放射治疗技术生物培训课件
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临床放射生物学培训课件
临床放射生物学
24
在刚放疗结束的病理切片中，发现有形 态完整的肿瘤细胞有意义吗？
临床放射生物学
25
一、细胞存活的概念和存活曲线的绘制
(一)细胞存活的概念
对于有增殖能力的细胞，如造血细胞、 离体培养细胞、肿瘤细胞等，凡是保留其 增殖能力，能无限产生子代的细胞，称之 为存活细胞。
临床放射生物学对肿瘤细胞存活可定义 为:经放射线作用后细胞仍具有无限增殖 能力的细胞。
如果给予2个D0剂量的照射，则S＝ 0.370.37＝13.7％，依次类推，这 就是射线杀灭细胞的指数规律。、
临床放射生物学
50
靶学说
临床放射生物学
51
靶学说
单击单靶情况只存在于生物大分子和 低级生物，如某些小病毒和细菌。
哺乳动物细胞的辐射杀灭机制比低等 生物复杂得多，常用单击多靶学说来 解释，这一学说认为，在细胞内有多 个（n）能够独立承受亚致死损伤的靶， 在一次照射中直至n-1个靶被击中，细 胞仍能够修复其损伤而存活下去，但n 个靶同时灭活则造成细胞死亡。
临床放射生物学
52
线性二次模型
• Thames和Bentzen于80年代提出
• LQ模型以DNA双链断裂造成细胞死
亡为理论依据
– 由一个辐射粒子在通过相互靠近的DNA双
链处一次将其击断,这种方式产生的DNA断
裂数直接与吸收剂量成正比,S= e-αD
– 两个辐射粒子途经DNA双链附近,各产生
一个彼此很靠近的单链断裂,这种方式产
临床放射生物学
9
间接作用 Indirect action
常见 水占生物体重的
70％左右，细胞 80%是水 每个 DNA分子， 含 1.2X107 个水 分子
临床肿瘤放射生物学培训课件
临床肿瘤放射生物学
8
第一节 肿瘤放射治疗的生物学基础
四、 细胞存活曲线
4、非指数性存活曲线。照射后，细胞不是立即出 现指数性死亡，而是在存活曲线上先出现一个“ 肩段” ，对辐射表现一定的抗拒。以后随剂量增 加，才呈指数性死亡。这种现象可用多靶单击说 或单靶多击说解释。以多靶单击说为例，存活曲 线中“肩段”的出现便是群体细胞对照射所表现 出的效应。假定每一个细胞内有n个靶。只有击中 n个靶时才能造成细胞死亡，但即使n—1个靶被击 中，也不会造成细胞死亡，剂量加大时，逐渐使n 个靶均被击中的细胞跟着增多，使存活曲线肩段 下降，当每一个未死亡细胞均被击中n—1个靶时 ，“肩段”结束，以后，每击中一个靶，便使一 个细胞死亡，存活率即与剂量呈指数性关系，存 活曲线肩段之后即为直线状下降 。
力)的现象。实验证明与PLD修复有关ห้องสมุดไป่ตู้细
胞几乎均为乏氧细胞，并主要存在于G0期
及相当不活跃的G1期细胞内。临床肿瘤放射生物学
10
第一节 肿瘤放射治疗的生物学基础
6．细胞存活曲线有关参数的含义 Do(平均致死剂量，mean lethal does)：为存活曲线 直线部分斜率k的倒数(Do =1/k )，表示细胞的放射 敏感性，即照射后余下37％细胞所需的放射量。 D0值越小，即杀灭63％细胞所需的剂量就越小， 曲线下降迅速(斜率大)。 N值(外推数，extrapolation number)：细胞内所含的 放射敏感区域数，即靶数，表示细胞内固有的与放 射敏感性相关的参数，是存活曲线直线部分的延长 线与纵轴相交处的数值。 Dq值(准阈剂量，quasithreshold dose)：代表存活曲 线的肩段宽度，细胞表现为亚致死损伤的修复(全 部细胞进入n-1状态之前)。Dq值越大，说明造成细 胞指数性死亡的所需剂量越大。经存活率为100％ 的点作与横轴平行的直线，再延长存活曲线直线部 分与之相交即可得出Dq值。 Ds：意义同Dq，更好地表示了肩段的宽度，即存 活曲线呈直线下降前所受到的剂量，但在存活曲线 上是肩段的实际宽度。 D-2：即细胞数下降到10-2时(S=0.01)所受到的剂量 值。
放疗技术培训 PPT课件
治疗体位的选择
