放射治療技術(shù)進展

1、放射治療技術(shù)進展放射治療是治療惡性腫瘤的三大重要手段之一，大約有60%70%的惡性腫瘤病人需要承受放射治療。放射治療是通過電離輻射，破壞細胞核中的DNA，使細胞失去增殖能力，到達殺死腫瘤細胞的目的。 放射治療過程中，放射線在照射腫瘤細胞的同時，使腫瘤細胞周圍的正常組織也受到不同程度的照射。放射治療雖然給腫瘤患者帶來了福音，但是，由于在放射治療過程中，放射線在照射腫瘤細胞的同時，使腫瘤細胞周圍的正常組織也受到不同程度的照射，從而使正常的組織細胞受到破壞，因而不可防止地給患者帶來了放療后并發(fā)癥，使腫瘤患者的生活質(zhì)量受到很大影響。現(xiàn)代腫瘤放射治療的目標增加腫瘤靶區(qū)放射劑量，提高腫瘤局部控制率。降低腫

2、瘤周圍正常組織照射劑量，保存重要器官的正常功能，提高病人的生存質(zhì)量。 (Never make the treatment worse than the disease)90年代以來，隨著計算機技術(shù)、醫(yī)學影像技術(shù)和圖像處理技術(shù)的不斷開展，放射治療設備不斷開發(fā)和更新，放射治療的新技術(shù)，如立體定向放射治療(刀、X刀)、三維適形放療、調(diào)強放療、圖像引導放療技術(shù)的先后問世以及不斷開展完善，使腫瘤放射治療跨入了一個嶄新的時代。放射治療技術(shù)進展放射治療技術(shù)的發(fā)展立體定向放射外科Stereotactic Radiosurgery SRSSRS概念： SRS是以準確的立體定位和聚焦方法對病變靶區(qū)進展多角度、單次

3、大劑量照射。其靶區(qū)劑量分布特點： 1高劑量分布相對集中 2邊緣等劑量線以外劑量銳減立體定向放射外科歷史1951年瑞典神經(jīng)外科醫(yī)師lars leksell首先提出立體定向放射外科的概念1968年lekselllarsson在瑞典研制成功首臺“刀1985年ColomboHartman將直線加速器引入立體定向放射外科，顱腦X刀問世1996年瑞典korolinska醫(yī)院研制成功體部X刀“刀：由201個鈷放射源排列成半球形,每一個放射源發(fā)射出的射線都聚焦到一個點上。治療區(qū)高劑量區(qū)和非治療區(qū)低劑量區(qū)靶點內(nèi)外的界限非常清楚，象刀切一樣，故形象的稱之為“刀。這種技術(shù)不用開刀，卻通過一次或少數(shù)幾次治療到達了開刀

4、切除腫瘤的效果。主要用于顱內(nèi)3cm的病變。特點：“X刀： 根據(jù)同樣原理，采用加速器產(chǎn)生的 X線進展同中心的多個弧形照射，使射線都聚焦到一 個點上，使腫瘤細胞遭受到損毀性的打擊，稱為“X刀。弧形照射特點： X刀除應用在頭部腫瘤外，還可應用在胸、腹、盆等區(qū)域，應用范圍比刀廣。適應癥：SRS 特別適宜治療頭部重要神經(jīng)高度集中區(qū)域的小腫瘤以及腦轉(zhuǎn)移瘤和位置較深的腫瘤。臨床主要用于顱內(nèi)病變，如垂體腺瘤、聽神經(jīng)瘤、腦膜瘤、腦轉(zhuǎn)移瘤、腦動靜脈畸形、腦海綿狀血管瘤等。垂體腺瘤治療前治療后治療前垂體腺瘤治療后聽神經(jīng)瘤治療前治療后治療前腦膜瘤治療后腦轉(zhuǎn)移瘤治療后4個月治療前 治療前 治療后動靜脈畸形立體定向放射外

