放射治疗技术进展-课件.ppt

1、18951895年德国物理学家年德国物理学家伦琴发现放射线伦琴发现放射线居里夫妇居里夫妇18981898年分年分离出放射同位素镭离出放射同位素镭18961896年年1 1月第一张月第一张X X光片光片核爆图片核爆图片核爆图片核爆图片核爆图片核爆图片放疗的历史：放疗的历史：18951895年伦琴发现了年伦琴发现了X X射线；射线；18961896年贝克勒尔发现了铀矿的放射性；年贝克勒尔发现了铀矿的放射性；18981898年居里夫妇发现了镭，随后它的生物学效应就得到了认识；年居里夫妇发现了镭，随后它的生物学效应就得到了认识；18991899年利用放射线治疗了第一例病人；年利用放射线治疗了第一例病人

2、；19101910年年226226RaRa用于近距离治疗；用于近距离治疗；19131913年年CoolidgeCoolidge研制了研制了X X线管；线管；19221922年生产了年生产了200KV200KV深部深部X X线机；线机；同年同年CoutardCoutard和和HautantHautant在巴黎召开的国际肿瘤大会上报告了放射治疗在巴黎召开的国际肿瘤大会上报告了放射治疗可以治愈晚期喉癌，且无严重的合并症；可以治愈晚期喉癌，且无严重的合并症；19341934年年CoutardCoutard发明了分割照射，一直沿用至今；发明了分割照射，一直沿用至今；19351935年澳大利亚成立了全球第

3、一个放射肿瘤学会；年澳大利亚成立了全球第一个放射肿瘤学会；放疗的历史：放疗的历史：放射治疗在初期经历了艰难的历程，放射治疗在初期经历了艰难的历程，2020世纪世纪3030年代建立了物理剂量年代建立了物理剂量-伦琴（伦琴（r r）；）；5050年代加拿大制造了年代加拿大制造了6060CoCo远距离治疗机，同时远距离治疗机，同时放射治疗逐渐形成了独立的学科；放射治疗逐渐形成了独立的学科；6060年代生产电子直线加速器；年代生产电子直线加速器；7070年代建立了镭疗的巴黎系统；年代建立了镭疗的巴黎系统；8080年代发展了现代近距离治疗；年代发展了现代近距离治疗；9090年代开展了立体定向放射外科、三

4、维适形年代开展了立体定向放射外科、三维适形放射治疗、调强放射治疗等。放射治疗、调强放射治疗等。现在，影像引导下调强、生物调强等。现在，影像引导下调强、生物调强等。至此，放射治疗有了飞跃性的发展。至此，放射治疗有了飞跃性的发展。我国放疗的发展：我国放疗的发展：放射治疗是治疗恶性肿瘤的三大重要手段之一，大约有60%70%的恶性肿瘤病人需要接受放射治疗。放射治疗是通过电离辐射，破坏细胞核中的DNA，使细胞失去增殖能力，达到杀死肿瘤细胞的目的。我国放疗现状：我国放疗现状：目前我国可以制造中低能目前我国可以制造中低能LALA、6060CoCo机、模拟定位机等放机、模拟定位机等放疗硬件设备，也有了自己的计

5、划系统。疗硬件设备，也有了自己的计划系统。全国实行上岗考试制度；很多省市建立了管理制度，下全国实行上岗考试制度；很多省市建立了管理制度，下设放射治疗质量控制中心。设放射治疗质量控制中心。放射治疗过程中，放射线在照射肿瘤细胞的同时，使肿瘤细胞周围的正常组织也受到不同程度的照射。增加肿瘤靶区放射剂量，提高肿瘤局部控制率。降低肿瘤周围正常组织照射剂量，保存重要器官的正常功能，提高病人的生存质量。随着计算机技术、医学影像技术和图像处理技术的不断发展。放射治疗设备不断开发和更新。放射治疗新技术，如立体定向放射治疗、三维适形放疗、立体定向放射治疗、三维适形放疗、调强放疗、调强放疗、图像引导图像引导放疗放疗

6、以及质子治疗质子治疗技术先后问世并不断发展完善。立体定向放射治疗立体定向放射治疗Stereotactic Radiotherapy SRT立体定向放射外科 (Stereotactic Radiosurgery,SRS)分次立体定向放射治疗 (Fractional Stereotactic Radiotherapy,FSRT)SRS是以精确的立体定位和聚焦方法对病变靶区进行多角度、单次大剂量照射。其靶区剂量分布特点：（1）高剂量分布相对集中（2）边缘等剂量线以外剂量锐减1951年瑞典神经外科医师lars leksell首先提出立体定向放射外科的概念1968年lekselllarsson在瑞典研制

