1、核醫(yī)學(xué)和放射醫(yī)學(xué)在治療疾病中的應(yīng)用,放射醫(yī)學(xué)和核醫(yī)學(xué)圖片展示和簡(jiǎn)單分析 核醫(yī)學(xué)治療疾病的醫(yī)學(xué)思想和實(shí)現(xiàn)方法 放射醫(yī)學(xué)治療疾病的醫(yī)學(xué)思想和實(shí)現(xiàn)方法,放射醫(yī)學(xué)成像圖片展示,核醫(yī)學(xué)治療疾病的醫(yī)學(xué)思想和實(shí)現(xiàn)方法,碘-131治療甲亢 鍶-89和P-32治療骨腫瘤和骨轉(zhuǎn)移灶疼痛的緩解 生物導(dǎo)彈（放射性核素標(biāo)記的McAb ）治療腫瘤 中子俘獲治療,碘-131治療甲亢,無(wú)機(jī)碘能被甲狀腺選擇性地吸收，并參與甲狀腺激素（TSH）的合成，因此可以用131-I的射線來(lái)破壞甲狀腺細(xì)胞。131-I發(fā)射的主要射線為606.3keV（90%），在組織中的射程較短，可有效地殺傷攝入131-I的細(xì)胞，對(duì)鄰近組織損傷不大。,鍶-8

2、9和P-32治療骨腫瘤和緩解骨轉(zhuǎn)移灶疼痛（屬姑息性治療）,32-PO4在骨腫瘤病灶內(nèi)濃集，可用于骨轉(zhuǎn)移癌的鎮(zhèn)痛，但它也滲透入骨髓細(xì)胞，對(duì)造血功能有較大的抑制作用。 鍶是鈣的同族元素，能高選擇性地富集于骨質(zhì)中的羥基磷灰石。89-Sr是一種優(yōu)良的骨腫瘤緩解治療核素。其-射線最大能量為1.463MeV，平均能量0.58MeV，同時(shí)能發(fā)射分支比為0.0095%，能量為0.909MeV的射線。89Sr的-射線在軟組織的平均射程約2.4mm，是目前較為理想的骨腫瘤放射性治療核素。,生物導(dǎo)彈,放射性核素標(biāo)記的McAb（單克隆抗體）治療腫瘤 “雷聲大，雨點(diǎn)小”。從理論上講，用放射性核素標(biāo)記的McAb具有高度的

3、靶向性質(zhì)，可望用于腫瘤的放射免疫治療。但是由于目前的單抗主要來(lái)自鼠源性McAb，對(duì)于人體為異質(zhì)蛋白，注入人體后會(huì)產(chǎn)生免疫反應(yīng) ，很快被清除，吸收率很低。因此應(yīng)用于臨床還需進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)研究。,中子俘獲治療,將中子俘獲截面大的核素引入親腫瘤藥物，注射到或服入腫瘤患者體內(nèi)，待藥物富集于腫瘤組織后，用中子束照射腫瘤部位引起中子俘獲反應(yīng)，核反應(yīng)產(chǎn)生的次級(jí)輻射及反沖核對(duì)腫瘤細(xì)胞起殺傷作用，這種治療癌癥的方法稱為中子俘獲治療（Neutron capture therapy，NCT），它可以認(rèn)為是腫瘤放射治療的一種方法。,放射醫(yī)學(xué)治療疾病的醫(yī)學(xué)思想和實(shí)現(xiàn)方法,放療是利用各種放射線（如X線、線、電子線等）治療惡

4、性腫瘤的一種局部治療技術(shù)。這些能產(chǎn)生放射線的物質(zhì)或設(shè)施包括放射性同位素（如60-Co、192-Ir、137-Cs等可產(chǎn)生射線，252-Cf可產(chǎn)生中子束）、X線機(jī)包括淺部、深部X線機(jī)（可產(chǎn)生X射線）、加速器（可產(chǎn)生X線、電子束、質(zhì)子束、中子束、-介子束、重粒子束）等。腫瘤放療學(xué)是門臨床醫(yī)學(xué)。集中了腫瘤臨床治療學(xué)、放射物理學(xué)、放射生物學(xué)等學(xué)科的最新發(fā)展。,放射治療技術(shù)的分類,放射治療按照射方式分類： 內(nèi)照射：內(nèi)照射又稱近距離照射，這種治療技術(shù)把高強(qiáng)度的微形放射源送入人體腔內(nèi)或配合手術(shù)插入腫瘤組織內(nèi)，進(jìn)行近距離照射，從而有效地殺傷腫瘤組織。 外照射：外照射又稱遠(yuǎn)距離照射，這種照射是放療機(jī)將高能射線或

5、粒子來(lái)瞄準(zhǔn)腫瘤部位用于外照射的放射治療設(shè)備，有X線治療機(jī)、鈷60治療機(jī)和電子/質(zhì)子直線加速器等。,近距離照射（內(nèi)照射式放療）,目前常用的近距離治療放射源有137-Cs、192-Ir和125-I，代替了以前使用的226-Ra 137-Cs和226-Ra一樣產(chǎn)生射線，幾乎具有同樣的穿透性，而且137Cs產(chǎn)生的射線為單一能量，對(duì)屏蔽要求低，封裝后較為安全，它的半衰期為30a（226-Ra為1600a），因而它成為了226-Ra的替代品用于組織間插植和腔內(nèi)照射 192-Ir可制成細(xì)而柔軟的線形，根據(jù)需要切成任意長(zhǎng)度，也經(jīng)常被制成直徑為0.15mm、長(zhǎng)3mm的顆粒，間隔1cm固定于尼龍帶上。這兩種都特別