5、科與傳統(tǒng)手術(shù)比較優(yōu)點：防止了開顱手術(shù)的許多風險，諸如麻醉意外、出血、感染以及因為切除腦組織而導致腦部功能的缺損，也不會遺留疤痕，住院時間縮短。問題：腫瘤需數(shù)月后才能逐漸消退；有些腫瘤雖然被滅活，但也許不會永遠消失。立體定向放射外科的局限性受腫瘤體積(3cm)、形狀(圓形)限制腫瘤體積增大，靶區(qū)邊緣定位的準確度降低， 靶區(qū)周圍重要組織放射耐受性受限三維適形放射治療3-dimensional conformal radiation therapy 3DCRT理想的放射治療技術(shù)應是按照腫瘤形狀給靶區(qū)很高的致死量，而靶區(qū)周圍的正常組織不受到照射。在1960年代中期日本人高橋Takahashi首先提出了

6、適形治療(conformal therapy)的概念。三維適形放射治療3DCRT是立體定向放射治療技術(shù)的擴展。利用多葉光柵，將照射野的形狀由普通放療的方形或矩形調(diào)整為腫瘤的形狀。使照射的高劑量區(qū)在人體內(nèi)的三維立體空間上與腫瘤的實際形狀相一致。提高了腫瘤的照射劑量，保護了腫瘤周圍的正常組織，降低放射性并發(fā)癥，提高腫瘤的控制率。與常規(guī)放療相比3DCRT對腫瘤組織的適形聚焦照射和對正常組織的良好保護，提高了腫瘤與正常組織的劑量比。在正常組織受到允許劑量照射的情況下，腫瘤組織可以得到比常規(guī)放療更高的總劑量。治療時可以明顯地提高單次劑量，縮短總的治療時間?？梢愿行У乇Ｗo正常組織，降低放射損傷，提高腫瘤

7、的局部控制率。適應癥3DCRT適用于頭、體部位體積較大的腫瘤，如鼻咽癌、喉癌、肺癌、食管癌、肝癌、肝血管瘤、胰腺癌、前列腺癌、直腸癌、婦科腫瘤等；使用范圍廣泛，是目前放射治療的主流趨勢。鼻咽癌適形放療靶區(qū)劑量分布示意圖治療后 2個月鼻咽癌治療前治療前治療后鼻咽癌肺癌 治療方案治療前肺癌治療后肺癌治療前治療后治療后半年肝癌 治療前三維適形放射治療的局限性靶區(qū)形狀雖已適形，但靶區(qū)內(nèi)劑量分布欠均勻調(diào)強適形放射治療 Intensity Modulation Conformal Radiation Therapy, IMRT迄今為止，放射治療使用的都是強度幾乎 一致的射線，而腫瘤本身的厚度是不均一的，因

8、此造成腫瘤內(nèi)部劑量分布不均。為 了實現(xiàn)腫瘤內(nèi)部劑量均勻，就必須對射野內(nèi)的射線強度進展調(diào)整。瑞典放射物理學家Brahme教授首先提出了調(diào)強的概念劑量雕刻IMRT技術(shù)要求把一束射線分解為幾百束細小的射線，分別調(diào)節(jié)每一束射線的強度，射線以一種在時間和空間上變化的復雜形式進展照射。IMRT通過改變靶區(qū)內(nèi)的射線強度，使靶區(qū)內(nèi)的任何一點都能得到理想均勻的劑量，同時將要害器官所受劑量限制在可耐受范圍內(nèi)，使緊鄰靶區(qū)的正常組織受量降到最低。IMRT比常規(guī)治療多保護1520的正常組織，同時可增加2040的靶區(qū)腫瘤劑量。促使 IMRT 得以實現(xiàn)的最重要的技術(shù)突破是強大的計算機程序，這種高精度的放療技術(shù)使腫瘤放射治療

9、跨入了新時代。調(diào)強放療普通放療前列腺癌影像引導放射治療 (IGRT) IGRT是一種四維放射治療技術(shù)，它在三維放療技術(shù)的根底上參加了時間因數(shù)的概念，充分考慮了解剖組織在治療過程中的運動和分次治療間的位移誤差，在患者進展治療過程中利用影像設備對腫瘤及正常器官進展實時監(jiān)控，并根據(jù)器官位置的變化調(diào)整治療條件使照射野緊緊“追隨靶區(qū)，使之能做到真正意義上的準確治療。 影像引導放射治療 (IGRT)SBRT：體部立體定向放射治療stereotactic body radiation therapyOr：SABR：立體定向消融放療stereotactic ablative radiotherapy SBRT

