放射治療概述與進(jìn)展PPT課件[通用]

1、放射治療概述與進(jìn)展 概念： 利用放射線治療腫瘤的一門學(xué)科。這些射線可以是放射性核素產(chǎn)生的、射線；x射線治療機(jī)和各類加速器產(chǎn)生的不同能量的x線；也可以是各類加速器產(chǎn)生的電子束、質(zhì)子束、負(fù)介子束以及其它重粒子束等。放射治療學(xué)研究?jī)?nèi)容放射治療在腫瘤治療中的地位 據(jù)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，70%的惡性腫瘤病人，治療某一階段需做放射治療。 WHO2002年報(bào)告45%的惡性腫瘤可治愈，其中手術(shù)治愈22%，放射治療治愈18%，化療治愈5%。主要內(nèi)容一、放射治療發(fā)展歷史二、放射治療設(shè)備三、放射物理四、放射生物五、放射治療臨床六、IMRT和IGRT七、 放射治療進(jìn)展 1895年 倫琴 發(fā)現(xiàn) X 射線1901年榮獲首屆Nobe

2、l物理學(xué)獎(jiǎng)放射治療發(fā)展歷史1896年 貝克雷爾發(fā)現(xiàn)鈾的放射性放射治療發(fā)展歷史1896年 居里夫婦發(fā)現(xiàn)鐳1903 年 Nobel物理學(xué)獎(jiǎng)1911年 Nobel化學(xué)獎(jiǎng)放射治療發(fā)展歷史1896年 第一例放射治療 1920s x線治療喉癌 鐳治療宮頸癌1930s Courtard 建立了分次放療的方法1950s 鈷-60治療惡性腫瘤1970s CT應(yīng)用于腫瘤診斷和治療 加速器治療惡性腫瘤 模擬定位機(jī)應(yīng)用1980s MRI應(yīng)用于腫瘤診斷和放療 放療計(jì)劃系統(tǒng)（TPS）應(yīng)用1990s 適形放射治療及調(diào)強(qiáng)放射治療（IMRT） CT模擬機(jī) 深部X線治療機(jī) 鈷-60治療機(jī)放射治療設(shè)備 直線加速器 后裝治療機(jī)放射治

3、療設(shè)備治療計(jì)劃系統(tǒng)（TPS）利用數(shù)學(xué)模型，計(jì)算劑量分布的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)幫助比較、確定合理的放療計(jì)劃逆向計(jì)劃系統(tǒng)可以按照給定條件優(yōu)化放療計(jì)劃 放射治療的輔助設(shè)備模擬機(jī)：能重復(fù)治療機(jī)的所有運(yùn)動(dòng)，并模擬治療機(jī)幾何條件的X線透視裝置在模擬的治療條件下，確定照射范圍可攝片留作資料CT模擬機(jī)可三維重建患者結(jié)構(gòu)，并確定照射野放射治療的輔助設(shè)備射線的種類： 同位素：天然的，如鐳226 人工的，如鈷60 ，銥192 X線治療機(jī)：X線 直線加速器：電子線，X線重粒子加速器：質(zhì)子，中子，負(fù)介子和 碳，氧等重粒子放射物理學(xué)X、射線光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)對(duì)電子效應(yīng) 電離射線與物質(zhì)的相互作用電子線電離激發(fā)軔致輻射Gy（格雷，Gr

4、ay）1 Gy=100cGy=1J/Kg 電離射線的吸收劑量直接損傷：射線直接作用于DNA分子，導(dǎo)致DNA鏈斷裂、交叉。 間接損傷：射線對(duì)人體組織內(nèi)水產(chǎn)生電離，生成自由基，這些自由基再與生物大分子發(fā)生作用，導(dǎo)致不可逆損傷。放射生物學(xué)受損傷細(xì)胞的轉(zhuǎn)歸致死性劑量照射凋亡分裂死亡分裂畸變非致死性劑量照射亞致死性損傷的修復(fù)潛在致死性損傷的修復(fù) 放射治療腫瘤的基本原理 正常組織相對(duì)于腫瘤組織，有更強(qiáng)大的修復(fù)損傷能力和增殖能力 放射敏感性放射敏感性與腫瘤的增殖能力成正比，與細(xì)胞的分化程度成反比腫瘤和同類正常組織的放射敏感性相類似 細(xì)胞周期與放射敏感性G0，S，G1后期：不敏感G1早期：相對(duì)不敏感G2/M期

