1、哈尔滨医科大学附属第二医院放疗科邢丽娜 哈医大二院 放疗科 张凤放射治疗技术学放射治疗技术学总论总论l 利用射线束治疗肿瘤的一门利用射线束治疗肿瘤的一门学科。这些射线可以是放射性核学科。这些射线可以是放射性核素产生的素产生的、射线；射线；x射线治射线治疗机和各类加速器产生的不同能疗机和各类加速器产生的不同能量的量的x线；也可以是各类加速器线；也可以是各类加速器产生的电子束、质子束、负产生的电子束、质子束、负介介子束以及其它重粒子束等。子束以及其它重粒子束等。放射治疗学的重要内容之一，放射治疗学的重要内容之一，放射治疗技术是在实施放射治疗放射治疗技术是在实施放射治疗过程中的一种手段，放射治疗技过
2、程中的一种手段，放射治疗技术是否合理，实施过程是否准确术是否合理，实施过程是否准确直接会影响放射治疗效果。直接会影响放射治疗效果。放射治疗发展简史放射治疗发展简史l1895年年12月伦月伦琴首先发现了琴首先发现了x线线；l1896年贝可勒尔年贝可勒尔发现铀能产生放发现铀能产生放射线；射线；l1898年居里夫妇年居里夫妇成功的分离出了成功的分离出了镭，并首次提出镭，并首次提出“放射性放射性”概念；概念；l1899年医生们开年医生们开始试验用始试验用x线来线来治疗疾病；治疗疾病；l1902年第一例皮年第一例皮肤癌病人获得了肤癌病人获得了良好的疗效；良好的疗效；l1920年年200千伏千伏级级x线治
3、疗机诞线治疗机诞生，治疗喉癌获生，治疗喉癌获得了成功；得了成功；伦琴贝可勒尔居里夫妇l1951年加拿大生产年加拿大生产了第一台了第一台60钴远距钴远距离治疗机，使得放离治疗机，使得放射治疗学有了一个射治疗学有了一个飞跃；飞跃；l1952年在英国年在英国Hammer Smith医医院安装了第一台院安装了第一台8MV固定型射频微固定型射频微波直线加速器；波直线加速器；l1968年美国成功地年美国成功地制造了加速管可直制造了加速管可直立安装于机头内的立安装于机头内的驻波型电子直线加驻波型电子直线加速器；速器；l我国首台我国首台10MV医医用直线加速器于用直线加速器于1978年诞生；年诞生；l1976
4、年年X-CT开始运开始运用，与治疗计划系用，与治疗计划系统相连接，加上统相连接，加上x线模拟定位机共同线模拟定位机共同构成了一个迅速、构成了一个迅速、精确、严谨的放射精确、严谨的放射治疗计划与最优化治疗计划与最优化的选择系统，使放的选择系统，使放射治疗进入一个崭射治疗进入一个崭新的历史时期。新的历史时期。l20世纪世纪70年代以来，随着电子技术和计年代以来，随着电子技术和计算机技术的发展，模拟机、算机技术的发展，模拟机、CT、MRI、治疗计划系统相继问世，进一步提高了治疗计划系统相继问世，进一步提高了放射治疗精度，使放射治疗学进入了崭放射治疗精度，使放射治疗学进入了崭新历史时期新历史时期-适形
5、放疗。适形放疗。l3D一一CRT要求要有高清晰度的图像检查要求要有高清晰度的图像检查技术技术(CT、MR、DSA、PET等等)，将检查，将检查的图像经电子计算机处理，实行三维重的图像经电子计算机处理，实行三维重建。同时还必须有三维治疗计划系统建。同时还必须有三维治疗计划系统(3-dimensional treatment planning system，3D-TPS)合理地设计治疗计划，合理地设计治疗计划，使肿瘤得到高剂量的照射而周围正常组使肿瘤得到高剂量的照射而周围正常组织得到最大限度的保护，提高了治疗效织得到最大限度的保护，提高了治疗效果果。l20世纪世纪90年代适形调强放射治疗的出现，年
