第十六講 放射治療設(shè)備課件

第六章

放射診斷治療

與核醫(yī)學(xué)

主講人：蔡建新第十六講放射治療設(shè)備第三節(jié)放射治療學(xué)第十六講放射治療設(shè)備6.3.1概述(1)1、腫瘤放射治療學(xué)的歷史1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線1942年原子反應(yīng)堆問(wèn)世，制造出多種人工放射性同位素50年代Co60治療機(jī)出現(xiàn)60年代醫(yī)用電子感應(yīng)加速器、醫(yī)用電子直線加速器應(yīng)用于臨床70年代開(kāi)始對(duì)中子、質(zhì)子、負(fù)π介子和重離子等的應(yīng)用進(jìn)行研究，出現(xiàn)X-刀和γ-刀80年代后對(duì)惡性腫瘤的70％進(jìn)行放射療第十六講放射治療設(shè)備6.3.1概述(2)2、放射治療的原理放射治療學(xué)是利用核射線（X、γ、β和中子流等）對(duì)疾病進(jìn)行輻射治療的學(xué)科。放射治療的基本原理是當(dāng)射線達(dá)到一定劑量時(shí)，射線照射對(duì)病變細(xì)胞有抑制和殺傷作用。射線通過(guò)直接效應(yīng)和間接效應(yīng)置癌細(xì)胞于死地。第十六講放射治療設(shè)備6.3.1概述(3)3、世界各國(guó)腫瘤發(fā)病情況據(jù)1989年統(tǒng)計(jì)，全世界40億人口中每年有600萬(wàn)人得癌癥。在我國(guó)上海、江蘇、浙江、福建等地，腫瘤已列為第一位；北京、天津等地列為第二位。在美國(guó)，肺癌占第一位，大腸癌占第二位；我國(guó)胃癌占第一位，肺癌占第二位。食管癌在世界有三個(gè)高發(fā)區(qū)，中亞里海沿岸、南部非洲地區(qū)和我國(guó)華北地區(qū)。我國(guó)華南以鼻咽癌較常見(jiàn)，東北胃癌占首位，西南地區(qū)肺癌占首位。經(jīng)過(guò)各種治療，各種癌癥的平均5年生存率已達(dá)48％。第十六講放射治療設(shè)備6.3.1概述(4)3、放射治療用的放射源有三大類：(1)放射性同位素發(fā)射出的α、β、γ線(2)X射線治療機(jī)和各類加速器產(chǎn)生的不同能量的X射線(3)各類加速器產(chǎn)生的電子束、質(zhì)子束、中子束、負(fù)π介子和重離子束等第一類放射源用作體外照射、腔內(nèi)照射或組織間照射，也可用口服或靜脈注射將放射性核素注入人體，進(jìn)行內(nèi)用同位素治療。第二、三類放射源只能用于體外照射。

第十六講放射治療設(shè)備6.3.1概述(5)4、腫瘤放射治療的方法和療效放射治療的方法有三種：貼敷法、腔內(nèi)照射法和體外照射法。據(jù)有關(guān)報(bào)道：如子宮癌手術(shù)前放射治療的治愈率可從70％提高到90％；膀胱癌手術(shù)前放射治療的治愈率可提高10％以上；肺癌手術(shù)后放射治療5年生存率從0提高到20％。單獨(dú)放射治療惡性腫瘤5年治愈率可達(dá)50%

第十六講放射治療設(shè)備6.3.2放射治療設(shè)備

1.X射線治療機(jī)為獲得X射線必須有二個(gè)條件：(1)要有足夠數(shù)量高速運(yùn)動(dòng)的電子(2)要有一個(gè)能夠接受高速電子撞擊而產(chǎn)生X射線的靶。第十六講放射治療設(shè)備6.3.2放射治療設(shè)備(1)X射線治療機(jī)有以下幾種：接觸治療機(jī)，治療皮膚癌，管電壓10－60千伏；表層治療機(jī)，治療淺層，管電壓60－140千伏；中層治療機(jī)，治療皮下中層組織，管電壓140－180千伏；深部治療機(jī)，治療組織深部的病灶，管電壓180－250千伏。

第十六講放射治療設(shè)備X射線治療機(jī)（WEIDA )Energy:6MeV(X-ray)DoseDate:2GY/minFieldsize:2X2~35X35cm第十六講放射治療設(shè)備6.3.2放射治療設(shè)備(2)2.

