肿瘤的放射治疗讲稿.docx

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1、第六章 肿瘤的放射治疗Radiotherapy of tumour授课层次：2013级临床药学系本科主讲人： 李中文 学时：2学时一 教学目的在了解放射源的种类、治疗方式和射线的生物作用机制的基础上，掌握影响肿瘤放射敏感性因素以及放射治疗在肿瘤临床中的应用。二 教学要求（一）掌握两种基本照射方式。掌握影响肿瘤放射敏感性因素以及姑息性放射治疗和根治性放射治疗。（二）熟悉放射治疗设备的种类。（三）了解放射源的种类，了解射线的生物作用机制。（四）了解肿瘤其它治疗方法。三 教学方式采用启发式教学四 教学内容 首先简单介绍自己。同学们是临床药学系大四学生，有很高影像学基础，前面老师已经向你们讲授了肿瘤学

2、的基础部分，通过基础部分的学习，同学们知道了肿瘤是一常见病、多发病；知道了早期发现、早期诊断、早期治疗是肿瘤病人疗效好坏的关键。当然，你们更知道医学影像在肿瘤诊断、分期中的重要性！那么，它在肿瘤治疗中的应用知道多少？大家都知道，肿瘤的治疗手段主要有：手术治疗、放射治疗、药物治疗（化疗 Chemotherapy）、免疫治疗、介入治疗、激光、热疗以及综合治疗等。肿瘤总的治愈率是45%：手术是22%，放疗18%，化疗5%。今天，我们学习肿瘤的放射治疗（Radiotherapy of tumour）。及其他治疗。 定义： 放射治疗，是利用各种放射线对肿瘤细胞所引起的破坏和抑制作用来达到治疗肿瘤目的的一

3、种治疗方式。l 放射治疗已经有一百多年的历史，我们复习一下他的历史：l 1895年 ？伦琴 发现了 X？线。l 1898年，居里夫人发现了天然放射性元素 钋 和 镭 。 l Coutard于 1922 年使用分次放射治疗喉癌取得根治，为放射治疗学奠定了基础。随着原子物理学、电子计算机、影像学的快速发展，新放射源的问世，以及一百多年来积累的大量临床经验，使得放射治疗快速发展，日益成熟。已成为治疗癌症（Cancer）的三大手段之一，大约有70%的癌症病人需要做放射治疗。形成了今天的-肿瘤放射治疗学l 肿瘤放射治疗学(radiation oncology) 是研究、应用放射物质、放射能治疗肿瘤的原理

4、和方法的一门临床学科。它包含着四方面的内容：放射物理学（radiation physics）-性能、特点、剂量和防护放射生物学（radiation biology）-机体正常组织和肿瘤组织对射线的反应放疗技术学（radiation technology）-具体运用各种放射源及设备治疗肿瘤病人临床肿瘤学（clinical oncology）人类肿瘤临床规律特别是诊断和治疗方法第一节 放射物理学及生物学基础一、射线的种类： 1、放射性核素发射出的a、r 射线， 2、X线治疗机和直线加速器产生的不同能量的X射线； 3、直线加速器产生的电子线、粒子束。肿瘤临床上用得最多的是X线、r射线 ；提问：临床常

5、用的是那些射线？二、电离辐射与物质的作用电离辐射电磁辐射光子与物质作用的物理效应粒子辐射粒子辐射l 电离：高能射线作用物质，物质中的电子从原子或分子轨道移动。l 电离是射线引起物质物理、化学变化及生物效应的主要机制。l 1、电磁辐射：就是电磁波，频率106/s、波长10-7m的电磁波，都属于电磁辐射线。也就是光子线。按其产生的放射源不同分为： 光子线：放射性物质-射线(60Co、192Ir、226Ra) 放射装置-X射线X线或线和光波、无线电波、紫外线、红外线都是电磁辐射线，仅是频率不同，即能量不同而已。2、 粒子辐射：原子结构种成分如电子、中子、质子、和重粒子所产生的电磁幅射。 概念：3、光

6、子与物质作用的物理效应l 、光电效应：光子线作用于原子的内层电子，把能量全部传递给轨道点子，而释放出光电子。低能射线的主要作用。与物质的原子序数有关l 、康普顿效应：光子线作用于原子的外层电子。与原子序数Z无关，就是说对同等能量的X、，任何物质例如骨、软组织在康普顿过程中吸收的射线能量基本上是相同的l 、电子对效应：光子于原子核的相互作用的过程,当光子的能量大于1.02MeV时，光子在行近原子核时，由于受到原子核库伦场的强烈影响，突然消失变成正负电子；正负电子与物质作用，激发和电离，损失能量。结合形成能量相等方向相反的二个光子。称为电子对效应。质量吸收系数与原子序数成正比l 三种吸收的相对重要

