第16章 现代肿瘤放射治疗学及其进展 .doc
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第十六章 现代肿瘤放射治疗学及其进展
在放射物理学方面，近年来主要的发展是：
① 放射治疗的计算机化。三维放疗计划设计系统、放疗质量控制和保证系统。
② 立体定向放疗，以?刀和x刀为代表。
③ 立体适形调强放疗。
④ 质子放疗系统。
在放射生物学方面，主要的进展有：
① 非常规分割放疗：超分割放疗和加速超分割放疗。
② 放射化学修饰剂：缺氧细胞放射增敏剂(硝基咪唑类衍生物)放射保护剂：WR2721。
③ 放射和化疗联合治疗。
④ 放射和加热治疗。
* 放疗设备：镭锭?高压X线机?60钴机?加速器?中子治疗机?现代质子放疗系统；
* 放射治疗方法：从单次照射?多次照射?每天多次照射的非常规分割放疗；
* 放射治疗：从单-疗法?发展到和手术、化疗、放射效应修饰剂、加热治疗、生物治疗相结合的综合治疗；
* 放射治疗技术：从镭模单野贴敷治疗、自然腔道内近距离照射?计算机控制的遥控后装近距离放射、组织间插植放疗和术中放疗；
* 在外照射方面：从源皮距照射?多野同中心照射?立体适形调强放疗?计算机控制。
第一节 放射物理学和新放疗技术
一 三维放射治疗计划系统
二、立体定向放射治疗
特点是：
① 用于治疗小于30cm3的小体积病灶。
② 通常采用单次大剂量照射，但目前也已开始采用分次照射技术。
③ 需要格外精确定位的设施和固定病人体位的方法。
④ 治疗野边缘剂量下降梯度非常陡峭，使靶区外的组织受照剂量很少。
⑤ 射线束在体内相交于同一点，三维分布的射线照射使正常组织受线最小。
⑥ 可对计划进行评估和作必要的修改
⑦ 仅适用于体积较小的病灶30cm3，如颅内小的原发性肿瘤、动静脉畸形等，或者用于外放射后残留的小病灶。
⑧ 我国大多数常见肿瘤都不适合。决不能夸大其适应证和疗效，滥用于病人。
三、适形调强调射治疗
(Intensity Modulated Radiotherapy，IMRT)。
* IMRT的基本原理来自CT成像的反思维(反向计划设计)：自CT机x线球管出来的均匀射线束经过人体后变成了强度不均匀的射线束。因而如果给予一个强度不均匀的射线束照射，则出射线就可能是均匀的。IMRT的关键是在照射野内给出强度变化的射线进行治疗，加上使用多野照射，就能得到适合靶区立体形状的剂量分布，而且对靶区要求的剂量强度也可以"适形"。
* 由于它的适形性非常好，因此能明显提高肿瘤放射剂量，同时有效地保护周围正常组织。
四、粒子射线放射治疗
* 带电重粒子射线共同的一个物理特性，就是它们在介质中都有一定的射程。
* 粒子在介质中运动的开始阶段，能量损失较小，而在接近其射程终末时，能量突然发生大量释放，在该处形成陡峭的电离吸收峰，称为Bragg峰，并在达到该电离吸收峰的最高值时，由于能量几乎全部损失而静止。
* 因此，粒子射线的深度剂量曲线分布特性显示，在其大部分射程内近似恒定剂量(坪段剂量)，在其射程末端出现一明显的Bragg峰，峰值剂量约为坪段剂量的3--4倍，井在达到峰值后迅速截止。
* 粒子射线Bragg峰的深度位置由其初始能量决定，因而可以通过调节粒子射线的能量束控制。因此，粒子射线特别适于适形放疗。
* 重粒子射线在组织中引起的部分核反应会产生正电子发射，这可以被正电子发射断层扫描(PET)所追踪。
* 质子射线的生物学效应与常规低LET射线相近，相对生物效应为1.1。
* 由于质子射线的Bragg峰，加上适形凋强放疗，使其适形性优于迄今所有的放疗方法。
第二节 放射生物学及其在临床放射治疗中的应用
一、放射治疗中的放射生物学基础
放射后细胞的结局：六种结局：
① 凋亡：高度敏感的淋巴细胞、精原细胞?凋亡
② 流产分裂：受致死剂量损伤的细胞在进入下一次分裂周期时，由于受损DNA无法复制，如DNA双链断裂，以致分裂失败，细胞死亡。
③ 子代细胞畸变：
④ 形态上无任何变化：
⑤ 有限的分裂后死亡：
⑥ 生存。在非致死性剂量损伤后，细胞能修复DNA损伤，并能正常分裂，(二)细胞生存曲线
* 不同剂量照射细胞后，体外培养，计数细胞克隆的形成数，与对照组细胞形成的克隆数相比，即获得克隆源性细胞的生存率。以x轴为放射剂量(算术坐标)，Y轴为生存率(对数坐标)作图便得到细胞生存曲线。S=e-aD