有多种因素影响定位、摆位时体位的重复性：皮下脂肪层的厚度会影 响皮肤的为孩子和皮肤的移动；皮肤和皮下脂肪层的张力 亦会收到肌肉的张力和重力的影响而改变其位置。因此，皮肤的不同张力 程度会直接影响患者在CT、模拟机床上和加速器治疗床上 的位置。譬如，患者从床的左侧上床和从床的右侧上床，皮肤张紧的状态 会有不同。若患者先坐在床上，然后再躺下，使患者处于 舒服的和自然地体位，不仅能减缓上述皮肤张力的影响，而且也可能减轻 肌肉拉近对体位重复的影响。因此，治疗体位一旦确定， 要求操作技术员应严格遵守该体位要求的摆位步骤，努力减少从定位到治 疗的过程中因皮肤、脂肪、肌肉等因素对其位置的影响。
另一种常用的体位固定技术，是将体位辅助装置和题为固 定材料做成一体，如头颈部体位固定用的口咬托头部固定装置， X线立体定向治疗用的头部面膜等，这种固定方法的优点是进 一步提高了体位固定精度和改进了体位的重复性。
体位参考标记
体位及体位固定之后，表示患者的治疗部位与体位固定器形成一个类似刚性结构。 通过模拟定位机及CT/MRI等影像设备，利用治疗计划系统找到患者的靶区中心，确立患 者治疗部位的坐标系。患者坐标系一旦确立，靶区的相对范围、靶区与周围重要组织和 器官的关系等都被确定。对头颈部，因器官和组织运动相对较小，患者坐标系中确定的 上述关系一般不会改变；但对胸、腹部位，由于呼吸、器官运动等引起的靶区、器官和 组织的相对位移扩大，患者坐标系中确定的上述关系会随时间变化；加上前述的皮肤、 皮下脂肪、及至肌肉的张力及拉紧状态每次不同，造成治疗部位的整体与体位固定器发 生位移。 为了评估上述各种因素引起的相对位移量，必须在患者坐标系中设置参考标记点。 参考标记点的位置的选择应遵从下述原则：1、该点可以是某一解剖位置，如斗篷野照射 时的胸骨切迹、食管癌照射时某一胸椎体前缘等。它们不会因呼吸和器官及组织的运动 而变化太大，而且在模拟机、CT机图像上能显像，并希望它们能在使用的摄野之内，以 使拍摄摄野模拟和摄野证实片时，可以显示它们与射野的相互关系。位于体表位置的标 记，叫皮肤标记；位于体内的标记叫内标记；2、对皮下脂肪层较薄的部位，体位固定器 与身体形成的刚性较好，如头颈部肿瘤的照射，皮肤标记可设在题为固定面罩上；3、对 皮下脂肪层较厚的部位，如腹部肿瘤的照射，设立皮肤标记时，一定要选择好体罩固定 方法，患者每次躺上时，使皮肤标记的位移最小；4、标记点应该距离靶中心位置越近越 好，即是说，内标记比体表标记引起的误差小得多，因此X（r）线体部立体定向治疗小 病变时，在肿瘤（靶区）周围予埋金点（内标记）的方法比体表标记的方法的精度高得 多。
放射治疗技术ppt课件
放射治疗技术
4
自由基的作用
1、对DNA的损伤作用：单双键断裂、无嘌呤无嘧啶位 点以及产生环孢和嘧啶衍生物。
2、对脂类过氧化作用与生物膜的损伤作用。 3、抗氧化酶类和其他抗氧化物质的作用。
放射治疗技术
5
四、氧效应与氧增强比
氧效应： 受照射的组织、细胞或者生物大分子的辐 射效应随其周围介质中氧浓度的升高而增加，这 种现象称为氧效应。
起物质的电离和激发，从辐射能量被吸收至观察到细胞细
微结构损伤和破坏的这段时间称为原初作用过程。依据产
生放射生物学效应的不同，分为直接放射生物学效应和间
接放射生物学效应。
电离作用：生物组织被粒子和光子流撞击后产生自由
Hale Waihona Puke 电子和带正电的离子；激发作用：粒子和光子流能量不足以将原子的轨道
电子击出时，可使电子跃迁到高能级的轨道上。
放射治疗技术
14
(二)、早反应组织和晚反应组织：
生物学差别：
1、早反应组织主要取决于被放射杀灭的细胞数量，而晚期 反应组织的发生还与进行性继发损伤有关的其他过程的影 响有关。
2、照射后的反应：一般早反应组织的半修复时间为0.5小时 ， 可发生加速再增殖；而晚反应组织修复时间出现较晚， 半 修复时间大于等于1.5小时，不发生加速再增殖。
氧增强比 (OER)＝缺氧条件下产生一定效应需要 的剂量/有氧条件下产生同样效应需要的剂量
放射治疗技术
6
六、影响辐射生物效应的主要因素
主要可以归纳为两方面：一是与辐射有关的因素；二是与机体有关的因素。 (一)、与辐射有关的因素 1、辐射的种类
2、辐射的剂量 3、辐射剂量率 4、分次照射 5、照射部位 6、照射面积 7、照射的方式
