肿瘤放射治疗医学

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1、放射肿瘤学概论放射治疗的历史1895年伦琴发现X线1896年居里夫人发现镭1922年深部X线机的诞生Coutard及Hautant报告了放射治疗可治愈晚期喉癌1934年Coutard发明了分割照射放射肿瘤学放射物理学放射生物学放射技术学临床肿瘤学放射物理学研究各种放射源的性能和特点,治疗剂量学和防护。放射技术学运用放射源或设备治疗病人,射野设置,定位技术,摆位技术。放射生物学研究正常组织及肿瘤组织对射线反应并如何改变这些反应的质和量问题。临床肿瘤学肿瘤病因学，病理组织学，诊断学以及治疗方案的选择，各种疗法的配合。放射肿瘤学主要内容一、物理学基础与放

2、射治疗设备二、放射生物学基本概念三、放射治疗的临床应用物理学基础与放射治疗设备电离辐射与物质作用放射治疗剂量学原则放射源与治疗设备电离辐射与物质作用放射治疗剂量学原则放射源与治疗设备物理学基础与放射治疗设备电离辐射与物质作用电磁辐射光子与物质作用的物理效应粒子辐射电磁辐射半衰期：放射性物质的活性蜕变至一半所需时间226Ra:1622年192Ir:74天光电效应康普顿效应电子对效应光子与物质作用的物理效应入射光子把能量全部传递给轨道电子而释放出光电子，导致初级电离，光电子的能量等于光子的全部能量减去该电子束缚能。(<35keV)光电效应入射光子把能量

3、部分传递给外层电子，使其成为反冲电子，而光子以较低能量改变射程方向，称为散射线。(0.5-1MeV)康普顿效应入射光子能量＞1.02MV时，光子与原子核的电荷作用变成正负电子，尤当光子能量＞10MV时成为主要效应。电子对效应粒子辐射几个重要概念线性能量传递氧增强比相对生物效应高LET射线线性能量传递Linertransferenergy,LET表示沿次级粒子径迹单位长度上能量转换LET=⊿E⊿X(KeV/μm,千电子伏特／微米）氧增强比Oxygenenhancementratio，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OER=

4、D0乏氧细胞D0有氧细胞相对生物效应Relativebiologicaleffect,RBE描写不同质射线对同一种细胞生物效应大小一般用250keV的X射线作为标准射线RBE=产生一定生物效应标准射线剂量产生同样生物效应的另一种射线剂量高LET射线的特点Braggpeak氧增强比小对周期不同时相放射敏感差异小DNA双链断裂多放射剂量单位放射治疗剂量学原则放射源与放射治疗设备物理学基础与放射治疗设备放射剂量单位Absorbeddose，吸收剂量Gray,Gy,戈瑞1Gy=1Kg物质吸收1J的能量放射剂量单位放射治疗剂量学原则放射源与放射治疗设备物理学

5、基础与放射治疗设备放射治疗剂量学四原则剂量准确，对准所定靶区剂量分布要均匀，剂量变化梯度不能超过±5%尽量提高治疗区内剂量及降低正常组织剂量保护肿瘤周围组织重要器官10Gy20Gy35Gy50Gy70GyIMRTImageguidedProtonsDong,Zhang,etalMDACC放射剂量单位放射治疗剂量学原则放射源与放射治疗设备物理学基础与放射治疗设备放射源基本照射方式外照射近距离照射模拟定位机常规模拟机CT模拟机治疗机X线治疗机60Co治疗机直线加速器Treatmentplanningsystem,TPS高能电子线剂量学特点在组织中射程深

6、度与其能量成正比从表面到一定深度内它的剂量分布比较均匀，超过一定深度后剂量迅速下降骨、脂肪、肌肉等对电子线的吸收差别不显著可用单野作浅表或偏心部位肿瘤的照射一、物理学基础与放射治疗设备二、放射生物学基本概念三、放射治疗的临床应用放射肿瘤学主要内容放射生物学基本概念放射线的生物学效应正常组织器官对放射线的反应肿瘤对放射线的反应放射线的生物效应靶分子电离直接作用RH－DNA断裂间接作用H2O电离/激发OH－DNA损伤细胞的放射反应增殖性死亡细胞丧失其无限分裂增殖的能力细胞间期死亡细胞功能终止，细胞溶解细胞对放射反应的三个阶段物理阶段：电离、激发化学阶段

7、：化学键断裂、自由基生物阶段：细胞存活细胞间期死亡/增殖性死亡细胞损伤的主要影响因素照射剂量剂量率射线能量照射方式氧含量分子水平损伤细胞分裂抑制细胞死亡100-1000cGy/min高LET/低LET单次/分次富氧/乏氧RepairRegenerationRedistributionReoxygenation细胞在分次照射过程中的变化(4R)Repair肿瘤细胞损伤的修复细胞发生的损伤有三种致死性损伤亚致死性损伤潜在致死性损伤不可修复一定时间内修复一定条件下修复Regeneration肿瘤细胞的再增殖残存的细胞出现加速再增殖G0期细胞进入增殖周期R

8、edistribution细胞周期再分布M期、G2末期>S期>G0期血管富氧区乏氧区坏死区Reoxygenation乏氧细