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肿瘤放射治疗学. 大连医科大学第二临床医院 肿瘤学教研室 杨月琴. 放射肿瘤学的历史. 1895 年 —— 伦琴 ——X 射线 1896 年 —— 贝可勒尔 —— 铀 1898 年 —— 居里夫妇 —— 镭 1899 年 ——X 射线 —— 皮肤癌 1903 年 —— 镭 —— 近距离治疗 1951 年 —— 加拿大 —— 60 Co 治疗机 1953 年 —— 英国 —— 射频微波直线加速器 1965 年 —— 日本 —— 适形放射治疗 1968 年 —— 瑞典 —— 刀 美国 —— 电子直线加速器
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肿瘤放射治疗学 大连医科大学第二临床医院 肿瘤学教研室 杨月琴
放射肿瘤学的历史 • 1895年——伦琴——X射线 • 1896年——贝可勒尔——铀 • 1898年——居里夫妇——镭 • 1899年——X射线——皮肤癌 • 1903年——镭——近距离治疗 • 1951年——加拿大——60Co治疗机 • 1953年——英国——射频微波直线加速器 • 1965年——日本——适形放射治疗 • 1968年——瑞典—— 刀 • 美国——电子直线加速器 • 1976年——CT、治疗计划系统、调强适形放射治疗
放射治疗在肿瘤治疗中的地位 • 恶性肿瘤治疗的三大手段： 手术：22% 放射治疗：18% 化学治疗：5%
第一节 放射源 一、放射源的种类与照射方式 1、放射源的种类： （1）放射性同位素发射出的α、β、γ射线； （2）X线治疗机和各类加速器产生的不同能量的X线； （3）各类加速器产生的电子束、质子束、中子束、负π介子束以及其它重粒子束等。
2、照射方式 ： （1）体外照射：从距离病人体外一定距离集中照射某一部位； （2）近距离照射：将放射源密封直接放入被治疗的组织内或放入人体的天然腔内进行照射； （3）内用同位素治疗：将该种放射性同位素通过口服或静脉注入人体内进行治疗 。
3、近距离照射与体外照射的区别： ①放射源活度和距离 ②组织吸收剂量 ③受皮肤和正常组织耐受量的限制，采用多野照射技术 ④距离平方反比定律影响靶区剂量分布的均匀性
二、临床常用放射源的物理特性 放射性同位素放射α、β、γ三种射线。 放疗主要使用β、γ两种射线，而且应用γ射线多于应用β射线。 除钴-60、铯-137外，其余同位素只用于近距离照射。
常用放射性同位素源 • 镭-226源：镭的半衰期为1590年,氡为3.8天， 在衰变的过程中放出α、β、γ三 种射线。 一般应用镭的γ射线进行治疗，镭 的平均能量为0.83MeV。
常用放射性同位素源 2.铯-137源：从原子核反应堆的裂变物中提取。 铯-137的γ射线能量是单能，为 0.662MeV，半衰期为33年，平 均每年衰变2%。
常用放射性同位素源 3.钴-60源：能量为1.17MeV及1.33MeV两种γ射 线，平均能量为1.25MeV。 钴-60的半衰期为5.27年，即每月衰 减1.1%。
常用放射性同位素源 4.铱-192源：γ射线平均能量为360keV，半衰期 为74 天。 1~10 Ci的高活度的铱-192源普遍 用于高剂量率的后装治疗。
常用放射性同位素源 5.碘-125源：碘-125的平均能量为28 keV，半衰 期为59天，通常作成粒状源，用于高、 低剂量率的临时性或永久性插植治疗。
第二节 常用的放射治疗设备 • 一、X线治疗机 临床治疗用的X线机根据能量高低分为： 临界X线（6 ～10kV）， 接触治疗X线（10～60kV）， 浅层治疗X线（60～160kV）， 深部治疗X线（180～400kV）， 高能X线（2MV～50MV）：主要由各类加速器产生。
普通X线机的特点 能量低、 深度剂量低、 易于散射、 剂量分布差
滤过板的作用、半价层 1、滤过板：设法去掉低能部分，而保留较高能量的 X射线 。经过改进后的X射线比原来的 平均能量要高。 2、半价层（HVL）：使原射线的强度被衰减到一半时 所需的吸收体的厚度，称为以该 吸收体的厚度表示的半价层。
三、 钴-60治疗机 （一）钴-60γ线的特点： 1.穿透力强; 2.保护皮肤 ; 3.骨和软组织有同等的吸收剂量 ; 4.旁向散射小 ; 5.经济、可靠; 6.缺点：存在半影、半衰期短以及防护等问题。
（二）钴-60治疗机基本结构： ①一个密封的钴-60放射源； ②一个源容器及防护机头； ③具有开关的遮线器装置； ④具有定向限束的准直器； ⑤支持机头的治疗机架，用以调节线束方向； ⑥治疗床； ⑦计时器及运动控制系统； ⑧辐射安全及连锁系统。