临床放射治疗技术培训PPT辐射剂量与治疗计划
设备维护与保养
建立放射治疗设备的维护保养制度，定期对设备进行维护保养，确 保设备的稳定性和可靠性。
设备性能评估
采用国际通用的评估方法，对放射治疗设备的剂量输出、剂量分布、 治疗计划执行等性能进行评估，确保治疗的安全性和有效性。
质量控制流程与改进措施
质量控制流程
建立放射治疗质量控制流程，包括治疗计划设计、剂量计算、治 疗执行、剂量验证等环节的质量控制要求。
性质（如质量密度、原子序数等），利用相关公式进行计算。
剂量分布特点及影响因素
剂量分布特点
在放射治疗中，剂量分布通常呈现不均匀性，即不同部位 或不同组织吸收的剂量不同。
影响剂量分布的因素
包括放射源类型、能量、照射方式、照射时间、照射距离 、被照物体的物理性质等。
控制剂量分布的方法
通过调整放射源参数（如能量、活度等）、优化照射方式 （如采用多野照射、旋转照射等）、使用剂量调节器等手 段，实现对剂量分布的控制和优化。
放射治疗作用
通过放射线对肿瘤细胞的杀伤作 用，达到控制肿瘤生长、缩小肿 瘤体积、缓解症状等目的。
放射线种类与特性
放射线种类
包括X射线、γ射线、β射线、α射线 等。
放射线特性
具有穿透性、电离作用、荧光作用等 ，不同种类的放射线具有不同的特性 和作用。
剂量单位及计算方法
剂量单位
常用单位有戈瑞（Gy）和拉德（rad），其中戈瑞是国际单位制中的单位。
特殊情况下放射治疗技术应用
儿童肿瘤放射治疗
儿童肿瘤放射治疗需要特别注意保护正常组织和器官，减少长期并发症的发生。治疗策略包括低剂量率照射、分次照 射和质子治疗等。
孕妇肿瘤放射治疗
孕妇肿瘤放射治疗需要权衡母体和胎儿的利弊，选择合适的治疗时机和方案。治疗策略包括避免照射胎儿、选择低毒 性药物和密切监测胎儿状况等。
建立放射治疗设备的维护保养制度，定期对设备进行维护保养，确 保设备的稳定性和可靠性。
设备性能评估
采用国际通用的评估方法，对放射治疗设备的剂量输出、剂量分布、 治疗计划执行等性能进行评估，确保治疗的安全性和有效性。
质量控制流程与改进措施
质量控制流程
建立放射治疗质量控制流程，包括治疗计划设计、剂量计算、治 疗执行、剂量验证等环节的质量控制要求。
性质（如质量密度、原子序数等），利用相关公式进行计算。
剂量分布特点及影响因素
剂量分布特点
在放射治疗中，剂量分布通常呈现不均匀性，即不同部位 或不同组织吸收的剂量不同。
影响剂量分布的因素
包括放射源类型、能量、照射方式、照射时间、照射距离 、被照物体的物理性质等。
控制剂量分布的方法
通过调整放射源参数（如能量、活度等）、优化照射方式 （如采用多野照射、旋转照射等）、使用剂量调节器等手 段，实现对剂量分布的控制和优化。
放射治疗作用
通过放射线对肿瘤细胞的杀伤作 用，达到控制肿瘤生长、缩小肿 瘤体积、缓解症状等目的。
放射线种类与特性
放射线种类
包括X射线、γ射线、β射线、α射线 等。
放射线特性
具有穿透性、电离作用、荧光作用等 ，不同种类的放射线具有不同的特性 和作用。
剂量单位及计算方法
剂量单位
常用单位有戈瑞（Gy）和拉德（rad），其中戈瑞是国际单位制中的单位。
特殊情况下放射治疗技术应用
儿童肿瘤放射治疗
儿童肿瘤放射治疗需要特别注意保护正常组织和器官，减少长期并发症的发生。治疗策略包括低剂量率照射、分次照 射和质子治疗等。
孕妇肿瘤放射治疗
孕妇肿瘤放射治疗需要权衡母体和胎儿的利弊，选择合适的治疗时机和方案。治疗策略包括避免照射胎儿、选择低毒 性药物和密切监测胎儿状况等。
肿瘤放射生物学培训课件
肿瘤放射生物学
16
辐射损伤的时间标尺
肿瘤放射生物学
17
一、细胞放射治疗的修复
辐射损伤的类型 1.致死性损伤: 受照射后细胞完全丧失了分裂增
殖的能力，是一种不可能修复不可逆的损伤 2.亚致死性损伤: 细胞受照射后，细胞的部分靶
而不是全部靶被击中，通常指单链断裂。可以 修复。 3.潜在致死性损伤: 指在正常状态下应当在照射 后死亡的细胞，若在照射后置于适当的条件下 由于损伤修复而又可以存活的现象。但若得不 到适宜的环境和条件则将转化为不可逆的损伤。
自由基可造成DNA因化学键断裂所引起的变化； 化学键变化导致生物效应；