7、性组织内各种不同能量光子的吸收方式 光子能量 吸收方式 150250KeV 主要是光电吸收 60Co、222MeV 康普顿吸收同等重要 22MeV25MeV 电子对吸收开始变得明显 50 100MeV 主要是电子对吸收 放射治疗的生物学基础 一、放射线的生物作用机制 1、直接作用：机体的基本构成单位是细胞，细胞又主要由蛋白质分子构成，当射线对蛋白质起作用时，蛋白质分子上的电子被击电离，从而使蛋白质的性质发生改变，DNA单链或双链断裂。引起细胞的生理机能和形态发生变化，轻者功能损伤，重则细胞死亡。 2、间接作用：机体的80%是水，水分子受射线的冲击后，射线使水分子电离而产生化学性质十分活跃的游离

8、基称为自由基。 H2O H2O+ + e- H2O + H2O+ H3O + OH 细胞内的自由离子基可造成细胞内的蛋白质改变，蛋白质的改变又扰乱酶的活性，从而使细胞的结构和功能发生改变，造成细胞的损伤。 我们先看一例病例：男性、36岁、经病理确诊为鼻咽低分化鳞癌，治疗前鼻咽肿瘤病灶0.8CM，颈部转移病灶2CM；放射治疗的剂量达到3000cGY时鼻咽原发灶及颈部的转移病灶都消失了，放射治疗达4000CGY时结束治疗出院，出院后五个月病人肿瘤复发，同学们思考一下，该病人复发的原因主要是？癌细胞受射线照射后，通过以上两方面作用机制造成细胞损伤，如果损伤轻微，损伤可以修复，癌细胞可以继续存活，并分

9、裂繁殖，叫亚致死性损伤；如果损伤较重，癌细胞在任何情况下都不能恢复，丧失分裂繁殖的能力，生存一段时间后细胞自然死亡，这种损伤叫致死损伤；介于二者之间，在适当环境和条件下能修复的损伤，我们叫潜在性致死损伤。这种损伤分为三个阶段： A、 物理阶段：放射线作用于生物体后产生次级电子，次级电子通过相邻原子时使之激发或电离，导致一连串的电离事件。B、 化学阶段：物理阶段的电离和激发导致细胞内的原子和分子的化学键的断裂，并形成自由基，自由基参与一系列的反应，加重和固定放射损伤。C、 生物阶段：化学损伤的酶和DNA等大部分可成功的修复，较少的一部分损伤不能修复，部分细胞出现间期死亡，部分细胞存活。结合临床，

10、根治治疗的病人，要给到根治放射治疗的剂量，肿瘤才能够不复发，才能治疗好肿瘤。 二、细胞损伤主要影响因素 1.氧与放射敏感性 介绍氧增强比（oxygen enhangcement ratio，OER）:在乏氧和空气条件下，达到相对生物效应所需的照射剂量之比。细胞内氧张力的改变是影响放射敏感性的主要因素，射线作用于物质后，产生自由离子基，离子基使得细胞损伤，但自由离子基的亚致死损伤作用需要氧的参与才能进行；当细胞内氧张力低，细胞内缺氧，这种损伤作用就不能进行；这种缺氧细胞就是临床上所说的乏氧细胞，乏氧细胞对放射治疗敏感性低。临床上我们曾经遇到这样两个病人，都是一个病理类型的肺癌，差别只是病变的大小

11、，一个是3公分，另一个是6公分，小病灶在放射治疗剂量达到4000CGY时就缩小一半，而6公分的大病灶到6000CGY时病变才消失一半；如果剂量都是准确的话，它的原因应该是什么？晚期肿瘤，肿瘤的体积比较大肿瘤中心因血运差，供血不足，肿瘤的乏氧细胞较多，对放射治疗敏感性差，从而疗效差，早期体积小的肿瘤则反之，故肿瘤治疗要强调三早，治早不治晚的道理所在。2、 射线的质 表示该射线的穿透能力，主要决定于射线的能量，能量高，穿透能力强，一般X线用其管电压表示，单位为KV（千伏）；r射线及加速器产生的电子线用Mev来表示（百万电子伏特），高能射线（X射线）用MV（百万伏特）表示。l 线性能量传递（line