CO60治療機(jī)γ射線，能量1.17Mev，1.33Mev，穿透力強(qiáng)，深部治療比200千伏的X射線大15％。皮下反應(yīng)輕，骨骼和軟組織吸收劑量相等，旁向散射小，經(jīng)濟(jì)可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

第十六講放射治療設(shè)備Co60治療機(jī)（HMD-I）型第十六講放射治療設(shè)備6.3.2放射治療設(shè)備(3)3、后裝治療儀后裝治療儀是一種遠(yuǎn)距離控制小射線源（鈷60，銫137等）的治療裝置。4、快中子治療儀中子源14MeVD-T中子發(fā)生器5、負(fù)π介子治療儀第十六講放射治療設(shè)備6.3.3醫(yī)用加速器1．概述放射治療是癌癥治療的主要手段。最早用于治療癌癥的是X射線，50年代出現(xiàn)了遠(yuǎn)距離鈷60治療機(jī)，進(jìn)入60年代后，醫(yī)用加速器技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。由于醫(yī)用加速器能產(chǎn)生電子、X、γ等射線，射線定向性好，能量高，穿透性強(qiáng)，并且可以控制，利用率又高，故各種加速器的不斷出現(xiàn)很快在醫(yī)學(xué)上得到重視和利用。第十六講放射治療設(shè)備6.3.3醫(yī)用加速器（1）加速器用于醫(yī)學(xué)在本世紀(jì)30年代就開(kāi)始了，那時(shí)美國(guó)就有了用于醫(yī)學(xué)的回旋加速器。40年代出現(xiàn)了醫(yī)用電子感應(yīng)加速器、電子同步加速器和質(zhì)子同步加速器。1952年電子直線加速器在英國(guó)首次用于醫(yī)療。進(jìn)入60年代醫(yī)用電子直線加速器開(kāi)始應(yīng)用，由于它是一種能產(chǎn)生X射線和電子射線的先進(jìn)設(shè)備，所產(chǎn)生的高能射線能以電離輻射的形式作用于細(xì)胞，殺傷不同種類的腫瘤細(xì)胞，所以被廣泛用于臨床治療腫瘤。第十六講放射治療設(shè)備6.3.3醫(yī)用加速器（2）2、電子直線加速器

醫(yī)用電子直線加速器是醫(yī)療器械領(lǐng)域設(shè)計(jì)制造復(fù)雜、技術(shù)含量最高的高科技產(chǎn)品，也是目前治療腫瘤的主流設(shè)備。下面是國(guó)產(chǎn)XHA600C醫(yī)用電子直線加速器第十六講放射治療設(shè)備XHA600C醫(yī)用電子直線加速器第十六講放射治療設(shè)備6.3.3醫(yī)用加速器（3）3、電子回旋加速器

第十六講放射治療設(shè)備6.3.4立體定向放射治療

一、

概述1949年瑞典神經(jīng)科學(xué)家Leksell首先提出了放射外科學(xué)理論，設(shè)想利用立體定向技術(shù)，使用大劑量的高能量射線束（X、

、質(zhì)子、中子等）一次性摧毀靶點(diǎn)的病變組織。此后近二十年有許多科學(xué)家進(jìn)行了研究和實(shí)驗(yàn)，于1068年建造了世界上第一臺(tái)