肿瘤放射生物学
10
α/β值
α/β值: 代表了修复的能力。α型损伤是致死 性损伤，β型损伤是亚致死性，可修复的。 α/β值越大，说明发生的亚致死性损伤越 少，即发生修复的机会和能力越小。早反 应组织修复能力低， α/β高，晚反应组织 修复能力强， α/β低。
不同细胞周期的放射敏感性: G2/M最敏感，G1早 期相对抗拒，G1末期相对敏感，S期最抗拒。
肿瘤放射生物学
6
三、细胞的照射
直接作用是指辐射 直接与细胞的关键 靶相互作用。靶原 子本身通过库伦相 互作用被电离或激 发, 导致物理和化 学的连锁事件, 最 后发生生物损伤。
电离辐射的直接作用和间接作用 肿瘤放射生物学
肿瘤放射生物学
2
引言
放射生物学是一门关注电离辐射对生物组织和生 命组织及生命有机体作用的分支科学，涉及两个 范畴: 放射物理学和生物学。
体细胞的分类: 干细胞，能自我更新并产生分化细胞群（如造
血系统、表皮和小肠被覆粘膜）
转化细胞，这些细胞动态的进入另一个细胞群 （如网织细胞分化为红细胞）
《放射治疗技术课件》
放射治疗通常分为若干次小剂 量照射，以减轻副作用并疗修复
2
放射治疗可以用于修复心脏血管疾病
和其他慢性疾病的患者的损伤组织。
3
肿瘤治疗
放射治疗可以用于各种癌症的治疗， 包括头颈部、乳腺、肺部和前列腺等 肿瘤。
疼痛缓解
放射治疗可以缓解癌症患者的疼痛和 其他症状，并提高其生活质量。
2 多学科合作
放射治疗需要医生、物理学 家和其他专家紧密合作，确 保治疗的准确性和安全性。
3 个体化治疗
放射治疗可以根据患者的具体情况进行个体化的治疗方案设计，提高 治疗效果。
放射治疗的原理
射线照射
放射治疗通过高能射线照射体 内的癌细胞，破坏其生物分子 结构，抑制细胞分裂和生长。
模拟计划
分数治疗
通过模拟计划，确定照射方向、 剂量和时间，以最大程度地杀 死肿瘤细胞同时保护正常组织。
放射治疗技术和设备
加速器技术
放射治疗加速器利用高能电子和X射线，可 以更精确定位和照射肿瘤组织。
全息成像
全息成像技术可以帮助医生更准确地评估肿 瘤的形态和位置。
调强放疗
调强放疗技术可以根据肿瘤的形状和位置调 整剂量分布，提高治疗效果并减少副作用。
智能化设备
智能化设备可以提供更精确的病人定位和治 疗计划，确保治疗的准确性和安全性。
放射治疗技术课件
放射治疗是一项关键的医疗技术，通过运用射线来治疗各类疾病。本课件将 深入探讨放射治疗的原理、应用、技术和未来发展趋势。
课程介绍
本节将概述放射治疗技术课件的内容和结构，为大家提供一个整体的认知框架。
放射治疗概述
1 疗效显著
放射治疗利用高能射线杀灭 癌细胞，是一种常用、有效 的癌症治疗方法。
放疗技术第一章1_PPT课件
适形放射治疗
1965年日本学者高桥及松田等人首先提出了原体照射的 概念即 conformal radiation therapy,CRT
目前使用的三维适形放射治疗(3一dimensional Conformal radiation therapy，3一DCRT)就是在这个基 础上发展起来的。
瑞典放射物理学家Brahme教授首先提出了调强的概念。 由此发展出调强适形放疗。
医生在放疗专用计算机计划系统中制定放射治疗计划，理论的治疗 计划需要在实际的条件下进行验证是否可行，制定完成的放疗计划需 要在治疗室进行复位，对计划进行复核。
在治疗室拍摄验证片确定无误后即可开始进行治疗。为了保证病 人的放疗计划的质量，我们会进行一系列的措施，这包括：对每个治 疗计划进行讨论复核、剂量验证等。另外我们会定期检查维护机器设 备，使其维持在最佳的工作状态。
瑞典放射物理瑞典放射物理学家Brahme教授首先提出了调强的概念学家Brahme教授 首先提出了调强的概念
近距离治疗的发展
20世纪70年代至80年代，放射物理学、剂量学、计算机技 术以及影像技术的发展，极大地提高了近距离治疗的精度， 改善了正常组织的防护和剂量分布。
后装技术的进一步发展及低能192铱源的使用，明显地减少 了操作人员的受线量，也方便了病人的护理。
放疗实施
上述准备工作全部完成且核对无误，才可实施真正的放射治疗。任 何一个环节出现超过允许程度的误差，医生、物理师、技师还要寻找 原因，予以纠正，保证准确无误后方可继续治疗。