10、/SABR與常規(guī)分割放療每日劑量2.0 Gy不同，SBRT在影像引導技術(shù)的支持下每日可以高達830 Gy的劑量進展治療。 SBRT 通常采用 3-5 次大劑量照射，總劑量范圍4866Gy，腫瘤靶區(qū)BED100Gy。這種高劑量可使導致其它治療失敗的腫瘤修復機制失效。 SBRT/SABR美國MD Anderson癌癥中心張玉蛟(Joe Y. Chang)教授的團隊于2021 年5月發(fā)表在?柳葉刀腫瘤學?Lancet Oncol的研究(2021 , 16: 630)，匯總分析兩項關(guān)于期NSCLC患者的隨機期臨床試驗 (STARS研究 和ROSEL研究)，比較SABR或手術(shù)(肺葉切除及縱隔淋巴結(jié)清掃)

11、治療早期肺癌，顯示SABR與手術(shù)相似、甚至優(yōu)于手術(shù)的結(jié)果。結(jié)論對于可手術(shù)的 I期非小細胞肺癌，SABR是一種平安并可望作為根治性的治療手段，其生存率與手術(shù)相當，可能成為可手術(shù) I期非小細胞肺癌患者治療的一個選擇。 Cyberknife賽博刀射波刀TomotherapyMR/RT 高場強磁共振放療系統(tǒng) 2021年6月18日，斯德哥爾摩-醫(yī)科達(EKTA-B.ST)宣布Elekta Unity世界首臺高場強磁共振放療系統(tǒng) (MR/RT) 正式獲得CE認證。 Elekta Unity將最先進的放射治療加速器、高場強診斷級磁共振系統(tǒng)和在線自適應放療流程軟件系統(tǒng)，有機集成在同一平臺，可在治療過程中實時獲

12、取腫瘤和周圍正常組織的高質(zhì)量磁共振影像，在線調(diào)整治療方案，并對治療結(jié)果進展評估。 高場強磁共振放療系統(tǒng)(MR/RT) 小結(jié)：放射治療是治療惡性腫瘤的重要手段之一傳統(tǒng)放療對正常組織損傷較大SRS 俗稱“X () 刀提高了靶區(qū)劑量，降低了周圍正常組織的損傷3DCRT、IMRT是目前放射治療的主流趨勢IGRT、 SBRT/SABR等是現(xiàn)代放射治療的標志展望：“生物調(diào)強放射治療 在腫瘤內(nèi)有生長活潑的局部，有處于休眠狀態(tài)的局部，有乏氧細胞，有壞死區(qū)，腫瘤周圍還有亞臨床灶，它們對射線的敏感性不同。 調(diào)強放射治療可以做到給腫瘤內(nèi)不同區(qū)域以不同的劑量物理調(diào)強。 目前影像學還不能提供上述細胞生物活動的信息，隨著

13、影像學的開展，如PET、fMRI、MRS、分子顯像、基因顯像等技術(shù)的出現(xiàn)，將為今后腫瘤“生物調(diào)強放射治療奠定根底。生物靶區(qū)示意圖PET/CTCT PET PET/CT在不遠的將來，“生物調(diào)強放療技術(shù)將使腫瘤放射治療邁上新的臺階。質(zhì)子重離子放射治療技術(shù)質(zhì)子、重離子質(zhì)子就是指氫原子剝?nèi)ル娮雍髱в姓姾傻牧Ｗ?。重離子就是比質(zhì)子重的帶電粒子，通常包含帶電的氦、碳及氖離子等。如碳12、氖22、鈣45、鐵56、氪84和鈾238等。 質(zhì)子治療特點質(zhì)子作為帶正電核的粒子，以極高的速度進入人體，由于其速度快，故在體內(nèi)與正常組織或細胞發(fā)生作用的時機極低，當?shù)竭_癌細胞的特定部位時，速度突然降低并停頓，釋放最大能量產(chǎn)