（三）钴-60半影的种类及产生原因 1、半影：射野边缘剂量随离开中心轴距离增加而 急剧变化的范围，用P80%～20% 表示。
2、半影的种类： 几何半影：源具有一定尺寸 穿射半影：准直器端面与边缘射束不平行 散射半影：由于组织中的散射线造成
3、半影的消除： 几何半影：缩小放射源直径 穿射半影：采用带有半影消除装置的复式球面准直器 散射半影：无法消除，但散射半影的大小随入射线的 能量增大而减小。
四、 医用加速器 1、医用加速器的种类 电子感应加速器：利用涡旋电场加速 电子直线加速器：采用微波电场 电子回旋加速器：利用微波激励的超高频电场加 速电子
医用电子直线加速器 2、结构：其主要由加速管、微波功率源、微波传输 系统、电子枪、束流系统、真空系统、恒 温水冷却系统、电源及控制系统、照射头、 治疗床等组成。
3、电子直线加速器的特点： 电子束：①肿瘤后剂量骤然下降 ②调节能量可调节电子束的深度 ③皮肤量介于X线和钴-60之间 X射线：深度剂量高 ，皮肤剂量低 加速器设备复杂，对水、电要求高，维修难，价格高，但在维修和操作时没有射线。
4、直线加速器X射线、电子束能量 X射线：约80%的深部肿瘤用6MV X射线；而对某些较 深部位的肿瘤，使用较高能量的X射(15~18MV) 电子束：适用于治疗较浅的偏位肿瘤，其电子能量以 4~20MeV范围较好，治疗靶区后缘深度1~6cm 的肿瘤。 例如Varian 2300 C/D医用直线加速器可产生6MV,15MV 两挡X射线和4MeV，6MeV，9MeV，12MeV，16MeV， 20MeV电子束。
五 近距离治疗后装机 1、近距离治疗放射源选择的主要依据： 半衰期的长短、射线类型、能量、核素丰度及原子序数。 目前只有铱-192源比较符合上述要求
2、现代的近距离治疗应用范围 （1）腔内或管内照射，如子宫颈癌、气管、 鼻咽癌等； （2）组织内照射，如舌癌，颊黏膜癌等 （3）术中植管，术后照射； （4）模板治疗。
3、现代近距离治疗的特点 ①后装技术 ②源微型化，源由微机控制的马达驱动 ③高活度源、高剂量率治疗 ④用微机作治疗计划 ⑤局部剂量高，达到边缘后剂量陡然下降 ⑥照射范围内剂量分布不均匀，近源处高 ⑦照射时间短 ⑧分次照射，分次剂量多为5Gy左右
六 高LET射线 轻粒子 ：深部X射线、钴-60γ射线、加速器的X射线均为电磁辐射粒子，称为光子 。光子和电子因其质量较小，称为轻粒子 。 重粒子 ：快中子、质子、负π介子以及氮、碳、氧、氖离子等
LET（线性能量传递） LET是指射线粒子在单位厚度的介质中能量转移、损失的大小。 重粒子由于质量大，带多个正电荷或负电荷，其射线大部分为高LET射线。 高LET射线的物理生物特性： 物理特点是具有Bragg峰 生物特点是相对生物效应高，氧增强比低。 高LET 有各种各样的放射源，其不同源有不同的特点
1、质子：具有显著的高LET 物理学特点而无生物 学特点， 其优点是：剂量分布好，旁向散射少，穿透性 强，局部剂量高， 适用于治疗垂体瘤等周围有重要器官和组织的肿瘤
2、快中子：仅有高LET治疗的生物学优点，没有2、快中子：仅有高LET治疗的生物学优点，没有 物理学优点，即无Bragg峰。 由于其传能线密度（LET）值高，以生物方式改 善了肿瘤组织与正常组织的射线效应；
3、负π介子：集中了快中子的生物学特点和质子3、负π介子：集中了快中子的生物学特点和质子 的物理学特点，兼备物理和生物的 双重优势，是一种较好的放射源。它具有一定的射程。它突出的优点是在射程的末端被元素（如碳、氢、氧）所俘获而使其爆炸，产生短射程的电离碎片，而致使局部剂量高且LET高。
除质子外，所有重粒子的LET值都较高，故重粒子又称为高LET射线。除质子外，所有重粒子的LET值都较高，故重粒子又称为高LET射线。 • 使用高LET射线可以减低氧的增强效应和增加生物效应，并可以克服细胞周期对放射敏感性的影响。 • LET = 10 keV /μm 是高低LET射线的分界线。
七 模拟定位机 • 模拟定位机是用来模拟加速器或60CO治疗机治疗条件的专用X射线成像系统。
常规模拟定位机的六大功能 • 靶区及重要器官的定位 • 确定靶区（或危及器官）的运动范围 • 治疗方案的确认（治疗前模拟） • 勾画射野和定位、摆位参考标记 • 拍射野定位片或证实片 • 检查射野挡块的形状几位置
小结 1.放射源的种类 钴-60源,铱-192源 2.钴-60γ线的特点 3.钴-60半影的种类 4.电子直线加速器的特点 5.高LET射线的物理生物特性 物理特点是具有Bragg峰 生物特点是相对生物效应高，氧增强比低。 6.模拟定位机的功能