放射治疗一般由2-3位技师共同完成，一位在操作室输入放射治疗 参数，另外两位在机房内进行摆位，按照标记线摆好病人，加入挡块 ，楔形板，凡士林油纱等需要的辅助器材之后就可以离开机房。治疗 中开启病人监视ห้องสมุดไป่ตู้统和对讲系统，密切监视病人体位是否移动，如果 发现病人体位移动或发出求助信息，应立即停止治疗并做相应处理， 纠正后再行照射。
放射治疗技术PPT课件
1
内容复习：
1、60钴γ射线释放的能量大小？ 2、当前较为常用的60钴遮线器类型及60
钴准直器的最少吸收厚度为几个半价 层？
3、微波传输方式、微波发生器、线束偏 转系统分类？
4、射野挡块使用的目的？ 5、什么是电离室？
2
电离室是由处于 不同电位的电极 和限定在电极之 间的气体组成， 通过收集因辐射 在气体中产生的 电子或离子运动 而产生的电讯号 来定量测量电离 辐射的探测器。
断层扫描照射
40
螺旋断层放射治疗系统
集IMRT（调强适形放疗）、IGRT （影像引导调强适形放疗）、DGRT （剂量引导调强适形放疗）于一体
直线加速器与螺旋CT完美结合，突 破传统加速器的诸多限制，在CT引 导下360°聚焦断层照射肿瘤，对恶 性肿瘤患者进行高效、精确的治疗。
41
Tomotherapy构造
内照射（近距离照射）：采用某种 方式将放射源置于人体的自然腔道 或组织间进行近距离直接照射。
10
放射源能量
内外照射的区别
内照射 小
外照射 大
治疗距离
短
长
能量吸收 大部分由组织吸收 大部分被准直器和 限束器吸收
穿射路径
直接进入靶区 须穿过皮肤和正常 组织
治疗方式 不同部位选择相应 不同能量配合多野
54
按剂量率大小分类
低剂量率(LDR)指参考点剂量率限定在 O．4～2Gy／h
中剂量率(MDR)为2~12Gy／h 高剂量率(HDR)大于12Gy／h 脉冲剂量率(PDR)指剂量率在1～3Gy／h
55
按放射源种类分类
远距离、近距离均可使用：钴Co60、铯Cs-137
常用放射源：钴Co-60、铯Cs-137、 铱Ir-192、碘I-125、锎Cf-252
内容复习：
1、60钴γ射线释放的能量大小？ 2、当前较为常用的60钴遮线器类型及60
钴准直器的最少吸收厚度为几个半价 层？
3、微波传输方式、微波发生器、线束偏 转系统分类？
4、射野挡块使用的目的？ 5、什么是电离室？
2
电离室是由处于 不同电位的电极 和限定在电极之 间的气体组成， 通过收集因辐射 在气体中产生的 电子或离子运动 而产生的电讯号 来定量测量电离 辐射的探测器。
断层扫描照射
40
螺旋断层放射治疗系统
集IMRT（调强适形放疗）、IGRT （影像引导调强适形放疗）、DGRT （剂量引导调强适形放疗）于一体
直线加速器与螺旋CT完美结合，突 破传统加速器的诸多限制，在CT引 导下360°聚焦断层照射肿瘤，对恶 性肿瘤患者进行高效、精确的治疗。
41
Tomotherapy构造
内照射（近距离照射）：采用某种 方式将放射源置于人体的自然腔道 或组织间进行近距离直接照射。
10
放射源能量
内外照射的区别
内照射 小
外照射 大
治疗距离
短
长
能量吸收 大部分由组织吸收 大部分被准直器和 限束器吸收
穿射路径
直接进入靶区 须穿过皮肤和正常 组织
治疗方式 不同部位选择相应 不同能量配合多野
54
按剂量率大小分类
低剂量率(LDR)指参考点剂量率限定在 O．4～2Gy／h
中剂量率(MDR)为2~12Gy／h 高剂量率(HDR)大于12Gy／h 脉冲剂量率(PDR)指剂量率在1～3Gy／h
55
按放射源种类分类
远距离、近距离均可使用：钴Co60、铯Cs-137
常用放射源：钴Co-60、铯Cs-137、 铱Ir-192、碘I-125、锎Cf-252
临床放射生物学基础【放疗科】 ppt课件
Tpot 细胞丢失因子 = 1– ---------
Td 有些肿瘤生长较慢，主要是因为细胞丢失率高。 细胞丢失的主要机制----- 坏死
分化
肿瘤的生长速度
• 人肿瘤典型的动力学参数(引自AC Begg)
• ---------------------------------------------------------
