复的能力，对抗损伤有重要意义20世纪60-80年代，withers等系统提出放疗的生物因素(4R)，即细胞放射损伤的修复、组织细胞的再增殖、肿瘤乏氧细胞的再氧合和细胞周期时相的再分布肿瘤放射治疗学历史1920北平协和医院安装了浅层X线治疗机1923上海法国医院有了200kV深层X线治疗机，协和医院有了500mg镭及放射性氡发生器1927北平协和医院放射科聘用美藉放射物理师，我国第一次有了专业放射物理师1932梁铎教授在北大附院建立了放射治疗科1949北京、上海、广州及沈阳等地拥有放射治疗设备肿瘤放射治疗学历史1986中华放射肿瘤学会在西安成立，出版《中华放射肿瘤学杂志》，全国拥有放射治疗的医院264家，专业医务人员4679人，电子直线加速器71台，钴60远距离治疗机224台2001全国拥有放射治疗的医院715家，电子直线加速器542台，钴60远距离治疗机454台目前我国能制造中低能电子直线加速器、钴60远距离治疗机，模拟定位机、后装近距离治疗机、剂量仪、治疗计划系统及立体定向放射治疗设备等肿瘤放射治疗地位目前经治疗后的肿瘤五年生存率为45%，放疗与手术一样，是一种局部治疗手段，约90%的肿瘤治愈率是局部治疗的贡献三大治疗手段对肿瘤治愈率的相对贡献治疗手段肿瘤手术肿瘤放射肿瘤化疗相对贡献22%（48.9%）18%（40%）5%（11.1%）肿瘤放射治疗地位国内、外统计数字表明，约有50%～70%的癌症患者在治疗的不同阶段需行放射治疗单用放疗可以治愈的肿瘤，如口咽、舌根、扁桃体癌的放疗治愈在37%～53%；上颌窦、鼻腔筛窦癌38%～40%；早期的舌癌、鼻咽和宫颈癌86%～94%；食管癌早期80%和中晚期8%～16%；早期直肠癌、喉癌80%～97%肿瘤放射治疗特点对一些早期肿瘤单独的放射治疗不仅可取得根治性治愈的效果，而且能保留患者组织、器官解剖结构的完整性，提高患者的生活质量对绝大多数的中晚期肿瘤患者，通过术前放疗、术后放疗或与化疗的合理配合，可以明显降低肿瘤局部复发率，提高生存率肿瘤放射治疗特点放射治疗在治疗头颈部肿瘤中具有更为重要的作用。头颈部肿瘤患者约80％需要放射治疗且效果良好。头颈部空间狭小，集中了诸多重要器官．加之各器官部位相互交错，手术难以将肿瘤切除彻底。头颈部控制着诸多的重要生理功能，包括发声、语言、进食、呼吸、视、听、嗅觉等，大范围的手术切除必然会造成上述功能的损失。额面部是人体充分暴露并显示美感的特殊重要部位，在该区域行肿瘤切除术，必然影响美容。因此，单纯放射治疗以充分保护器官功能、颜面美容，或者术前、术后放射治疗以尽可能多地保护正常组织器官，减少手术范围和创伤是肿瘤学家努力的方向。肿瘤放射治疗临床肿瘤学放射肿瘤医生，首先是临床医生和肿瘤科医生，应具备肿瘤基础和临床知识1、肿瘤的诊断和鉴别诊断2、肿瘤的分级、分期（TNM分期）3、肿瘤的治疗原则4、卡氏评分放射物理学放射源放射性同位素：α、β、γ射线常用设备：钴60治疗机，銥192、铯137后装机X线治疗机和各类加速器：X线、β射线常用设备：直线加速器各类加速器：质于束、中子束、负π介子束以及其他重粒子束等。常用设备：快中子治疗机放射物理学放射源临床常用的放射性同位素放射物理学常用概念射线的质:射线贯穿物质的能力，亦射线的硬度。半价层（HVL)：减弱射线一半所需材料的厚度。线性能量传递（LET）：次级粒子经迹单位长度上的能量转化，即射线在机体内经迹上单位长度所消耗的能量。高LET：Bragg峰放射物理学常用概念吸收剂量射线通过介质中沉积的平均能量，单位是Gy、cGy。1Gy＝1J／Kg，1Gy＝100cGy。照射野射线束经准直器后垂直通过模体的范围，用模体表面的截面大小表示照射的面积。模体内50％等剂量曲线延长线交于模体表面区域定义为射野的大小。百分深度剂量(PDD)射野中心轴上某一深度d厘米处的吸收剂量Dd与参考点深度d0处剂量Dd0之比的百分数。剂量建成区从表面到最大剂量深度区域称剂量建成区放射物理学常用概念居里(ci)：放射活度单位，1居里=3.7×1010次蜕变贝克勒尔(Bg)：1居里=3.7×1010贝克勒尔伦琴(R)：照射量拉德(rad)：1rad=1cGray吸收剂量格瑞（Gray）：1Gray=1J/kg放射治疗的剂量单位放射物理学照射方式外照射：源位于体外的一定距离，集中照射身体某一部位。近距离照射：源放入人体的天然腔或组织中，如鼻咽、食管、宫颈等部位照射叫组织间放疗和腔内放疗又称近距离治疗。