6、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使得射线剂量的分布能够在三维7个方向个方向上和靶体积的形状相一致，最大限度地上和靶体积的形状相一致，最大限度地提高了靶区剂量，同时最大限度地降低提高了靶区剂量，同时最大限度地降低了周围正常组织、器官的受照射剂量，了周围正常组织、器官的受照射剂量，从而提高了局部控制率，同时减轻了并从而提高了局部控制率，同时减轻了并发症，提高了生存率和患者的生活质量。发症，提高了生存率和患者的生活质量。l这种治疗已达到了精确定位、精确计划、这种治疗已达到了精确定位、精确计划、精确摆位、精确照射。这种精确的放射精确摆位、精确照射。这种精确的放射治疗被认为是治疗被
7、认为是21世纪放射治疗的主流，世纪放射治疗的主流，我国许多大医院已广泛开展了这种治疗我国许多大医院已广泛开展了这种治疗方法。方法。l1951年瑞典神经外科年瑞典神经外科Lars Leksell医生首先医生首先提出了立体定向放射手术的概念；提出了立体定向放射手术的概念；l1968年第一台年第一台刀刀(knife)装置在瑞典诞生装置在瑞典诞生之后；不久美国利用直线加速器实现了非共之后；不久美国利用直线加速器实现了非共面多弧度等中心旋转治疗，即现在称之为面多弧度等中心旋转治疗，即现在称之为x刀刀(X-knife)。l原理：用多个小照射野从三维方向一次大剂原理：用多个小照射野从三维方向一次大剂量的治疗
8、颅内不能手术的疾病，包括脑肿瘤量的治疗颅内不能手术的疾病，包括脑肿瘤和良性病变，特别是对颅内动、静脉畸形开和良性病变，特别是对颅内动、静脉畸形开辟了一条新的治疗途径。辟了一条新的治疗途径。l20世纪世纪70年代至年代至80年代，放射物理学、剂量学、计算机年代，放射物理学、剂量学、计算机技术以及影像技术的发展，极大地提高了近距离治疗的技术以及影像技术的发展，极大地提高了近距离治疗的精度，改善了正常组织的防护和剂量分布。精度，改善了正常组织的防护和剂量分布。l后装技术的进一步发展及低能后装技术的进一步发展及低能192铱源的使用，明显地铱源的使用，明显地减少了操作人员的受线量，也方便了病人的护理。减
9、少了操作人员的受线量，也方便了病人的护理。l 20世纪世纪80年代中期，荷兰核通公司推出了年代中期，荷兰核通公司推出了Micro-Selecron HDR，它是一台计算机控制的后装机，包括程，它是一台计算机控制的后装机，包括程控步进马达驱动的高活度微型控步进马达驱动的高活度微型192铱源和可靠的安全连铱源和可靠的安全连锁系统以及个体优化处理的治疗系统。使近距离治疗的锁系统以及个体优化处理的治疗系统。使近距离治疗的适应证进一步扩大并保证了工作人员的安全，病人也可适应证进一步扩大并保证了工作人员的安全，病人也可以在门诊进行治疗。以在门诊进行治疗。l放射物理学放射物理学l放射生物学放射生物学l临床放
10、射肿瘤学临床放射肿瘤学放射治疗学放射治疗学l研究射线与物质相互作用的方式，研究射线在人体内研究射线与物质相互作用的方式，研究射线在人体内的分布规律以及种种不同的放射源、放射治疗设备的的分布规律以及种种不同的放射源、放射治疗设备的性能、能量、剂量学特点的物理方法，它是临床放射性能、能量、剂量学特点的物理方法，它是临床放射肿瘤学的基础。肿瘤学的基础。l指导临床选择合适的放射源和治疗方式，帮助制订最指导临床选择合适的放射源和治疗方式，帮助制订最佳治疗方案，使肿瘤的形状和剂量面达到三维空间的佳治疗方案，使肿瘤的形状和剂量面达到三维空间的一致，从而最大限度地提高肿瘤照射剂量，减少周围一致，从而最大限度地