12、r transfer energy,LET）：是描述射线质的物理量，表示沿次级粒子径迹单位长度上的能量转换。l 氧增强比(oxygen enhancement ratio,OER)：描写某种射线其放射敏感性对细胞含氧状态依赖关系的物理量。l 相对生物效应(relative biological effect,RBE)：描写不同质射线对同一种细胞生物效应大小。 l 高LET和低LET射线的区别？光子线属于低LET射线。除电子以外的粒子束属于高LET射线。 高LET射线通过物质中每单位长度轨迹上传递给物质能量高，随着在物质中射程增加，粒子速度减慢，接近最后射程时粒子能量突然增加，形成电离吸收峰（b

13、ragg 峰）。 高LET射线电离密度大，传递给介质能量高，相对生物效应大，对含氧状态依赖小，有利于杀伤乏氧细胞。 高LET射线对周期中不同时相细胞的放射敏感性差异小。 引起DNA双链断裂多，主要为致死性损伤。 设备昂贵。 3、 照射剂量 射线的量（放射性活度）：一个是用于表示放射性核素源的强度，叫放射性活度（强度），照射剂量：单位质量受照物质吸收辐射能量多少的一个度量单位（焦耳/公斤）。专用名称：戈瑞（Gray） ,1Gy=100cGy。 4、 剂量率 单位时间内收照射的剂量 ，外照射的剂量率：1-10GY/min三、正常组织和肿瘤细胞在分次照射中的4个变化（4R）肿瘤细胞放射损伤的修复（r

14、epair)：亚致死性损伤和潜在致死性损伤。肿瘤细胞的再增殖（regeneration）：残存的肿瘤细胞会出现加速再增殖，G0期细胞进入增值周期。细胞周期再分布（redistribrtion）：增值周期内不同时相细胞，放射敏感性不同。M、G2期最敏感；S期敏感性低、G0抗拒。乏氧细胞的再氧合（reoxygenation）：在分次照射时富氧细胞易受放射损伤以至死亡，随着细胞丢失所致耗氧减少，肿瘤体积缩小，毛细血管循环改善，使放射 残存的乏氧细胞获得较多氧而变成富氧细胞。 3、肿瘤的分化程度与放射敏感性 肿瘤的分化程度与放射敏感性成反比，即肿瘤的分化程度越低，对放射治疗越敏感。 但临床上并不意味着

15、分化程度低的肿瘤疗效好；因为肿瘤分化低容易转移。临床根据放射敏感程度将肿瘤分成三类放射敏感的肿瘤： 睾丸精原细胞瘤、 恶性淋巴瘤、白血病、小细胞肺癌；放射中度敏感的肿瘤：鳞状上皮癌放射敏感性低的肿瘤：腺癌临床根据放射敏感程度将肿瘤分成三类，它对肿瘤的综合治疗有什么指导意义？ 第二节，放疗设备及其仪器、一、放射治疗的设备1、X线治疗机： A、结构 B、产生X线的能量及特点 C、临床应用范围： 较局限的皮肤癌、骨转移癌、颈部淋巴结的补量放疗、胸壁病变、良性病变（瘢痕瘤、血管瘤）。2、60钴治疗机 高能射线，是治疗肿瘤的主要设备之一，具有穿透力强，保护皮肤及骨组织，散射线小，经济可靠等特点。 机器的

16、特点； 适应范围。低能射线和高能射线的疗效比较 低能射线 高能射线肿瘤类别 五年生存率 五年生存率宫颈癌 35-45 55-65鼻咽癌 20-25 45-50扁桃体癌 20-30 45-50精原细胞瘤 65-70 90-95前列腺癌 5-15 55-60 3、直线加速器 产生的X线能量高，深度剂量高，又可产生不同能量的电子束，应用广泛，疗效好，深浅肿瘤均可用加速器治疗，现已成为放射治疗肿瘤的主力设备。4、后装治疗机后装治疗机用于近距离治疗，包括腔内照射、组织间照射；发展情况（放射源）； 近距离治疗近些年发展很快，但后装治疗机不能单独用于肿瘤的治疗 ，它只是外照射的一个重要补充。用于近距离治疗，

