放射治疗计划系统(TPS)应用 • 1990s 适形放射治疗及调强放射治疗(IMRT)
CT模拟机
一、电离辐射的概念
• LET(liner energy transfer):在组织中沿着次级粒子径迹上的线性能量 传递
• 电磁辐射（光子线----低LET射线）： • 频率＞1016/m2,波长＜10-7；（1）放射能（X线）：X线治疗机，各
• 外照射常用的治疗机
– 普通X线机 – 60Co机 – 各类加速器
机型
常用放疗设备比较
通常的 X 线机
接触 X 线机（10—16KV） 中浅层 X 线机（60—160KV） 深部 X 线机（180—400KV）
钴—60 机
固定型 旋转型
加速器
电子感应加速器 电子感应加速器 电子感应加速器
射线 能量 物理
光子与物质的作用方式
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) • 1 Gy =100cGy
=100rad=1J/Kg
高能电子束临床剂量学特点
• 射程与能量成正比
• 一定深度内剂量分布较均，超过一定 深度后剂量迅速下降
• 骨、脂肪、肌肉对电子线吸收差别不 显著
• 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）
• 生物过程 • DNA受损 ： 损伤修复/无法修复/错误修复（1 秒至数小时） • 细胞死亡(肿瘤控制，晚期损伤)，第二原发肿瘤 • 部分细胞存活：复发或转移
受损伤细胞的转归
Bentzen SM, et al., Radiother Oncol 2005; 75: 355–365 Delaney G, et al.. Cancer 2005; 104: 1129–1137
肿瘤放射治疗学 Radiation Oncology
肿瘤放射治疗 放射物理 放射生物 放疗临床 放疗技术
妥善处理
X 线、β线
4—50Mev
皮肤量小,百分深 度量量,半影小
各类组织吸收差异 不明显,皮肤反应 轻(低能β线皮肤
反应稍大) 可做等中心治疗， 关机时无射线，结 构复杂，工作环境 （水电,空调）要 求高，成本昂贵, 需专业人员维护、
检测
放射生物学
放射治疗
物
生
理
物
手
效
段
应
放射生物的基础
• 放射线杀灭肿瘤的依据：放射线进入人体后所 产生的电离辐射通过直接或间接作用可以引起 一系列生物学反应，导致细胞的损伤和死亡。 DNA链断裂
• 正常组织和肿瘤组织对放射线作用存在着不 同的修复能力，正常组织的修复能力明显强于 肿瘤，因此通过分次放疗利用正常组织和肿瘤 细胞对放射线修复能力的差异，可以达到提高 肿瘤杀灭和降低正常组织放射损伤的治疗增益 效果 。
放射生物学
• 探讨放射线与生物体的相互作用，即放射线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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：
1895年 Roentgen 发
现X线
阴极射线管
12/22/1895
• 1896年 第一例放射治疗 • 1920s X线治疗喉癌 镭治疗宫颈癌 • 1930s Courtard 建立了分次放射治疗的方法 • 1950s 钴-60治疗恶性肿瘤 • 1970s CT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 • 1980s MRI应用肿瘤诊断和放射治疗
• 可用单野作浅表或偏心部位肿瘤的照 射
二、放射源和放射治疗设备
• 放射源的种类
– 放射性核素蜕变产生的α、β、γ射线，主要 是γ射线
– X线治疗机和各类型加速器产生不同能量的X 射线
– 各类加速器产生的电子束，质子束，中子束 等
•
• 放射治疗方式
– 外照射（远距离照射） – 近距离照射 – 内用同位素治疗
肿瘤放射治疗学-总论
恶性肿瘤全球统计
新发病例 新发死亡
(百万)
(百万)
男性 6.6
4.2
女性 6.0
3.4
总计 12.7
7.6
Jemal A, et al. CA Cancer J Clin 2011; 61:69–90
肿瘤治疗总体概况
5% 18%
22%
未控
手术
放疗
化疗 55%
✓ 52%-70%的患者需要接受放射 治疗
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
射线作用的分类
射线直接 破坏DNA
射线产生的 自由基破坏DNA
H+
O H-
直接作用
间接作用
细胞对射线的反应时相
学 组织 反应
使用 方面
X线 10—400KV 皮肤量大,百分深度量小,半影小
皮肤反应重,各类组织吸收差异 明显
只能做等距治疗,结构相对简单, 关机时无射线,防护相对简单
γ线 3—4MV（1.25Mev） 皮肤量小,百分深度量小,有半影
各类组织吸收差异不明显,皮肤 反应轻
可做等中心治疗结构相对复 杂，关机时有射线，废钴源需
• 凋亡
• 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 能力
失去分裂
• 没有改变或改变很少
• 加速再增殖
细胞水平的放射生物效应
细胞周期
• G0--- 静止期 • G1--- DNA合成前
期 • S --- DNA合成期 • G2--- DNA合成后
类加速器产生；（2）放射性物质（Y射线）：人工或天然放射性核 素产生。
• 粒子辐射——高LET射线： • 由快中子，质子，负∏介子及氮，碳，氧，氖等重金属粒子产生； • 高LET射线相对低LET射线不同点： • （1）形成电离吸收峰——Bragg peak;（2）相对生物效应大，对含
氧状态依赖小，利于杀伤乏氧细胞；（3）细胞周期不同相放射敏 感性差异小；（4）主要为致死性损伤。
放射治疗学
• 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；
• 放射生物学：研究机体正常组织及肿瘤组织 对射
线反应以及如何改变这些反应的质和量问题；
• 放疗技术学：研究具体运用各种放射源或设
• 备治疗病人，射野设置 定位技术 摆位技术；
• 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。