11、提高肿瘤照射剂量，减少周围正常组织和器官的受照体积和受照剂量，最终提高肿正常组织和器官的受照体积和受照剂量，最终提高肿瘤照射剂量，减少周围正常组织和器官的受照体积和瘤照射剂量，减少周围正常组织和器官的受照体积和受照体积和受照剂量，最终提高局部控制率，减少并受照体积和受照剂量，最终提高局部控制率，减少并发症。发症。l主要研究电离辐射对肿瘤和正常组织辐主要研究电离辐射对肿瘤和正常组织辐射作用的生物学机制探讨和提高肿瘤放射作用的生物学机制探讨和提高肿瘤放射敏感性射敏感性,减少正常组织损伤的生物学途减少正常组织损伤的生物学途径，从而为提高放射治疗疗效、减少放径，从而为提高放射治疗疗效、减少放射损伤和使
12、用正确辐射防护提供生物学射损伤和使用正确辐射防护提供生物学理论依据。理论依据。l是在放射物理学和放射生物学的基础上，是在放射物理学和放射生物学的基础上，由肿瘤学和放射学交叉、结合产生的新由肿瘤学和放射学交叉、结合产生的新临床学科，是肿瘤综合治疗的主要手段临床学科，是肿瘤综合治疗的主要手段之一。之一。l临床放射肿瘤学研究每一肿瘤的发病特临床放射肿瘤学研究每一肿瘤的发病特点、临床表现、综合治疗方案以及放射点、临床表现、综合治疗方案以及放射治疗技术、敏感性、疗效和不良作用等。治疗技术、敏感性、疗效和不良作用等。l恶性肿瘤的发病率、死亡率出现逐年上恶性肿瘤的发病率、死亡率出现逐年上升的趋势，已经成为威
13、胁人类健康的一升的趋势，已经成为威胁人类健康的一大杀手。大杀手。70%的肿瘤患者在治疗过程中的肿瘤患者在治疗过程中需要放射治疗。需要放射治疗。l根治性放疗根治性放疗l姑息性放疗姑息性放疗l综合治疗综合治疗l急诊放疗急诊放疗45%22%18%5%手术放疗化疗l目前目前70%的肿瘤患者需行放射治疗，对的肿瘤患者需行放射治疗，对一些早期肿瘤如咽癌，声门型喉癌，舌一些早期肿瘤如咽癌，声门型喉癌，舌体鳞癌等，肿瘤局部控制率可达体鳞癌等，肿瘤局部控制率可达80%90%，但中晚期病变治疗还不能令人满，但中晚期病变治疗还不能令人满意。为提高疗效，除早期诊断，早期治意。为提高疗效，除早期诊断，早期治疗外，要坚持
14、合理的有计划的综合治疗。疗外，要坚持合理的有计划的综合治疗。术术 前前 放放 疗疗l消灭亚临床病灶，缩小原发灶，提高外科手消灭亚临床病灶，缩小原发灶，提高外科手术的切除率和计划功能保存手术术的切除率和计划功能保存手术l使部分肿瘤转阴，避免手术使肿瘤扩展（种使部分肿瘤转阴，避免手术使肿瘤扩展（种植，加速转移）植，加速转移）l肿瘤周围滋养血管未被破坏，放疗对肿瘤细肿瘤周围滋养血管未被破坏，放疗对肿瘤细胞有更强的杀伤作用胞有更强的杀伤作用l术前放疗范围小于术后放疗范围减少了放疗术前放疗范围小于术后放疗范围减少了放疗的不良反应的不良反应l适当剂量的术前放疗（适当剂量的术前放疗（DT 5 000cGy）
15、，不），不会延误手术治疗，亦不会增加手术难度和并会延误手术治疗，亦不会增加手术难度和并发症。发症。术术 后后 放放 疗疗l术后可获得病理分期，对肿瘤的范围更加清楚术后可获得病理分期，对肿瘤的范围更加清楚明确明确l术后病理分期有利于放疗计划的制定和剂量的术后病理分期有利于放疗计划的制定和剂量的确定确定l手术减轻了肿瘤负荷，从而降低放疗剂量，减手术减轻了肿瘤负荷，从而降低放疗剂量，减少了放疗并发症少了放疗并发症l术后放疗范围包括残存病灶、瘤床，淋巴转移术后放疗范围包括残存病灶、瘤床，淋巴转移区域及淋巴可能转移区域，消灭手术不能切除区域及淋巴可能转移区域，消灭手术不能切除的亚临床灶或要害器官附近的残