14、生Bragg峰,將癌細胞殺死。尤其對于有重要組織器官包繞的腫瘤，其他治療方法束手無策，用質(zhì)子治療那么顯示出了其巨大的優(yōu)越性。穿透性能強：質(zhì)子束以高能高速進入人體，穿透力強，能量可以自由控制調(diào)節(jié)使射束到達人體組織任意深度。劑量分布好：高輻射劑量集中于腫瘤部位，腫瘤后面與側(cè)面的正常組織區(qū)域幾乎無劑量分布，腫瘤前面的正常組織也僅有極小劑量。利于保護周邊正常組織不受損傷。局部劑量高： Bragg峰的優(yōu)越物理學特性使質(zhì)子束在組織內(nèi)局灶高能釋放，對腫瘤及病變組織實施準確范圍最大殺傷。旁散射少,半影?。?由于質(zhì)子的質(zhì)量大，在物質(zhì)內(nèi)散射少，在照射區(qū)周圍只有很小的半影，因此減少了周邊正常組織的照射劑量。質(zhì)子治療

15、開展歷程1946年Wilson提出質(zhì)子治療建議；1954年在美國Berkeley，Tobias進展了世界上第一例質(zhì)子治療；在1990年美國LOMA LINDA醫(yī)學院醫(yī)院安裝了世界上第一臺專為治病人設計的質(zhì)子同步加速器CONFORMA3000OPTIVUS公司生產(chǎn)；從50年代至今，在質(zhì)子治療腫瘤方面積累了大量豐富的臨床經(jīng)歷，到目前為止，全世界共用質(zhì)子治療裝置治療了萬名患者，一般治療效果到達95%以上，五年存活率高達80%， 而萬例治療數(shù)量與全世界幾千萬腫瘤患者相比，又是很小的比例. 質(zhì)子治療裝置質(zhì)子治療裝置包括質(zhì)子加速器、束流輸運系統(tǒng)、束流配送系統(tǒng)、劑量監(jiān)測系統(tǒng)、患者定位系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。 質(zhì)子治

16、療臨床應用質(zhì)子立體定向放射治療眼部質(zhì)子治療較大照射野的質(zhì)子照射質(zhì)子治療適應癥腦和脊髓腫瘤：腦良惡性腫瘤包括腦(脊)膜瘤、腦轉(zhuǎn)移瘤、垂體瘤、腦膠質(zhì)瘤、聽神經(jīng)瘤、顱咽管瘤等。腦血管疾?。耗X動靜脈畸形、海綿狀血管瘤等；其他腦部疾?。喊d癇、帕金森氏病、三叉神經(jīng)痛。眼部病變：脈絡膜黑色素瘤、視網(wǎng)膜黃斑變性、眼眶腫瘤。頭頸部腫瘤：鼻咽癌(原發(fā)、復發(fā)或轉(zhuǎn)移病灶)、口咽癌。胸腹部盆腔腫瘤：肺癌、肝癌、胰腺癌、食道癌、縱隔腫瘤及腹腔后腫瘤、前列腺癌、子宮腫瘤、卵巢癌、脊索瘤、軟骨瘤等。兒科腫瘤：髓母細胞瘤、神經(jīng)母細胞瘤及其它腦脊髓腫瘤。眼及眼眶腫瘤、顱底和脊柱肉瘤、淋巴瘤、腹盆腔腫瘤。質(zhì)子治療開展前景據(jù)統(tǒng)計資料

17、說明(2021 年)，每百萬人口醫(yī)用加速器擁有量，美國臺、臺灣臺、日本臺、韓國3臺、朝鮮臺、中國有臺。如果中國的放療用加速器數(shù)量到達世界衛(wèi)生組織推薦的標準(24臺/百萬人口)，我國應有4200臺加速器(按3臺計算)，目前全國加速器1931臺，需增加118%。質(zhì)子治療裝置的數(shù)量全國應擁有30 40臺。我國質(zhì)子治療開展情況山東萬杰醫(yī)院“質(zhì)子治療中心 2004年萬杰質(zhì)子治療中心(WPTC)是在世界銀行國際金融公司(IFC)支持下，由萬杰集團公司出資4千多萬美元，引進國內(nèi)第一家質(zhì)子治療設備而組建的質(zhì)子治療中心。蘭州重離子治療中心 2021年7月19日，蘭州市政府、甘肅盛達集團和近代物理所三方簽訂了合作