5、：較敏感 腫瘤放射敏感性的分類高度敏感：精原細(xì)胞瘤、白血病、惡性淋巴瘤中度敏感：基底細(xì)胞癌、鱗狀細(xì)胞癌、非小細(xì)胞肺癌低度敏感：大部分腦瘤、軟組織腫瘤、骨肉瘤及惡性黑色素瘤放射治療臨床應(yīng)用放射治療總體原則：盡量提高腫瘤區(qū)劑量，同時(shí)盡量降低正常組織受照劑量。達(dá)到殺滅腫瘤，又不嚴(yán)重?fù)p傷腫瘤周圍正常組織的目的。外照射（遠(yuǎn)距離）：源位于體外的一定距離，集中照射某一處組織，是最常用的方式。近距離照射（組織間、腔內(nèi)）：指放射源密閉后直接放在人體表面、自然腔道或組織內(nèi)。如鼻咽、食管、宮頸等部位。放射性同位素：經(jīng)口服或靜脈注射，利用器官選擇性吸收作用，如：I131、32P。放射治療方式根治性放療：主要取決于腫瘤

6、組織來(lái)源、分化程度、發(fā)生的器官和組織、臨床分期、大體類型及瘤床，對(duì)放射線敏感程度和病人狀況。通過(guò)放療獲得持久的局部和區(qū)域控制，病人在放療后獲得長(zhǎng)期生存的可能。姑息性放療：一般分期較晚（有轉(zhuǎn)移），病人健康狀況差，對(duì)放射線抗拒等，通過(guò)放療緩解由腫瘤引起的局部癥狀，如癌性疼痛、出血、壓迫或侵犯引起的梗阻 。臨床中放射治療目的放射治療適應(yīng)癥首選放療 鼻咽癌，喉癌，扁桃體癌，舌癌，惡性淋巴瘤，宮頸癌，皮膚癌，上段食道癌等次選放療或配合其它治療 顱內(nèi)腫瘤，上頜竇癌，下咽癌，肺癌，下段食道癌，胸腺癌，直腸癌，乳腺癌，膀胱癌，淋巴瘤等姑息性放療 止痛：有效率80%以上；減輕壓迫：顱內(nèi)高壓，脊髓截癱，上腔靜脈綜

7、合癥；止血：鼻咽癌，宮頸癌等放療與手術(shù)的綜合治療： (一)、術(shù)前放療 優(yōu)點(diǎn)：（1）照射后使腫瘤縮小，從而提高手術(shù)切除率，（2）減少手術(shù)野內(nèi)癌細(xì)胞的污染，從而減少手術(shù)區(qū)癌細(xì)胞種植，降低癌細(xì)胞的生命力，從而可能減少播散。 缺點(diǎn)：（1）延遲手術(shù)（2）可能影響切口愈合 術(shù)前放療價(jià)值較為肯定的有頭頸部腫瘤如上頜竇癌、宮體癌、直腸癌等。放療2-4周后手術(shù)。 放療與其他治療的綜合治療術(shù)中放射治療： 優(yōu)點(diǎn)：直視下清楚地對(duì)準(zhǔn)靶區(qū)進(jìn)行照射，正常組織可得到保護(hù)。 缺點(diǎn)：只能照射一次。不符合分次照射原則。 適用于腹腔深在腫瘤，手術(shù)不能切除或切除不徹底者。療效較肯定的報(bào)告為胃癌。 放療與手術(shù)的綜合治療術(shù)后放射治療： 優(yōu)

8、點(diǎn)：大部分腫瘤已被切除，有手術(shù)及病理指導(dǎo)放射治療，有利于放射治療的控制。 缺點(diǎn)：損傷了血運(yùn)可能造成殘存的癌細(xì)胞乏氧而不敏感。 手術(shù)切除不徹底的病例采用術(shù)后放射治療，可降低局部復(fù)發(fā)。療效較肯定的報(bào)告為乳腺癌、肺癌、卵巢癌期、腦星形細(xì)胞瘤、級(jí)等。 放療與手術(shù)的綜合治療 目前應(yīng)用廣泛，如肺癌、食管癌、頭頸部鱗癌、直腸癌、宮頸癌等。 包括同步放化療、序貫放化療、交替治療等。 優(yōu)點(diǎn)：提高腫瘤局部控制，減少遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，器官結(jié)構(gòu)和功能的保存。 缺點(diǎn)：增加全身或局部毒性。 放療與化療的綜合治療 綜合治療不是簡(jiǎn)單的先手術(shù)，手術(shù)失敗后則放射治療，放射治療失敗后化療，而是要組織相關(guān)科室的人員共同制訂目的明確、有根據(jù)、