7、成功首台“刀”1985年ColomboHartman将直线加速器引入立体定向放射外科，颅脑X刀问世1996年瑞典korolinska医院研制成功体部X刀由201个钴放射源排列成半球形,每一个放射源发射出的射线都聚焦到一个点上。治疗区（高剂量区）和非治疗区（低剂量区）靶点内外的界限非常清楚，象刀切一样，故形象的称之为“刀”。这种技术不用开刀，却通过一次或少数几次治疗达到了开刀切除肿瘤的效果。主要用于颅内3cm的病变。特点：根据同样原理，采用加速器产生的 X线进行同中心的多个弧形照射，使射线都聚焦到一 个点上，使肿瘤细胞遭受到损毁性的打击，称为“X刀”。弧形照射弧形照射 X刀除应用在头部肿瘤外，还

8、可应用在胸、腹、盆等区域，应用范围比刀广。可用于4cm的病变。SRS 特别适宜治疗头部重要神经高度集中区域的小肿瘤以及脑转移瘤和位置较深的肿瘤。临床主要用于颅内病变，如垂体腺瘤、听神经瘤、脑膜瘤、脑转移瘤、脑动静脉畸形、脑海绵状血管瘤等。优点：避免了开颅手术的许多风险，诸如麻醉意外、出血、感染以及因为切除脑组织而导致脑部功能的缺损，也不会遗留疤痕，住院时间缩短。问题：肿瘤需数月后才能逐渐消退；有些肿瘤虽然被灭活，但也许不会永远消失。乏氧细胞对放射线抗拒肿瘤细胞周期时相性对放射线抗拒FSRT是利用SRS的定位、体位固定及治疗计划系统。根据肿瘤的生物学行为，FSRT保留了常规放疗的分次照射。使那些

9、对放射线抗拒的乏氧细胞在两次照射之间有时间发生再氧合，转变为对放射线敏感的充氧细胞。使处于细胞周期中对放射不敏感时相的细胞向敏感时相转变,从而提高放射的效果。颅内病变：术后残存的脑胶质瘤、转移瘤、垂体瘤、听神经瘤、脑膜瘤等。颅外各系统恶性肿瘤：如鼻咽癌、肺癌、肺转移癌、肝癌、胰腺癌、腹、盆腔单发转移癌等。有些病变可单独采用FSRT给予肿瘤根治，多数肿瘤需要与常规外照射配合，作为对肿瘤靶区追加剂量的一种有效手段。受肿瘤体积、形状限制靶区边缘定位的精确度尚待提高靶区周围重要组织放射耐受性有限理想的放射治疗技术应是按照肿瘤形状给靶区很高的致死量，而靶区周围的正常组织不受到照射。在1960年代中期日本

10、人高桥（Takahashi）首先提出了适形治疗(conformal therapy)的概念。三维适形放射治疗（3DCRT）是立体定向放射治疗技术的扩展。利用多叶光栅或适形挡铅技术、将照射野的形状由普通放疗的方形或矩形调整为肿瘤的形状。使照射的高剂量区在人体内的三维立体空间上与肿瘤的实际形状相一致。提高了肿瘤的照射剂量，保护了肿瘤周围的正常组织，降低放射性并发症，提高肿瘤的控制率。3DCRT对肿瘤组织的适形聚焦照射和对正常组织的良好保护，提高了肿瘤与正常组织的剂量比。在正常组织受到允许剂量照射的情况下，肿瘤组织可以得到比常规放疗更高的总剂量。治疗时可以明显地提高单次剂量，缩短总的治疗时间。可以更

11、有效地保护正常组织，降低放射损伤，提高肿瘤的局部控制率。3DCRT适用于头、体部位体积较大的肿瘤，如鼻咽癌、喉癌、肺癌、食管癌、肝癌、肝血管瘤、胰腺癌、前列腺癌、直肠癌、妇科肿瘤等；使用范围广泛，是放射治疗的重要方法之一。治疗前治疗后鼻咽癌肺癌 治疗计划治疗前肺癌治疗后靶区形状虽已适形，但靶区内剂量分布欠均匀调强适形放射治疗调强适形放射治疗 Intensity Modulation Conformal Radiation Therapy,IMRT迄今为止，放射治疗使用的都是强度几乎 一致的射线，而肿瘤本身的厚度是不均一的，因此造成肿瘤内部剂量分布不均。为 了实现肿瘤内部剂量均匀，就必须对射野内

12、的射线强度进行调整。瑞典放射物理学家Brahme教授首先提出了调强的概念调强的概念启发于 CT成像的逆原理IMRT技术要求把一束射线分解为几百束细小的射线，分别调节每一束射线的强度，射线以一种在时间和空间上变化的复杂形式进行照射。IMRT通过改变靶区内的射线强度，使靶区内的任何一点都能得到理想均匀的剂量，同时将要害器官所受剂量限制在可耐受范围内，使紧邻靶区的正常组织受量降到最低。IMRT比常规治疗多保护1520的正常组织，同时可增加2040的靶区肿瘤剂量。促使 IMRT 得以实现的最重要的技术突破是强大的计算机程序，这种高精度的放疗技术使肿瘤放射治疗跨入了新时代。调强放疗普通放疗乳腺癌乳腺癌1