16、存病变。的亚临床灶或要害器官附近的残存病变。l放疗的范围明显大于手术的范围，但仍放疗的范围明显大于手术的范围，但仍都属局部治疗，而化疗属全身性治疗。都属局部治疗，而化疗属全身性治疗。因此，对恶性肿瘤放疗与化疗的综合治因此，对恶性肿瘤放疗与化疗的综合治疗具有重要作用。疗具有重要作用。l最近的研发认为，手术最近的研发认为，手术+放疗放疗+化疗的综化疗的综合治疗，可明显提高肿瘤特别是中、晚合治疗，可明显提高肿瘤特别是中、晚期恶性肿瘤局部区域肿瘤的控制率，减期恶性肿瘤局部区域肿瘤的控制率，减少远处转移，缩小手术范围，降低放疗少远处转移，缩小手术范围，降低放疗剂量，从而提高疗效，减少并发症，提剂量，从而
17、提高疗效，减少并发症，提高患者的生活质量。高患者的生活质量。l加温能指数性杀灭癌细胞，乏氧不影响加温能指数性杀灭癌细胞，乏氧不影响其对癌细胞的杀伤作用其对癌细胞的杀伤作用l加温能选择性地杀灭加温能选择性地杀灭S期癌细胞期癌细胞l加温对瘤体内营养不良的低加温对瘤体内营养不良的低pH值的癌细值的癌细胞杀伤更大胞杀伤更大l加温可抑制放射后潜在致死性损伤的修加温可抑制放射后潜在致死性损伤的修复；微波或超声加温时，血运较差的肿复；微波或超声加温时，血运较差的肿瘤比周围正常组织的温度更高。瘤比周围正常组织的温度更高。l不同周期的细胞对放射和热的敏感性完全不同不同周期的细胞对放射和热的敏感性完全不同l肿瘤细
18、胞所处的环境（氧含量、营养状态和肿瘤细胞所处的环境（氧含量、营养状态和pH）对放射和热的修饰效果完全不同）对放射和热的修饰效果完全不同l放射性亚致死损伤后加热处理和热性亚致死损放射性亚致死损伤后加热处理和热性亚致死损伤后放射都会使更多的细胞不能修复而死亡。伤后放射都会使更多的细胞不能修复而死亡。这种多环节的双重抗癌机制的叠加，会使更多这种多环节的双重抗癌机制的叠加，会使更多的肿瘤细胞死亡。因此，放疗和热疗配合有互的肿瘤细胞死亡。因此，放疗和热疗配合有互补效应，提高了肿瘤局控率。补效应，提高了肿瘤局控率。l温度超过温度超过41C且低于且低于44C时，不但能时，不但能最大限度地抑制肿瘤细胞的损伤修
19、复功最大限度地抑制肿瘤细胞的损伤修复功能，而且增加细胞对射线的敏感性，有能，而且增加细胞对射线的敏感性，有时在热疗开始后即能观察到肿瘤组织的时在热疗开始后即能观察到肿瘤组织的氧含量增高，并且持续氧含量增高，并且持续24小时之久。热小时之久。热疗后立刻进行放疗，由热疗产生的氧分疗后立刻进行放疗，由热疗产生的氧分压高效应可以提高放疗敏感性。压高效应可以提高放疗敏感性。l1951年瑞典学者年瑞典学者Leksell首先提出首先提出立体定立体定向放射外科向放射外科（SRS）概念，采用等中心）概念，采用等中心技术，通过立体定向多线束把放射线聚技术，通过立体定向多线束把放射线聚集在病灶区实施一次大剂量照射治
20、疗。集在病灶区实施一次大剂量照射治疗。由于线束从三维空间聚集到靶点，使病由于线束从三维空间聚集到靶点，使病灶区形成高剂量，靶外正常组织剂量很灶区形成高剂量，靶外正常组织剂量很低等剂量曲线在病灶外陡降，因此，在低等剂量曲线在病灶外陡降，因此，在杀灭病变的同时最大限度地保护了周围杀灭病变的同时最大限度地保护了周围正常组织和要害器官。正常组织和要害器官。lSRS：通过立体定向设备和技术，对病：通过立体定向设备和技术，对病变进行单次大剂量的照射变进行单次大剂量的照射lSFR；利用立体定向设备的技术，用较；利用立体定向设备的技术，用较大剂量对病变进行几次照射，多适用于大剂量对病变进行几次照射，多适用于体
