放射治疗技术

现代肿瘤放射治疗的目标：
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、调强放疗、图像引导放疗 以及质子治疗技术先后问世并不断发展完 善。
适应症
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。
鼻咽癌
治疗后 治疗前
肺癌 · 治疗计划
肺癌
治疗前
治疗后
三维适形放射治疗的局限性
靶区形状虽已适形，但靶区内剂量分布 欠均匀
分次立体定向放射治疗 Fractional Stereotactic Radiotherapy FSRT
ห้องสมุดไป่ตู้
FSRT的特点：
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。
分次照射的优点:
使那些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。
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
质子治疗特点
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 子治疗则显示出了其巨大的优越性。
从50年代至今，全世界共用质子治疗装置 治疗了3~4万名患者，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
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。
质子治疗临床应用
质子放射手术 眼部质子治疗 较大照射野的质子照射
质子治疗适应症
脑和脊髓肿瘤 脑血管疾病 眼部病变 头颈部肿瘤 儿科肿瘤
我国质子治疗发展情况
山东万杰医院“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。
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。
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。
普通放疗
调强放疗
乳腺癌
115% Wedges 110% 105% 100% 95% 90%
IMRT
前列腺癌
影像引导放射治疗 (IGRT)
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。
放射治疗技术的发展
立体定向放射治疗
Stereotactic Radiotherapy SRT
SRT 俗称 X(γ)刀，包含
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)
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
质子治疗发展历程
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治病人设计的质子 同步加速器CONFORMA3000（OPTIVUS 公司生产）；
适应症
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。
立体定向放疗的局限性
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
谢 谢 大 家 ！
SRS概念：
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
立体定向放射外科历史
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leksell＆larsson在瑞典研制成功首台 “γ刀” 1985年Colombo＆Hartman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
在1960年代中期日本人高桥（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。
“X刀”：
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
特点：
X刀除应用在头部肿瘤外，还可应用在胸、 腹、盆等区域，应用范围比γ刀广。 可用于<4cm的病变。
适应症：
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。
小结
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 (γ) 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
展望：
“生物调强”放射治疗
在肿瘤内有生长活跃的部分，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）。
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15％～20％的正常 组织，同时可增加20％～40％的靶区肿瘤 剂量。
立体定向放射外科与传统手术比较
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。
立体定向放射外科的局限性
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
“γ刀”：
由201个钴放射源排列成半球形,每一个放射 源发射出的γ射线都聚焦到一个点上。
特点：
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“γ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。
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
三维适形放射治疗 3-dimensional conformal radiation therapy 3DCRT
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。
肿瘤放射治疗技术