放疗基础知识复旦肿瘤医院课件

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1、复旦大学肿瘤医院肿瘤放射治疗学－基础知识2008年JemalA,etal.CACancerJClin2011;61:69–90新发病例新发死亡(百万)(百万)男性6.64.2女性6.03.4总计12.77.6恶性肿瘤的全球统计2005年上海市恶性肿瘤统计标化发病率188/106，新发病例4.6万（男性54%），每千人中3人以上罹患癌症三万人因癌症死亡（男性60%），居心脑血管疾病后第二位死因，每千人中2人以上因癌症而死亡累计约18万存活着的癌症患者，每百人中就有超过1人是癌症患者上海预防医学杂志20(8):421肿瘤治疗总体概况BentzenSM,etal.,Rad

2、iotherOncol2005;75:355–365DelaneyG,etal..Cancer2005;104:1129–113752%-70%的患者需要接受放射治疗放射治疗(RadiationTherapy,RT)利用电离射线(IonizingBeam)治疗疾病,特别是各类恶性肿瘤的临床学科,故亦可称放射肿瘤学-RadiationOncology放射物理放射生物肿瘤放射治疗学临床放疗1895年Roentgen发现X线12/22/1895阴极射线管1896年第一例放射治疗1920sX线治疗喉癌镭治疗宫颈癌1930sCourtard建立了分次放射治疗的方法1950

3、s钴-60治疗恶性肿瘤1970sCT应用肿瘤诊断和治疗加速器治疗恶性肿瘤模拟定位机应用1980sMRI应用肿瘤诊断和放射治疗放射治疗计划系统(TPS)应用1990s适形放射治疗及调强放射治疗(IMRT)CT模拟机一.放射生物学基础放射物理放射生物肿瘤放射治疗学临床放疗放射治疗物理手段生物效应光子射线X射线射线粒子射线电子线(线)粒子中子负π介子质子线性能量传递(LET)单位轨迹上能量传递的水平低LET射线:X射线(<10kev/μm)射线电子线高LET射线:中子(≥10kev/μm)粒子负π介子x、射线光电效应康普顿效应对电子效应电离射线与物质

4、的相互作用电子线电离激发韧致辐射电离射线的剂量吸收射线与（穿射）物质相互作用，其能量被物质吸收单位：Gy(格雷，Gray)1Gy=100cGy=100rad=1J/Kg1Gy=1J/Kg60J1Kg水水温↑0.0120C60Gy人?1Gy=1J/Kg60J1Kg水水温↑0.0120C60Gy人死亡放射生物学探讨放射线与生物体的相互作用，即放射线对肿瘤组织和正常组织的效应，以及这两类组织被照射后所起的反应主要在三个层面推动放射肿瘤学的发展：1）判明机制，提供理论基础，如对乏氧和DNA损伤修复机制的阐述2）发展新的治疗策略，如乏氧增敏剂、非常规放疗3）放疗的模式研究，即

5、疗效或损伤预测模式和各类不同照射方式之间合理切换模式的研究辐射作用的时相物理过程--能量吸收电离和激发（10-16至10-12秒）化学过程--自由基形成损伤出现（10-12至10-2秒）生化过程—DNA受损损伤修复/无法修复/错误修复（1秒至数小时）生物过程（数小时至十数年）--细胞死亡(肿瘤控制，晚期损伤)，第二原发肿瘤细胞水平生物学整体水平生物学分子生物学1.1分子水平的放射生物效应射线作用的靶DNA射线引致DNA损伤利用由钋产生的α粒子进行的微束实验显示：细胞核是辐射敏感部位DNA是主要的靶点Poloniumαparticles010µmScaleofcell

6、andneedle直接作用：任何形式的辐射，如X或γ射线等被生物体吸收，直接作用于细胞的关键靶区，使靶自身被激发或电离，从而产生一系列的生物改变。间接作用：辐射作用于细胞中的其他原子或分子（通常是水），产生自由基，由自由基作用使靶产生损伤。射线的直接和间接作用射线作用的分类射线直接破坏DNA直接作用射线产生的自由基破坏DNA间接作用H+OH-每1Gy产生:碱基损伤>1000单链断裂-1000双链断裂-40照射对克隆源细胞体外存活的影响XX存活细胞定义：有形成集落的能力，即分裂生长成50个细胞的能力，也称为“集落形成”coloningforming受损伤细胞的转归凋亡

7、分裂死亡分裂畸变不能分裂,但保持生理功能分裂一代或几代失去分裂能力没有改变或改变很少加速再增殖1.2细胞水平的放射生物效应G0---静止期G1---DNA合成前期S---DNA合成期G2---DNA合成后期M---有丝分裂期细胞周期G0、S期相对不敏感G1期相对敏感G2、M期敏感放射生物学中的五个R放射损伤的修复(repair)细胞周期再分布(redistribution)再充氧(reoxygenation)再增殖(repopulation)放射敏感性(rediosensitivity)放射损伤的修复亚致死性损伤的修复潜在致死性损伤的修复细胞周期的再分布细胞周期