9、有計(jì)劃且合理的綜合治療方案，只有這樣才能提高療效。 適形放射治療的分類：經(jīng)典適形放射治療調(diào)強(qiáng)適形放射治療（IMRT）調(diào)強(qiáng)適形放療概念： 調(diào)強(qiáng)放射治療（IMRT）是一種能夠?qū)⒏邉┝繀^(qū)域限制在靶區(qū)體積范圍內(nèi)的放射治療技術(shù)，它運(yùn)用非均勻流量分布的射線束來(lái)提高靶區(qū)和危及器官劑量分布的適形度。劑量分布靶區(qū)適形調(diào)強(qiáng)適形放療調(diào)強(qiáng)適形放療的條件1. 在照射方向上，照射野的形狀必須與病變（靶區(qū)）的投影 形狀一致。2. 射野內(nèi)諸點(diǎn)的輸出劑量率必須按要求的方式進(jìn)行調(diào)整，使 得靶區(qū)病變內(nèi)及表面的劑量處處相等：A 射野形狀適形（BEV）B 射野內(nèi)強(qiáng)度調(diào)節(jié)PQRSIMRT原理IMRT原理放療流程的劑量輸出調(diào)強(qiáng)放療非均勻輻

10、射強(qiáng)度的劑量輸出TPS治療參數(shù)劑量分布TPS均勻輻射強(qiáng)度設(shè)計(jì)的治療目標(biāo)“經(jīng)典”適形放療治療參數(shù)調(diào)強(qiáng)放射治療調(diào)強(qiáng)放射治療逆向計(jì)劃較傳統(tǒng)正向計(jì)劃的優(yōu)勢(shì)： 提高靶區(qū)內(nèi)劑量分布的均勻性，有助于減小周圍敏感器官的受照劑量。 加快計(jì)劃設(shè)計(jì)的速度，降低劑量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。 調(diào)整最佳治療計(jì)劃使之符合實(shí)際劑量投射技術(shù)的要求，滿足各種硬件條件的限制。調(diào)強(qiáng)放射治療調(diào)強(qiáng)放療的實(shí)施方法： 靜態(tài)調(diào)強(qiáng)- 在葉片、機(jī)架、治療床運(yùn)動(dòng)時(shí)不出束- 較慢，較簡(jiǎn)單 動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)- 在葉片、機(jī)架、治療床運(yùn)動(dòng)時(shí)要出束- 較快，較靈活，較復(fù)雜 腫瘤局部控制失敗占主要的癌瘤 因腫瘤局部控制失敗導(dǎo)致遠(yuǎn)地轉(zhuǎn)移的癌瘤 解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形狀比較復(fù)雜，特別

11、是凹 形靶區(qū)；或多靶點(diǎn)的腫瘤的治療 常規(guī)放療療效很好，希望進(jìn)一步減少放射 并發(fā)癥和改進(jìn)患者療后的生存質(zhì)量臨床適應(yīng)癥圖像引導(dǎo)放射治療定義圖像引導(dǎo)放療（IGRT）是指通過(guò)放療前以加速器自帶的CT進(jìn)行掃描，采集并重建三維圖像，與治療計(jì)劃圖像配準(zhǔn)后再實(shí)施治療。 IGRT的主要作用減少擺位誤差頭頸部腫瘤從 5mm 2mm胸腹部腫瘤從 10mm 3mm減少器官運(yùn)動(dòng)引起的內(nèi)邊界呼吸門控從 10mm 3-5mm動(dòng)態(tài)跟蹤從 10mm 3mm減少器官變形引起的劑量變化特點(diǎn) 分次治療擺位時(shí)和(或) 治療中采集圖像和(或) 其 他信號(hào) 利用這些圖像和(或 )信號(hào)，引導(dǎo)此次治療和(或) 后續(xù)分次治療圖像引導(dǎo)放射治療最終