13、15%110%105%100%95%90%IMRTWedges前列腺癌 IGRT是一种四维放射治疗技术，它在三维放疗技术的基础上加入了时间因数的概念，充分考虑了解剖组织在治疗过程中的运动和分次治疗间的位移误差，在患者进行治疗过程中利用影像设备对肿瘤及正常器官进行实时监控，并根据器官位置的变化调整治疗条件使照射野紧紧“追随”靶区，使之能做到真正意义上的精确治疗。放射治疗是治疗恶性肿瘤的重要手段之一传统放疗对正常组织损伤较大SRT包括 SRS FSRT，俗称“X()刀”3DCRT 是放射治疗的重要方法之一IMRT、IGRT是现代放射治疗的标志“生物调强生物调强”放射治疗放射治疗 在肿瘤内有生长活跃

14、的部分，有处于休眠状态的部分，有乏氧细胞，有坏死区，肿瘤周围还有亚临床灶，它们对射线的敏感性不同。调强放射治疗可以做到给肿瘤内不同区域以不同的剂量（物理调强）。目前影像学还不能提供上述细胞生物活动的信息，随着影像学的发展，如PET、fMRI、MRS、分子显像、基因显像等技术的出现，将为今后肿瘤“生物调强”放射治疗奠定基础。生物靶区示意图在不远的将来，“生物调强”放疗技术将使肿瘤放射治疗迈上新的台阶。质子放射治疗技术1946年Wilson提出质子治疗建议；1954年在美国Berkeley，Tobias进行了世界上第一例质子治疗；在1990年美国LOMA LINDA医学院医院安装了世界上第一台专为

15、治病人设计的质子同步加速器CONFORMA3000（OPTIVUS公司生产）；从50年代至今，全世界共用质子治疗装置治疗了34万名患者，一般治疗效果达到95%以上，五年存活率高达80%。然而4万例治疗数量与全世界几千万肿瘤患者相比，又是很小的比例.质子治疗装置包括质子加速器、束流输运系统、束流配送系统、剂量监测系统、患者定位系统和控制系统。质子作为带正电核的粒子，以极高的速度进入人体，由于其速度快，故在体内与正常组织或细胞发生作用的机会极低，当到达癌细胞的特定部位时，速度突然降低并停止，释放最大能量（产生Bragg峰），将癌细胞杀死。尤其对于有重要组织器官包绕的肿瘤，其他治疗方法束手无策，用质

16、子治疗则显示出了其巨大的优越性。穿透性能强：质子束以高能高速进入人体，穿透力强。剂量分布好：高辐射剂量集中于肿瘤部位，肿瘤后面与侧面的正常组织区域几乎无剂量分布。局部剂量高：Bragg峰的优越物理学特性使质子束在组织内局灶高能释放，对肿瘤及病变组织实施精确范围最大杀伤。旁散射少,半影小：由于质子的质量大，在物质内散射少，在照射区周围只有很小的半影，因此减少了周边正常组织的照射剂量。质子放射手术眼部质子治疗较大照射野的质子照射脑和脊髓肿瘤脑血管疾病眼部病变头颈部肿瘤儿科肿瘤山东万杰医院山东万杰医院“质子治疗中心质子治疗中心”万杰质子治疗中心(WPTC)是在世界银行国际金融公司(IFC)支持下，由

17、万杰集团公司引进世界先进的质子治疗设备而组建的国内第一家质子治疗中心。上海质子肿瘤治疗中心项目上海质子肿瘤治疗中心项目 上海质子重离子医院，是由上海申康卫生发展中心投资建造的国内目前最高等级的提供质子重离子治疗的现代化肿瘤治疗和研究机构，位于上海国际医学园区。上海质子重离子医院上海质子重离子医院Cobalt 60 LinacCobalt 60 Linac3DCRT3DCRTIMRTIMRTIGRTIGRTDGRTDGRTPRNPRN病人的负担病人的负担对医生的技术要求对医生的技术要求1986年4月26日凌晨，位于苏联乌克兰加盟共和国首府基辅以北130公里处的切尔诺贝利核电站发生猛烈爆炸，反应堆机房的建筑遭到毁坏，同时发生了火灾，反应堆内的放射物质大量外泄，周围环境受到严重污染，27万人因切尔诺贝利核泄漏事故患上癌症，其中致死9.3万人。这造成 了 核 电 史 上 迄 今 为 止 最 严 重 的 事 故。8 8吨多强辐射物泄漏吨多强辐射物泄漏 30人死亡 13.5万人被迫撤离 20万平方公里土地受污染 2350亿美元经济损失离核电站仅公里的小镇20年来成为无人居住的“死城”切尔诺贝利核电站公里范围内严格限制人员进入 据专家估计，完全消除这场浩劫的影响最少需要800年!谢谢谢谢