辐射诱导的细胞死亡
两种主要形式
有丝分裂死亡 (增殖性死亡）
指由于染色体的损伤，细胞在试图分裂时发生死亡。死亡可发生在照射 后的第一次或以后的几次分裂,是电离辐射引起细胞死亡的最常见形式。
间期死亡（细胞在进行下一次分裂前死亡）
凋亡（apoptosis）：Trott所指出:至少96%的凋亡事件是发生在有丝分裂之后。在 许多情况下，凋亡是一种正常的生理过程，包括胚胎发育，免疫系统以及保持组 织自我平衡。作为辐射所引起的细胞死亡形式之一，它是高度细胞类型依赖性的。 淋巴细胞更易于通过凋亡途径发生照射后的快速细胞死亡 自嗜(autophagy)：是指细胞消化自己的部分胞浆从而形成巨大分子和能量的过程。 自嗜的分子基础及其与细胞死亡/存活的关系是现代研究的活跃领域 坏死（necrosis）：有一种观点认为，凋亡代表的是细胞自杀性死亡而坏死则是 由损伤所致。在组织学上认为坏死是一种在极端不利情况下（如pH值的极端变 化、能量缺失以及离子不平衡等）突发的细胞死亡 衰老（senescence）：是指正常细胞永久性尚失了分裂能力，这些细胞仍保有代 谢能力，可有或无功能的变化。与凋亡一样，不同类肿瘤及细胞倾向于不同的衰 老过程，照射以后的纤维细胞经常发生成熟前的衰老（premature senescence）,有 可能导致放射性纤维化。
克隆源细胞（clonogenic cell)
Td 有些肿瘤生长较慢，主要是因为细胞丢失率高。 细胞丢失的主要机制----- 坏死
分化
肿瘤的生长速度
• 人肿瘤典型的动力学参数(引自AC Begg)
• ---------------------------------------------------------
辐射诱导的细胞死亡
两种主要形式
有丝分裂死亡 (增殖性死亡）
指由于染色体的损伤，细胞在试图分裂时发生死亡。死亡可发生在照射 后的第一次或以后的几次分裂,是电离辐射引起细胞死亡的最常见形式。
间期死亡（细胞在进行下一次分裂前死亡）
凋亡（apoptosis）：Trott所指出:至少96%的凋亡事件是发生在有丝分裂之后。在 许多情况下，凋亡是一种正常的生理过程，包括胚胎发育，免疫系统以及保持组 织自我平衡。作为辐射所引起的细胞死亡形式之一，它是高度细胞类型依赖性的。 淋巴细胞更易于通过凋亡途径发生照射后的快速细胞死亡 自嗜(autophagy)：是指细胞消化自己的部分胞浆从而形成巨大分子和能量的过程。 自嗜的分子基础及其与细胞死亡/存活的关系是现代研究的活跃领域 坏死（necrosis）：有一种观点认为，凋亡代表的是细胞自杀性死亡而坏死则是 由损伤所致。在组织学上认为坏死是一种在极端不利情况下（如pH值的极端变 化、能量缺失以及离子不平衡等）突发的细胞死亡 衰老（senescence）：是指正常细胞永久性尚失了分裂能力，这些细胞仍保有代 谢能力，可有或无功能的变化。与凋亡一样，不同类肿瘤及细胞倾向于不同的衰 老过程，照射以后的纤维细胞经常发生成熟前的衰老（premature senescence）,有 可能导致放射性纤维化。
克隆源细胞（clonogenic cell)
常见放射治疗技术培训课件
1/16/2021
常见放射治疗技术 48
展望：
“生物调强”放射治疗
1/16/2021
常见放射治疗技术 49
▪ 在肿瘤内有生长活跃的部分，有处于休眠状 态的部分，有乏氧细胞，有坏死区，肿瘤周围 还有亚临床灶，它们对射线的敏感性不同。
▪ 调强放射治疗可以做到给肿瘤内不同区域以 不同的剂量（物理调强）。
1/16/2021
常见放射治疗技术 26
▪ 理想的放射治疗技术应是按照肿瘤形状给 靶区很高的致死量，而靶区周围的正常组 织不受到照射。
▪ 在1960年代中期日本人高桥（Takahashi） 首先提出了适形治疗(conformal therapy)的 概念。
1/16/2021
常见放射治疗技术 27
▪ 三维适形放射治疗（3DCRT）是立体定向 放射治疗技术的扩展。
1/16/2021
常见放射治疗技术 6
SRT 俗称 X(γ)刀，包含
▪ 立体定向放射外科 (Stereotactic Radiosurgery, SRS)