12、目的 引導(dǎo)放射線準(zhǔn)確的按計(jì)劃設(shè)計(jì)投照到腫瘤靶區(qū)校正患者擺位調(diào)整治療計(jì)劃引導(dǎo)射線束照射圖像引導(dǎo)放射治療IGRT系統(tǒng)流程引導(dǎo)圖像類型二維 X射線透視圖像或三維重建圖像，有時(shí)間標(biāo)記的四維圖像超聲二維斷層圖像或三維重建圖像其他信號(hào) 可以是體表紅外線反射裝置反射的紅外線，或埋在患者體內(nèi)的電磁波轉(zhuǎn)發(fā)裝置發(fā)出的電磁波等圖像引導(dǎo)放射治療圖像引導(dǎo)放射治療引導(dǎo)圖像類型2D 平片 傳統(tǒng)膠片 拍攝正側(cè)位或射野形狀膠片，與計(jì)劃影像比較，查每次擺位；當(dāng)誤差大于允許值時(shí)， 通過(guò)移床予以校正，然后再做治療 電子射野影像系統(tǒng)（EPID）引導(dǎo)圖像類型3D CT圖像獲取CT圖像方法： 同軌 西門子Primatom采用 CT-on-

13、rail 技術(shù) 斷層治療的直接CT獲取 Tomotherapy HiArt 系統(tǒng)采用螺旋CT技術(shù) 錐形束 CT 醫(yī)科達(dá)的Synergy 、西門子的Artiste 、瓦里安的Trilogy 系列加速器圖像引導(dǎo)放射治療引導(dǎo)圖像類型3D CT圖像獲取CT圖像方法：KV錐形束CT醫(yī)科達(dá) synergyKV、MV成角90度獲得3D容積圖像靜態(tài)、動(dòng)態(tài)EPID、圖像引導(dǎo)放射治療引導(dǎo)圖像類型4D 圖像Brain-lab 的Norvalis立體定向放療系統(tǒng)Accuray 的CyberKnife 立體定向放療系統(tǒng)這兩種設(shè)備均安裝了兩對(duì)kV 級(jí)X 線球管和射線探測(cè)器陣列,兩對(duì)裝置軸線正交,相對(duì)水平方向傾斜45圖像引

14、導(dǎo)放射治療IGRT應(yīng)用 （在線校位）獲取3D計(jì)劃影像病人擺位獲取治療體位影像與計(jì)劃圖像比較匹配修正位置開(kāi)始精確治療IGRT的主要實(shí)現(xiàn)方式IGRT的主要實(shí)現(xiàn)方式IGRT應(yīng)用（自適應(yīng)放療）測(cè)量每次擺位誤差每個(gè)分次治療時(shí)獲取圖像根據(jù)最初(59 次) 誤差預(yù)測(cè)整個(gè)療程的擺位誤差;調(diào)整PTV 和CTV 的間距修改治療計(jì)劃 繼續(xù)治療肺部靶組織位移脫靶擴(kuò)大照射區(qū)正常組織損傷增加呼吸運(yùn)動(dòng)腫瘤控制率下降放療并發(fā)癥增加IGRT的主要實(shí)現(xiàn)方式IGRT應(yīng)用（呼吸門控技術(shù)）呼吸運(yùn)動(dòng)暫停/減小呼吸運(yùn)動(dòng)幅度主動(dòng)照射野跟隨運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)呼吸加速器響應(yīng)被動(dòng)體外標(biāo)記體內(nèi)標(biāo)記自主屏氣腹部壓塊bodyfixIGRT的主要實(shí)現(xiàn)方式 7放

15、射治療技術(shù)新進(jìn)展容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（VMAT）螺旋斷層放療（Tomo Therapy）自適應(yīng)放療立體定向放療（SRT）重粒子放療容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放射治療定義容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放射治療（VMAT）是指通過(guò)一種新的劑量傳輸方法完成一個(gè)弧或多個(gè)弧的機(jī)架旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)強(qiáng)適形放射治療，在加速器傳輸劑量的同時(shí)機(jī)架旋轉(zhuǎn)角度、輸出劑量率、多葉準(zhǔn)直器葉片的運(yùn)動(dòng)位置均在連續(xù)不斷地改變。特點(diǎn) 與傳統(tǒng)調(diào)強(qiáng)放射治療 相比，治療時(shí)間明顯 縮短 劑量分布與傳統(tǒng)調(diào)強(qiáng) 放射治療計(jì)劃類似 治療的機(jī)器跳數(shù)減少容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放射治療適應(yīng)癥 絕大多數(shù)傳統(tǒng)調(diào)強(qiáng)技術(shù)能治療的病種， VMAT同樣也均能實(shí)現(xiàn)。 已有多篇文獻(xiàn)成功報(bào)道了 頭頸部癌，前列腺癌，直