刀，并于1972年－1974年成功地做了二十多例腦動(dòng)靜脈畸形和癌癥手術(shù)。從此

刀開(kāi)始用于治療各種神經(jīng)外科和癌癥疾病。

第十六講放射治療設(shè)備6.3.4立體定向放射治療(1)二、

－刀

－刀和X－刀并非通常意義上的有利刃、有把柄、能切割的金屬刀。稱其為“刀”是因?yàn)樗芟笫中g(shù)刀那樣切除腫瘤，冠以“X”或“

”是因?yàn)樵瓌?dòng)力來(lái)自X射線和

射線，所以也是一種放射治療。

第十六講放射治療設(shè)備6.3.4立體定向放射治療(2)1．

－刀的基本原理和概況

－刀是將多個(gè)放射源靜止性照射到一點(diǎn)上，使該點(diǎn)的劑量很大，從而到達(dá)治療的目的。1968年第一臺(tái)

－刀在瑞典問(wèn)世，用179個(gè)鈷60源；1974年第二代

－刀用201個(gè)鈷60源，照射直徑達(dá)4－30mm；八十年代發(fā)展了第三代

－刀，用多個(gè)等劑量第十六講放射治療設(shè)備6.3.4立體定向放射治療(3)

中心，更換各種準(zhǔn)直器頭盔，應(yīng)用范圍擴(kuò)大到顱內(nèi)腫瘤和血管畸形。1984年后

－刀受到世界各國(guó)關(guān)注和推廣，在英國(guó)和阿根廷安裝了第三臺(tái)和第四臺(tái)

－刀。1987年在美國(guó)安裝了北美第一臺(tái)

－刀，每個(gè)鈷源達(dá)30居里，適用于治療面積更大、位置更深的病變。1992年美國(guó)已有10臺(tái)

－刀，日本有8臺(tái)。近年來(lái)，我國(guó)已引進(jìn)5臺(tái)。

第十六講放射治療設(shè)備6.3.4立體定向放射治療(4)2、

－刀的組成

－刀由六部分組成，它們是：放射系統(tǒng)；校準(zhǔn)系統(tǒng)（頭盔）；手術(shù)臺(tái)；控制臺(tái)；液壓系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)治療計(jì)劃系統(tǒng)。

第十六講放射治療設(shè)備6.3.4立體定向放射治療(5)3、

－刀的特點(diǎn)①

無(wú)手術(shù)治療，病人無(wú)痛苦；②

手術(shù)精確，誤差?。ā?.1mm）；③

簡(jiǎn)便省時(shí),每次治療只需3-小時(shí)；④

新一代

－刀配合CT、MRI和DSA及計(jì)算機(jī)，使治療過(guò)程自動(dòng)化和程序化。

第十六講放射治療設(shè)備6.3.4立體定向放射治療(6)4、

－刀的臨床應(yīng)用

伽瑪?shù)丁刀治療適應(yīng)癥：

1.所有的腦內(nèi)良、惡性腫瘤：腦膜瘤、垂體瘤、

腦轉(zhuǎn)移瘤、松果體瘤、三叉神經(jīng)瘤、聽(tīng)神經(jīng)

瘤、血管網(wǎng)織細(xì)胞瘤、脊索瘤、雪旺氏神經(jīng)鞘瘤、NPH癌等

2.癲癇；

3.腦血管畸形、腦血管瘤；

4.五官腫瘤：鼻咽癌、顱咽管瘤、鼻血管纖維瘤、內(nèi)耳腫瘤、眼球后腫瘤；

5.功能性腦神經(jīng)疾?。喝嫔窠?jīng)痛、頑固性

頭痛、帕金森氏病。第十六講放射治療設(shè)備奧沃伽瑪?shù)兜谑v放射治療設(shè)備6.3.4立體定向放射治療(7)三、

X－刀1、概述

以產(chǎn)生硬X射線的醫(yī)用直線加速器為放射源的立體定位定向裝置，稱為X－刀。其原理是通過(guò)Linac機(jī)架旋轉(zhuǎn)控制射線的輸出劑量，照射野的再次準(zhǔn)直和治療床的角度變化來(lái)使高輻射劑量照射源集中在靶點(diǎn)，而靶區(qū)周圍X射線劑量很小，取得與