▪ 分次立体定向放射治疗 (Fractional Stereotactic Radiotherapy, FSRT)
1/16/2021
常见放射治疗技术 7
SRS概念：
▪ SRS是以精确的立体定位和聚焦方法对 病变靶区进行多角度、单次大剂量照射。
▪ 其靶区剂量分布特点： （1）高剂量分布相对集中 （2）边缘等剂量线以外剂量锐减
1/16/2021
常见放射治疗技术 8
1/16/2021
常见放射治疗技术 9
立体定向放射外科历史
▪ 1951年瑞典神经外科医师lars leksell首先提 出立体定向放射外科的概念
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2/28/2021
放射治疗技术生物
3
一、放射生物效应的时间顺序(电离辐射生物 效应的基本过程)
各种不同质的电离辐射在生物体内能产生次级电子，引起 电离，从电离辐射被吸收至观察到细胞微细结构损伤和破 坏等生物效应的这段过程，称为原初作用过程。
在此过程中放射能量的吸收和传递、原子的激发和电离 (物理阶段)、自由基的产生、化学键的断裂等分子水平 (化学阶段)的变化又引起细胞、组织器官和系统(生物阶 段)的变化，最电子的原子、分
子、离子或游离基团。
活性氧：是指含有氧的活性物质，可能是氧的某些
代谢产物和一些经过生化反应而产生的含氧基团。 主要有以氧的单电子还原产物、氧的双电子还原产 物、烷烃过氧化物ROOH、均裂产物RO·，ROO·、处于 激发态的氧。
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缺氧条件下产生一定效应的剂量
OER= 有氧条件下产生同样效应的剂量
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线性二次模式与α/β值
S =e -n (αd +βd2) 描述了组织生物效应与分次照射及剂量 之间的关系 预测不同剂量分割方式的生物效应 进行不同剂量分割方式的等效转换
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剂量相同、辐射种类不同，产生的效应也不同； 若要产生相同效应，则不同种类的辐射所需的剂 量就不同。
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LET与RBE的关系
RBE的变化是LET的函数（正相关） LET：<10kev/um时；LET∝RBE(缓慢） LET：10～100kev/um时；LET∝RBE（迅速） LET：>100kev/um时；LET继续增加，RBE反而下 降，表明更多的射线并不能用于引起生物效应上， 反而被浪费了
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（二）与机体有关的因素
1、种系的放射敏感性 种系演化越高，机体组织结构越复杂，放射敏感性越高
2、个体发育的放射敏感性 敏感性随个体发育过程而逐渐降低
3、不同器官、组织和细胞的放射敏感性 4、亚细胞和分子水平的放射敏感性
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四、放射生物学相关概念
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第一节 放射生物学的基本概念
放射生物学(radiobiology)：是研究放射线 (电离 辐射)对生物体作用的学科。 (观察不同质射线照 射后的各种生物效应，以及不同内、外因素对生物 效应的影响)
临床放射生物学(clinical radiobiology) ：是研 究放射线对肿瘤和正常组织的作用机制及其照射后 的反应过程。
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第二节 临床放射生物学效应
一、正常组织细胞的放射生物学效应 （一）细胞的放射敏感性 不同群体细胞的放射敏感性
细胞和组织的放射敏感性与其分裂活动成 正比，与其分化程度成反比。