* S生存率，D放射剂量，a斜率。
* Do是该曲线直线部分斜率的倒数，系细胞的固有放射敏感性。即每照射Do的剂量能使细胞生存率降低到原来的37%。Do越小，细胞对放射越敏感。
* Dq是曲线直线部分的反推延长线与Y轴1.0处与x轴平行线的截距，Dq用以描写"肩区"的宽，用以评价细胞修复放射性损伤的能力。Dq越大则细胞修复损伤的能力越强。
* N为生存曲线直线部分反推与Y轴相交，即x＝0时的Y值。N是杀灭细胞所需击中的靶数。
* 这类带肩区的生存曲线可用单靶多击或多靶单击学说来解释。
* 由于一个细胞需被射线击中数次后，如N次才会死亡，所以在小剂量照射时有一个放射损伤累积的过程，因而在指数坐标中，细胞生存率的降低呈"肩区"，当所有的细胞都被击中N-1次后，生存率才呈指数性降低，即为直线。
(三)放射损伤的修复
* 当细胞受到非致死放射剂量照射后，细胞能通过自身修复机制来修复放射损伤。这些非致死哇放射损伤包括两种：潜在致死性放射损伤(potential lethal danmge，PLD)和亚致死性放射损伤(sub-lethal damage，SLD)。
* PLD后的结局可以不一样，在某种情况下细胞死亡，在另一些条件下损伤却能修复。受PLD损伤的细胞，若放射后处于一个抑制细胞分裂的环境，这个环境有助于细胞修复PLD。
(四)分裂周期中不同时相细胞的放射敏感性
* 对放射最敏感的是M期细胞，G2期细胞也较敏感。G1早期细胞相对敏感，随着Gl逐步向S期发展，放射敏感性也随之降低，至G1后期已呈相对抵抗。S期细胞对放射呈抵抗性。
* 放射能产生G2/M期细胞阻滞，时相同步化的现象。当放射损伤被修复后，受阻的细胞同步在分裂周期中前进。
* 若同步化的细胞处于抗放射时相，则放射效应不强；若处于放射敏感相，则杀灭效应大。
* 同步化现象是短暂的，因为细胞群很陕依自己固有的时相比例再重新分布，同步化消失。
(五)放射过程中细胞的增殖
* 放射的效应决定于无细胞的增殖出现。对正常组织而言，细胞的增殖有利于放射损伤的恢复；对肿瘤而言，则产生了更多的肿瘤细胞，需用更多的剂量来杀灭它们。
* 发生增殖的有两种细胞：一种为放射体积内克隆源性细胞；另一种为从放射体积以外 ......
第十六章 现代肿瘤放射治疗学及其进展
在放射物理学方面，近年来主要的发展是：
① 放射治疗的计算机化。三维放疗计划设计系统、放疗质量控制和保证系统。
② 立体定向放疗，以?刀和x刀为代表。
③ 立体适形调强放疗。
④ 质子放疗系统。
在放射生物学方面，主要的进展有：
① 非常规分割放疗：超分割放疗和加速超分割放疗。
② 放射化学修饰剂：缺氧细胞放射增敏剂(硝基咪唑类衍生物)放射保护剂：WR2721。
③ 放射和化疗联合治疗。
④ 放射和加热治疗。
* 放疗设备：镭锭?高压X线机?60钴机?加速器?中子治疗机?现代质子放疗系统；
* 放射治疗方法：从单次照射?多次照射?每天多次照射的非常规分割放疗；
* 放射治疗：从单-疗法?发展到和手术、化疗、放射效应修饰剂、加热治疗、生物治疗相结合的综合治疗；
* 放射治疗技术：从镭模单野贴敷治疗、自然腔道内近距离照射?计算机控制的遥控后装近距离放射、组织间插植放疗和术中放疗；
* 在外照射方面：从源皮距照射?多野同中心照射?立体适形调强放疗?计算机控制。
第一节 放射物理学和新放疗技术
一 三维放射治疗计划系统
二、立体定向放射治疗
特点是：
① 用于治疗小于30cm3的小体积病灶。
② 通常采用单次大剂量照射，但目前也已开始采用分次照射技术。
③ 需要格外精确定位的设施和固定病人体位的方法。
④ 治疗野边缘剂量下降梯度非常陡峭，使靶区外的组织受照剂量很少。
⑤ 射线束在体内相交于同一点，三维分布的射线照射使正常组织受线最小。
⑥ 可对计划进行评估和作必要的修改
⑦ 仅适用于体积较小的病灶30cm3，如颅内小的原发性肿瘤、动静脉畸形等，或者用于外放射后残留的小病灶。
⑧ 我国大多数常见肿瘤都不适合。决不能夸大其适应证和疗效，滥用于病人。
三、适形调强调射治疗
(Intensity Modulated Radiotherapy，IMRT)。
* IMRT的基本原理来自CT成像的反思维(反向计划设计)：自CT机x线球管出来的均匀射线束经过人体后变成了强度不均匀的射线束。因而如果给予一个强度不均匀的射线束照射，则出射线就可能是均匀的。IMRT的关键是在照射野内给出强度变化的射线进行治疗，加上使用多野照射，就能得到适合靶区立体形状的剂量分布，而且对靶区要求的剂量强度也可以"适形"。