16、腸癌，宮頸癌，肺癌，椎 體轉(zhuǎn)移癌，多發(fā)腦轉(zhuǎn)移癌 等。容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放射治療螺旋斷層放射治療定義 螺旋斷層放療（TomoTherapy）通過(guò)開(kāi)關(guān)方式調(diào)制扇形束來(lái)進(jìn)行調(diào)強(qiáng)（IMRT）治療，該放療系統(tǒng)像螺旋CT一樣，在機(jī)架和床的聯(lián)動(dòng)過(guò)程中用螺旋斷層方式進(jìn)行放射治療。螺旋斷層放療機(jī)(TomoTherapy) 是目前世界上唯一能夠治療癌癥的 CT 機(jī)螺旋斷層放射治療特點(diǎn) 將直線加速器和螺旋CT整合 每日兆伏級(jí)CT圖像，可觀察劑量分布及腫瘤變化 能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的IMRT照射野（60厘米直徑，160厘米長(zhǎng)），且無(wú)需考慮野銜接問(wèn)題 能提供較好的劑量分布，腫瘤適形度和劑量均勻性，保護(hù)正常組織螺旋斷層放射治療 To

17、moTherapy系統(tǒng)使放射治療不再受制于腫瘤的形狀與大小，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于治療各種形式的腫瘤，包括前列腺癌，乳腺癌，肺癌，腦部腫瘤，頭頸部腫瘤，骨及軟組織腫瘤，以及淋巴瘤和骨癌。螺旋斷層放射治療自適應(yīng)放射治療 自適應(yīng)放射治療是指在分次放射治療的過(guò) 程中，如果不能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)患者的 體位來(lái)修正劑量投射的偏差，可以在余下 的治療里通過(guò)修正患者的治療計(jì)劃來(lái)減低 劑量偏差的影響。 造成劑量投射偏差的原因主要包括治療期 間腫瘤病灶的退縮、患者體重減輕、以及 乏氧組織增加等。IGRT存儲(chǔ)融合后的影像評(píng)估每天的治療劑量治療評(píng)估根據(jù)劑量要求改變或生成新的組織輪廓精確定位修改組織輪廓自適應(yīng)計(jì)劃自適應(yīng)放療

18、流程 患者擺位立體定向放射治療（SRT）是指利用立體定向技術(shù)對(duì)體內(nèi)靶點(diǎn)精確定位，單次大劑量放射線集中照射于靶組織，使之產(chǎn)生局灶性壞死，從而達(dá)到類似手術(shù)治療的效果。立體定向放射治療 主要用于顱內(nèi)諸如腦動(dòng)脈畸形的不能手術(shù)的良性病變的治療 由于多個(gè)小野集束定向照射，周圍正常組織受照劑量低，射線對(duì)病變起到類似于外科手術(shù)的作用立體定向放射治療特點(diǎn)： 小野、三維集束 小野多弧形非共面聚焦可以形成靶區(qū)邊緣劑 量下降梯度大 單次大劑量由于靶區(qū)邊緣劑量下降梯度大，所以靶區(qū)周圍正常組織損傷小，可以給予靶區(qū)很高的劑量，即單次腫瘤致死劑量立體定向放射治療（一）伽瑪?shù)?Gammaknife1968年，瑞典，第一臺(tái)以鈷60為源，伽瑪?shù)?Gamma unit)伽瑪?shù)蹲畛跤糜谥委煿δ苄约膊?，后?lái)也用于治療腦血管畸形和顱內(nèi)腫瘤1975 年開(kāi)始形成第三代用201個(gè)鈷-60源呈半球狀排列，可在腦內(nèi)產(chǎn)生球形壞死灶的集束照射的伽瑪?shù)堆b置需要固定框架放射源衰減，隨使用時(shí)間延長(zhǎng)治療時(shí)間延長(zhǎng)立體定向放射治療Gammaknife（二）基于直線加速器立體定向放射治療(X-刀) 直線加速器的X射線非共面多弧度等中心旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)多個(gè)小野三維集束照射病變，起到與刀同樣的作用，稱為X刀 射線均為光子，具有相似的放射生物學(xué)效應(yīng) 直線加速器配上立體定位裝置和二次準(zhǔn)直器，采用多個(gè)非共面弧進(jìn)行等中心旋轉(zhuǎn)照射，X射線聚焦于等中心