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细胞周期与放射敏感性
周期指从母代细胞增殖过程某一时相到子代细胞增殖过程 的同一时相的时间。
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二、放射生物学的靶学说(细胞致死机制)
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（一）靶学说定义
生物结构内存在对放射敏感的部分，称之 为 “靶 ”，其损伤将引发某种生物效应； 电离辐射以离子簇的形式撞击靶区，击中概率遵循 泊松(Poisson)分布； 单次或多次击中靶区可产生某种放射生物效应，如 大分子的失活或断裂等。
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早反应组织和大多数肿瘤的α/β值大(10Gy左右) ；晚反应组织的α/β值小(约2~3Gy)。 早、晚反应组织对不同分次照射的反应不同。 晚反应组织比早反应组织有较大的修复能力，分次 剂量对晚反应组织的影响比早反应组织大，因此， 大分次剂量对晚反应组织更为有害。
细胞周期可分为4个主要时相。
①G1期，指DNA合成前期，有RNA迅速合成并指导大量多种蛋 白质和其他分子合成，准备合成DNA，该期大约为数小时乃 至数年。
②S期，指DNA合成期，此期间DNA量增加一倍，持续时间约 8～30小时。
第三章 临床放射生物学基础
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学习目标：
掌握内容：放射线对正常组织和肿瘤细胞的放射生物学效 应及其影响因素；早反应组织与晚反应组织的放射生物学特 点；分次放疗的生物学基础；细胞存活曲线各参数的意义。 熟悉内容：生物剂量的等效换算；放射线作用于机体后生 物学效应；肿瘤细胞的增殖动力学；提高放射生物效应的方 法。 了解内容：肿瘤分子放射生物学。
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传能线密度：带电电离粒子在其单位长度径迹上
消耗的平均能量（单位J/m）。
相对生物效能：
X或γ射线引起某一生物效应所需剂量 RBE ＝ 所观察的电离辐射引起相同生物效应
所需剂量
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意义：主要是为了比较在剂量相同时，不同种类 的电离辐射引起某一特定效应的效率的差别。即：
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（二）靶分子:基因组DNA、生物膜
（三）靶学说模型 单击模型 多击模型 单靶与多靶模型 （四）靶学说局限性
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三、影响生物效应的主要因素
（一）与辐射相关的因素 1.辐射种类 2.辐射剂量 3.辐射剂量率 4.分次照射 5.照射体积 6.照射方式
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不同组织射线照射后反应不同。根据细胞增殖动力学 和α/β比值将正常组织分成早反应组织和晚反应组织。
早反应组织：指机体内分裂、增殖活跃并对放射线早期反 应强烈的组织，如上皮、黏膜、造血组织、精原细胞等；( 包括大多数肿瘤组织) 晚反应组织：指机体内无再增殖能力，损伤后仅以修复代 偿其功能的细胞组织，如脊髓、肾、肺、肝、结缔组织等。
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氧效应：是指受照射的生物组织、细胞或生物大分子的辐射
效应随周围介质中氧浓度升高而增加。 氧 + 自由基 → 过氧化物自由基 (R00•)
在有氧条件下细胞放射敏感性增高，增高的幅 度与氧浓度有关。
氧增强比：是指缺氧条件下引起一定效应所需辐射剂量与有
氧条件下引起同样效应所需辐射剂量的比值。其公式是：