18、建立蘭州重離子治療中心的協(xié)議，蘭州重離子腫瘤治療中心工程預計投資約10億元人民幣，建立周期42個月。其中甘肅盛達集團負責工程資金10億元、蘭州市政府負責提供工程用地并協(xié)調(diào)工程相關(guān)事宜、近代物理所負責技術(shù)研發(fā)。我國質(zhì)子治療開展情況河北涿州質(zhì)子中心 該中心是繼山東萬杰質(zhì)子中心、上海市質(zhì)子重離子醫(yī)院后，國內(nèi)第三家開業(yè)的質(zhì)子醫(yī)療機構(gòu)。涿州質(zhì)子中心的質(zhì)子系統(tǒng)由IBA提供， 2021 年1月簽約，2021年3月進入安裝調(diào)試器，2021年7月加速器吊裝。擁有1間固定束治療室，4間360度旋轉(zhuǎn)機架治療室，并預留1間眼科腫瘤治療室。同時，還配置了錐形束CT用于3D圖像引導質(zhì)子治療，這是目前質(zhì)子治療最先進的定位引

19、導方式。整個醫(yī)院的技術(shù)人員由解放軍總醫(yī)院提供。我國質(zhì)子治療開展情況武威中國首臺完全知識產(chǎn)權(quán)重離子治癌系統(tǒng) 2021年5月26日，我國首臺國產(chǎn)重離子治癌系統(tǒng)臨床試驗在甘肅省武威市正式啟動。 武威重離子治癌系統(tǒng)工程于2021年正式啟動, 由中科院近物所及其控股的蘭州科近泰基新技術(shù)自主研制。 甘肅重離子加速器經(jīng)歷了漫長的開展歷程，1988年 中科院近代物理研究所擔負起建造重離子加速器的重任，建成了我國第一臺大型重離子研究裝置蘭州重離子加速器。1995年，中科院近代物理研究所依托蘭州重離子加速器開場進展重離子治癌的根底研究。 上海市質(zhì)子重離子醫(yī)院簡介上海質(zhì)子重離子醫(yī)院位于上海市浦東新區(qū)國際醫(yī)學園區(qū)內(nèi)，

20、總占地150畝，建筑面積52,542M2 ，共設床位220張。是一所集醫(yī)療、科研、教學于一體的現(xiàn)代化、國際化腫瘤中心。上海市質(zhì)子重離子醫(yī)院于上世紀90年代開場籌備，2003年工程正式啟動。在上海市委、市政府的鼎力支持和國家各相關(guān)部門的積極配合之下，該醫(yī)院歷經(jīng)十年磨礪，終于建立成為我國首個擁有質(zhì)子、重離子兩種技術(shù)的醫(yī)療機構(gòu)。上海質(zhì)子重離子醫(yī)院配有24間門診診室，1套質(zhì)子重離子系統(tǒng)4間治療室，其擁有的主要大型醫(yī)療設備還包括2套直線加速器、1套PET/CT設備、2臺核磁共振設備、 2臺電子計算機X射線斷層掃描設備CT以及1臺發(fā)射單光子計算機斷層掃描儀器設備ECT。醫(yī)學專家團隊20余人，包括從美國、新加坡、德國引進的首席物理師和劑量師等具有國際水準的臨床醫(yī)師和物理師。2021年12月開場試運行2021年6月至9月，開展35例患者的臨床試驗。 同年12月，全部完成治療3個月的35例病例臨床試驗觀察隨訪，圓滿完畢了臨床試驗。2021 年3月，國家食品藥品監(jiān)視管理總局向上海質(zhì)子重離子醫(yī)院頒發(fā)了國內(nèi)首張 質(zhì)子重離子系統(tǒng)設備進口注冊證。至2021 年4月初，臨床實驗病例已完畢治療滿6個月，醫(yī)院專家團隊隨訪總結(jié)