内照射：用放射性同位素对某一器官选择性吸收作用，经口服或静脉注射，将其注入人体内进行治疗。如碘131治疗甲状腺癌，磷32治疗癌性胸水。治疗的距离不同；剂量吸收多少不同；剂量分布均匀性不同；照射技术和适应症不同常用放射治疗设备模拟定位机模拟钴60治疗机和电子直线加速器机械性能的专用X线诊断机，主要用于定位和计划验证模拟定位机常用放射治疗设备CT定位机通过CT扫描人体病变区获得连续断层图像，再传送到计划系统，进行治疗计划的制做。治疗计划系统普通X线治疗机原理：高速运动的电子作用于钨等重金属靶，产生X线。分类：接触X线机：10-60KV浅层X线机：60-160KV深层X线机：180-400KV特点：主要应用于体表肿瘤或浅表淋巴结转移性肿瘤的治疗或预防照射。60Co治疗机原理：利用同位素钴60发射出的射线(平均能量1.25MeV)治疗肿瘤。特点：（1）穿透力强，深度剂量高，而皮肤量低，最大能量吸收发生在皮下4-5mm处。（2）骨和软组织有同等的吸收剂量。（3）结构简单，维修方便。（4）缺点：半影区；需换源；防护不如X线安全。7000居里60Co治疗机直线加速器原理：利用微波电场沿直线加速电子后发射X线或电子线治疗肿瘤的装置。特点：（1）能发射不同能量的电子线，治疗表浅和偏心肿瘤。（2）能量可根据需要选择。（3）设野方便，照射野剂量均匀。（4）缺点：维修复杂。医用直线加速器放射物理学照射方法远距离照射体外远距离照射剂量原则：靶区的剂量准确；靶区内剂量分布要均匀，最高剂量与最低剂量的差异不能超过10％；尽量提高治疗区域内剂量，尽量使周围正常组织的剂量减少至最低；尽可能不照射或少照射肿瘤周围的重要器官，如脊髓、眼、肾等，剂量不能超过其耐受量。放射物理学照射方法近距离放射源直接放入治疗的组织内或人体天然的管腔内如鼻咽腔、食管、支气管、宫颈等部位优点可在肿瘤组织内给以高剂量照射，周围正常组织的受量小缺点靶区内剂量分布不均匀，近源区剂量很高，稍远剂量迅速降低，所以治疗的容积不宜太大，其应用受到解剖部位的限制；主要用于局部加量照射，在多数情况下要与外照射配合使用。后装治疗机现代近距离遥控后装治疗机现代近距离后装治疗特点：（1）放射源微型化，程控步进电机驱动。（2）高活度放射源形成高剂量率治疗。（3）计算机设计治疗计划。放射物理学照射方法内照射利用不同组织器官选择性地吸收某种同位素，将该种同位素经口服或静脉注入人体内进行治疗，称放射性核素治疗或内用同位素治疗。如131I治疗甲状腺癌；32P治疗癌性胸腔积液等。放射物理学X(γ)临床剂量学特点穿透力强;有一定的皮肤保护作用;X射线以光电效应为主，骨骼的吸收剂量高于软组织。60Coγ射线以康普顿效应为主，骨与软组织吸收剂量相同，避免了骨损伤;旁向散射小。加速器产生的高能X线为4Mv-32Mv不等，其与60Coγ射线相比，穿透力更强，深部剂量更高，最大剂量吸收点位于皮下，没有几何半影，更有利于保护邻近组织。放射物理学高能电子束临床剂量学特点射程深度与能量成正比，可按病灶深度选择合适能量电子线从表面到一定深度内剂量分布均匀，超过一定深度后剂量迅速下降，常选的能量是使照射区置于85%深度量处，大约是电子线能量1/3cm水、脂肪、肌肉等对电子线吸收差别不显著。可用单野作浅表或偏心部位肿瘤的照射。临床放射生物学放射生物学生物效应直接作用直接和细胞关键的靶起作用，靶的原子被电离或激发从而启动生物学改变，DNA分子单链断裂、双链断裂。高LET射线以直接作用为主。间接作用水分子电离产生自由基，H+，OH-,自由基与生物大分子相互作用，再作用于DNA链，引起DNA链的损伤。低LET射线对生物体的作用以间接作用为主。放射生物学放射损伤与修复亚致死性损伤与修复损伤可修复潜在致死性损伤与修复适当条件下可修复致死损伤损伤不可修复放射生物学分割照射生物效应(4R)肿瘤细胞放射损伤的修复(Repair)肿瘤细胞的再增殖(Regeneration)细胞周期再分布(Redistribution)乏氧细胞在氧合(Reoxygenation)1、修复（Repair）：指亚致死损伤的修复，对多数组织，修复时间为1-2小时，这在正常组织和肿瘤细胞中都是一样的，但同源的正常细胞比肿瘤细胞具有更大的亚致死损伤修复能力。2、肿瘤组织的再增殖或再生（Repopulation或Regeneration）：指残存细胞增殖子细胞，代替被杀灭的细胞的过程。3、再分布（RedistributionorRea