* 由于它的适形性非常好，因此能明显提高肿瘤放射剂量，同时有效地保护周围正常组织。
四、粒子射线放射治疗
* 带电重粒子射线共同的一个物理特性，就是它们在介质中都有一定的射程。
* 粒子在介质中运动的开始阶段，能量损失较小，而在接近其射程终末时，能量突然发生大量释放，在该处形成陡峭的电离吸收峰，称为Bragg峰，并在达到该电离吸收峰的最高值时，由于能量几乎全部损失而静止。
* 因此，粒子射线的深度剂量曲线分布特性显示，在其大部分射程内近似恒定剂量(坪段剂量)，在其射程末端出现一明显的Bragg峰，峰值剂量约为坪段剂量的3--4倍，井在达到峰值后迅速截止。
* 粒子射线Bragg峰的深度位置由其初始能量决定，因而可以通过调节粒子射线的能量束控制。因此，粒子射线特别适于适形放疗。
* 重粒子射线在组织中引起的部分核反应会产生正电子发射，这可以被正电子发射断层扫描(PET)所追踪。
* 质子射线的生物学效应与常规低LET射线相近，相对生物效应为1.1。
* 由于质子射线的Bragg峰，加上适形凋强放疗，使其适形性优于迄今所有的放疗方法。
第二节 放射生物学及其在临床放射治疗中的应用
一、放射治疗中的放射生物学基础
放射后细胞的结局：六种结局：
① 凋亡：高度敏感的淋巴细胞、精原细胞?凋亡
② 流产分裂：受致死剂量损伤的细胞在进入下一次分裂周期时，由于受损DNA无法复制，如DNA双链断裂，以致分裂失败，细胞死亡。
③ 子代细胞畸变：
④ 形态上无任何变化：
⑤ 有限的分裂后死亡：
⑥ 生存。在非致死性剂量损伤后，细胞能修复DNA损伤，并能正常分裂，(二)细胞生存曲线
* 不同剂量照射细胞后，体外培养，计数细胞克隆的形成数，与对照组细胞形成的克隆数相比，即获得克隆源性细胞的生存率。以x轴为放射剂量(算术坐标)，Y轴为生存率(对数坐标)作图便得到细胞生存曲线。S=e-aD
* S生存率，D放射剂量，a斜率。
* Do是该曲线直线部分斜率的倒数，系细胞的固有放射敏感性。即每照射Do的剂量能使细胞生存率降低到原来的37%。Do越小，细胞对放射越敏感。
* Dq是曲线直线部分的反推延长线与Y轴1.0处与x轴平行线的截距，Dq用以描写"肩区"的宽，用以评价细胞修复放射性损伤的能力。Dq越大则细胞修复损伤的能力越强。
* N为生存曲线直线部分反推与Y轴相交，即x＝0时的Y值。N是杀灭细胞所需击中的靶数。
* 这类带肩区的生存曲线可用单靶多击或多靶单击学说来解释。
* 由于一个细胞需被射线击中数次后，如N次才会死亡，所以在小剂量照射时有一个放射损伤累积的过程，因而在指数坐标中，细胞生存率的降低呈"肩区"，当所有的细胞都被击中N-1次后，生存率才呈指数性降低，即为直线。
(三)放射损伤的修复
* 当细胞受到非致死放射剂量照射后，细胞能通过自身修复机制来修复放射损伤。这些非致死哇放射损伤包括两种：潜在致死性放射损伤(potential lethal danmge，PLD)和亚致死性放射损伤(sub-lethal damage，SLD)。
* PLD后的结局可以不一样，在某种情况下细胞死亡，在另一些条件下损伤却能修复。受PLD损伤的细胞，若放射后处于一个抑制细胞分裂的环境，这个环境有助于细胞修复PLD。
(四)分裂周期中不同时相细胞的放射敏感性
* 对放射最敏感的是M期细胞，G2期细胞也较敏感。G1早期细胞相对敏感，随着Gl逐步向S期发展，放射敏感性也随之降低，至G1后期已呈相对抵抗。S期细胞对放射呈抵抗性。
* 放射能产生G2/M期细胞阻滞，时相同步化的现象。当放射损伤被修复后，受阻的细胞同步在分裂周期中前进。
* 若同步化的细胞处于抗放射时相，则放射效应不强；若处于放射敏感相，则杀灭效应大。
* 同步化现象是短暂的，因为细胞群很陕依自己固有的时相比例再重新分布，同步化消失。
(五)放射过程中细胞的增殖
* 放射的效应决定于无细胞的增殖出现。对正常组织而言，细胞的增殖有利于放射损伤的恢复；对肿瘤而言，则产生了更多的肿瘤细胞，需用更多的剂量来杀灭它们。
* 发生增殖的有两种细胞：一种为放射体积内克隆源性细胞；另一种为从放射体积以外 ......
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