21、积较大的恶性肿瘤。体积较大的恶性肿瘤。适用于体积适用于体积30mml病灶位于或紧靠敏感组织结构，如病灶病灶位于或紧靠敏感组织结构，如病灶处在视神经、视交叉处，要求距离处在视神经、视交叉处，要求距离5mml肿瘤急性出血，病灶外侵边界不明确，肿瘤急性出血，病灶外侵边界不明确，如脑胶质瘤如脑胶质瘤l病变四周严重水肿，伴有明显颅内高压病变四周严重水肿，伴有明显颅内高压l肿瘤中心积液，需综合治疗后才考虑肿瘤中心积液，需综合治疗后才考虑l高度恶性胶质瘤、脑转移瘤。高度恶性胶质瘤、脑转移瘤。lIMRT技术要求把一束射线分解为几百束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细小的射线，分
22、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度，射线以一种在时间和空间上变化的复杂形式进行照射。复杂形式进行照射。IMRT通过改变靶区内的射线强度，使靶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耐受范围内，使紧邻靶区的正常组织受量降到最低。量降到最低。IMRT比常规治疗多保护比常规治疗多保护1520的正的正常组织，同时可增加常组织，同时可增加2040的靶区的靶区肿瘤剂量。肿瘤剂量。调强放疗普通放疗 IGRT是一种四维放射治疗技术
23、，它在三维放疗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。l临床工作中常用的分次方法有常规放疗、临床工作中常用的分次方法有常规放疗、分段放疗、超分割放疗、加速超分割放分段放疗、超分割放疗、加速超分割放疗、连续加速超分割放疗、后程加速超疗
24、、连续加速超分割放疗、后程加速超分割放疗、低分割放疗等。分割放疗、低分割放疗等。l近距离放疗是封装好的放射源，通过施近距离放疗是封装好的放射源，通过施源器或输源导管直接放入或植入患者的源器或输源导管直接放入或植入患者的肿瘤部位进行照射，其基本特征是放射肿瘤部位进行照射，其基本特征是放射源可以最大限度地贴近肿瘤组织，使肿源可以最大限度地贴近肿瘤组织，使肿瘤组织得到有效的杀伤剂量，而周围正瘤组织得到有效的杀伤剂量，而周围正常组织受量较低。常组织受量较低。l腔内和管内照射腔内和管内照射l组织间照射组织间照射l敷贴照射敷贴照射l术中照射术中照射l目前，在某些早期恶性肿瘤的治疗中，目前，在某些早期恶性肿
25、瘤的治疗中，已逐渐形成以外照射为主，外照射与后已逐渐形成以外照射为主，外照射与后装治疗相结合的综合治疗模式。装治疗相结合的综合治疗模式。l化疗药物可以增加肿瘤细胞的放射敏感化疗药物可以增加肿瘤细胞的放射敏感性性l高线性能量传递（高线性能量传递（LET）射线包括中子、）射线包括中子、粒子、碳离子等。粒子、碳离子等。l近来的研究表明，快中子对头颈部晚期近来的研究表明，快中子对头颈部晚期肿瘤、涎腺癌、前列腺癌、软组织肉瘤肿瘤、涎腺癌、前列腺癌、软组织肉瘤及骨肉瘤疗效较好，尤其局部晚期不能及骨肉瘤疗效较好，尤其局部晚期不能手术的腮腺癌是快中子治疗的首选指征。手术的腮腺癌是快中子治疗的首选指征。l质子和碳离子等带电粒子束在肿瘤区有质子和碳离子等带电粒子束在肿瘤区有极好的剂量分布极好的剂量分布,正常组织剂量减少。正常组织剂量减少。l放射治疗在肿瘤治疗中的作用放射治疗在肿瘤治疗中的作用l综合治疗模式综合治疗模式l名词解释名词解释:放射物理学、放射生物学、高放射物理学、放射生物学、高LET射线射线