17、包括腔内，组织间照射及术中置管术后照射等。5、X刀是立体定向的放射治疗机器，X刀适合于单发小于4cm的肿瘤。 第三节、放射治疗的临床应用 放射剂量学四原则肿瘤剂量要求准确，照射野应对准所定的靶区。治疗的肿瘤区域内，剂量分布要均匀，剂量变化梯度不能超过5%，即要达到90%以上的剂量分布。射野设计要尽量提高治疗区内剂量及降低照射区正常组织剂量。保护肿瘤周围重要器官免受照射，至少不能使它们接受超过其允许耐受剂量范围。一、治疗方针的确定1、根治性放疗： 是指应用放疗全部彻底地消灭肿瘤病灶；适用于临床早、中期的对放射敏感或中度敏感性肿瘤。 临床上可以根治的肿瘤有：皮肤癌、鼻咽癌、早期喉癌、乳腺癌、宫颈癌

18、等。 2、姑息性放射治疗： 是指用放射治疗部分控制肿瘤以达到减轻病人症状（如疼痛、出血、压迫等）和延长病人生命的目的；多用于晚期肿瘤。 晚期宫颈癌止血、骨转移止痛、脑转移、脊髓转移减轻压迫恢复功能等。在肿瘤的治疗上，我们为什么要特别的强调根治性治疗和姑息性治疗？二、照射方式： 1、体外照射（外照射）：放射源位于体外一定距离，集中照射人体某一部位； 2、近距离治疗：将放射源密封直接放入被治疗的组织内或放入天然的腔内进行治疗叫近距离治疗。 X线和电子线只能做外照射，放射性同位素产生的r射线既可以做体外照射又可以做近距离治疗。3、 内用同位素治疗。三、影响肿瘤放射敏感性的因素 1、细胞动力学与放射敏

19、感性： 放射敏感性与细胞分裂的活跃性成正比。临床上也就是说：生长快的肿瘤对放射治疗的敏感性高。放射治疗就是利用正常组织与肿瘤组织的放射敏感性差异来实现其治疗肿瘤目的的。 细胞周期：M、G2期敏感，S、G0期不敏感 组织类型 倍增天数 放射致死量睾丸精原细胞瘤 27 25003000 恶性淋巴瘤 29 35004000 鳞状上皮癌 58 60007000 腺癌 83 60008000第十章 肿瘤的其他治疗自学一、中医治疗 二、激光治疗不讲三、肿瘤微创介入治疗四、肿瘤生物治疗 五、热疗六、微波及超声治疗七、冷冻治疗一、 中医药在肿瘤综合治疗中的作用 1、中药与手术结合 2、中药与放疗结合 3、中药

20、与化疗结合 4、辨证与辩病、扶正与祛邪相结合 l 手术-脏腑器官受损、创伤出血l 放化疗选择性差、副作用大免疫受损l 减毒增效的作用。改善生活质量，提高生存率二、 激光治疗是一门新兴的边缘医学学科，在激光肿瘤外科和激光光动力学治疗恶性肿瘤方面积累了丰富的经验。CO2激光切割、汽化、凝固、内镜激光。组织热效应、压强效应、生物效应。温度几十度1000.光动力学疗法：某些光敏剂（如：卟啉、丫啶橙等）能被恶性肿瘤组织摄取和特异滞留，在特定波长的照射下，由O2的参与下而起光敏化作用，产生单态氧，破坏光敏化剂所在的肿瘤组织，这一系列化学反应过程被叫做光动力学过程，利用这个过程治疗恶性肿瘤称为激光光动力学疗

21、法。加温可改变药物代谢的机理。三、 加温增加了药物与DNA的作用或抑制DNA的修复。热疗：是使用物理方法将组织加热至能够杀灭癌细胞的温度以治疗肿瘤的治疗法。加温技术是电磁加温方法，根据其频率可分为微波（1003000MHz）、射频（0.1100 MHz）、和超声（0.55MHz）。频率越高，穿透深度越浅。热疗与放疗/化疗和并使用，有明显的互补和增敏作用。热疗与放疗联合应用机理：抗射线的S期细胞对高热最敏感乏氧细胞、营养不良和低PH值环境的细胞对热敏感，而对放射线抗拒。热疗通过干扰细胞亚致死性损伤或潜在致死性损伤的修复来增强放射效应。放疗前热疗可提高肿瘤周边细胞的含氧量，增加放射敏感性。热疗与化疗联合应用机理：加温可破坏细胞膜的稳定状态，膜通透性增加。由于细胞膜通透性的改变，增加了细胞对药物的吸收和渗透。加温可提高细胞内药物的浓度及反应速度。