－刀相同的治療效果。

第十六講放射治療設(shè)備6.3.4立體定向放射治療(8)2、X－刀的特點(diǎn)和評(píng)價(jià)⑴

無(wú)痛手術(shù)，病人痛苦極小⑵

設(shè)備簡(jiǎn)單，只需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直線加速器稍加修改，就非常接近

－刀⑶

操作簡(jiǎn)單，技術(shù)容易掌握⑷

造價(jià)比

－刀低，容易推廣⑸

對(duì)環(huán)境污染?、?/p>

可對(duì)多種癌（肝、腎、肺及骨癌等）進(jìn)行立體放射治療。

第十六講放射治療設(shè)備6.3.4立體定向放射治療(10)評(píng)價(jià)：預(yù)測(cè)X－刀將成為未來(lái)立體放射治療的主要設(shè)備，比

－刀更易推廣。在美國(guó)X－刀治療中心有80多個(gè)，而

－刀治療中心只有8個(gè)。3、X－刀的臨床應(yīng)用我國(guó)從1991年研制第一臺(tái)X刀，兩年中就完成了160多病例。

第十六講放射治療設(shè)備X-刀(STAR系列)第十六講放射治療設(shè)備6.3.5硼中子俘獲癌癥治療

1、概述BNCT（BortonNeutronCaptureTherapy）中文含義是硼中子俘獲治療，是目前世界最先進(jìn)的癌癥治療方法之一。到目前為止，世界上用反應(yīng)堆中子源的（rBNCT）治療機(jī)已經(jīng)達(dá)到二期臨床水平，但基于加速器的BNCT世界上還沒(méi)有，許多發(fā)達(dá)國(guó)家都在研制中。第十六講放射治療設(shè)備6.3.5硼中子俘獲癌癥治療(1)在所有目前可以列舉的放射治療方法中，BNCT具有其它放療所不具備的突出優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)在：中子的穿透性比質(zhì)子和重離子好，容易實(shí)現(xiàn)深部癌癥治療；BNCT用的是低能中子，與快中子治療相比，低能中子對(duì)人體正常細(xì)胞的傷害要小得多；發(fā)揮治療作用的α粒子和7Li重離子具有局域性好的特點(diǎn)；藥物的選擇性提高了BNCT治療癌癥方面的優(yōu)勢(shì)；對(duì)無(wú)原發(fā)腫塊的癌癥有潛在的治療能力等。第十六講放射治療設(shè)備6.3.5硼中子俘獲癌癥治療(2)2．BNCT的基本原理

將含10B元素的BNCT藥物注射到人體中，藥物對(duì)腫瘤的選擇性越高約好，每克腫瘤組織達(dá)到30μg的10B；由加速器產(chǎn)生的中子源經(jīng)慢化后變?yōu)?eV－1keV范圍內(nèi)的超熱中子,照射到病變組織,與10B發(fā)生俘獲反應(yīng),反應(yīng)方程如下:

10B+1n→4α(1.78MeV)+7Li(1.01MeV)(4%)→4α(1.47MeV)+7Li(0.84MeV)+γ(0.48MeV)(96%)產(chǎn)生的4α粒子和7Li核的射程都很短,分別為5μm和8μm,它們能有效地殺死癌細(xì)胞,而對(duì)周圍正常細(xì)胞損傷很小。

第十六講放射治療設(shè)備6.3.5硼中子俘獲癌癥治療(3)3．BNCT中子源一個(gè)理想的BNCT中子源應(yīng)具備下列性質(zhì):源的主要成分是1eV到10keV的中子；源在病人輻照區(qū)的通量大于或等于109量級(jí)也即在一個(gè)小時(shí)內(nèi)可將總量約1012的中子注入病灶；源的快中子成分足夠低；源的γ射線成分足夠低；源的方向性足夠好。