6、適合后裝技術(shù)的要求 125-I廣泛應(yīng)用于永久性植入，其半衰期為59.4d，光子能量較低，儲(chǔ)存方便。 按照放射源接近組織的方式近距離治療可分為三大類： 一類是表面敷貼治療（Surface applicators therapy），多采用核素，放射源放置于組織表面，適宜于體表部位的直接照射治療 一類是腔內(nèi)近距離治療（Intracavitary brachytherapy），它是將放射源放置在人體自然腔道內(nèi)腫瘤附近，適宜于腔體內(nèi)的腫瘤治療 另一類是插植近距離治療（Intertitial brachytherapy，簡(jiǎn)稱插植，也即內(nèi)介入治療），是將放射性顆粒（或稱種籽）直接植入腫瘤體內(nèi)。根據(jù)治療的需要

7、，放射源可手動(dòng)安裝放置，亦可機(jī)器遙控后裝放置,腔內(nèi)/插植近距離治療（后裝）,遠(yuǎn)距離照射（外照射式放療）,60-Co機(jī)：60-Co機(jī)是利用人工放射性核素60-Co在其自動(dòng)衰變過(guò)程中產(chǎn)生的射線，經(jīng)準(zhǔn)直后治療人體深部腫瘤的裝置。這種治療機(jī)可產(chǎn)生多束經(jīng)準(zhǔn)直器后變成細(xì)束的射線從四面八方交叉照射腫瘤細(xì)胞，因此也被稱為射線立體定向治療系統(tǒng)（Stereotactic radiation therapy，SRT），俗稱刀。 醫(yī)用加速器：醫(yī)用加速器是放療中常用的治療束產(chǎn)生設(shè)備，是目前世界上使用最多的放射治療設(shè)備。電子直線加速器加速后的電子輻射可直接用于治療淺表腫瘤；將加速后的電子束轟擊重金屬靶，產(chǎn)生X射線可用于治

8、療深部腫瘤。而X線束以病人腫瘤為圓心的弧線上旋轉(zhuǎn)，再加病床旋轉(zhuǎn)或平移，構(gòu)成X線立體定向照射效果的設(shè)備，就被稱做X刀。,遠(yuǎn)距離照射方式,腫瘤靶區(qū),常規(guī)照射以強(qiáng)度均勻、形狀規(guī)則的輻射野為基礎(chǔ)，每次從23個(gè)不同角度照射，使腫瘤靶區(qū)得到比周圍組織高的照射劑量。,第一輻射野,第二輻射野,1、常規(guī)放射治療：,2、三維適形放射治療（Conformal RadioTherapy，CRT）,使不同照射角度的輻射野截面形狀與病灶在射束方向的投影輪廓相一致，輻射野的劑量分布仍以均勻分布為基礎(chǔ)。,輔助設(shè)備：輻射野成形準(zhǔn)直器和擋鉛,擋鉛：擋鉛對(duì)于現(xiàn)在的放療仍然必不可少。,多葉準(zhǔn)直器（MultiLeaf Collimat

9、or，MLC）由一組葉片迭合成，葉片開(kāi)合形成輻射野形狀。,3、調(diào)強(qiáng)放射治療(Intensity Modulation Radiation Therapy，IMRT ),為使組織不均勻、輪廓不規(guī)則的靶區(qū)（甚至是凹型或包嵌形）獲得預(yù)期的劑量分布，降低正常組織吸收，除了要求每個(gè)輻射野截面形狀與靶區(qū)外圍輪廓形狀一致外，而且要求每個(gè)輻射野內(nèi)劑量強(qiáng)度分布與組織不均勻的腫瘤相符合，這就要做調(diào)強(qiáng)放療。,IMRT實(shí)例：前列腺治療,放射治療準(zhǔn)備,臨床檢查及診斷：(明確診斷，判定腫瘤范圍，做出臨床分期，了解病理特征) 確定治療目的：根治、姑息、綜合治療(與手術(shù)綜合，術(shù)前、術(shù)中或術(shù)后放療，與化療綜合或單一放療) 確定

10、放射源：(普通照射、三維適形放療、調(diào)強(qiáng)放療、近距離照射) 制作病人固定裝置(體模、頭模) 模擬機(jī)下攝片定位或CT掃描 確定靶區(qū)體積（勾畫出CTV、GTV、PTV） 確定腫瘤體積劑量 確定危險(xiǎn)器官及劑量,放射治療過(guò)程,制定治療計(jì)劃 設(shè)計(jì)照射野并計(jì)算選擇最佳方案 制作鉛擋塊 確定治療計(jì)劃 驗(yàn)證治療計(jì)劃 第一次治療、擺位 攝驗(yàn)證片 每周核對(duì)治療單 每周檢查病人(必要時(shí)更改治療計(jì)劃) 治療結(jié)束進(jìn)行總結(jié) 隨診,放射治療選擇和目標(biāo),根據(jù)放療的方式可分為體外照射（普通照射、三維適形放療、調(diào)強(qiáng)放療）和近距離照射（腔內(nèi)照射、組織插植、術(shù)中照射、模照射），目前近距離照射多用于宮頸癌的腔內(nèi)放療。 根據(jù)放療的目標(biāo)可分

11、為根治性放療、姑息性放療和輔助性放療。,放射治療選擇和目標(biāo)(根治性放療),根治性放療是指通過(guò)放療達(dá)到消滅腫瘤，使患者得到長(zhǎng)期生存為目標(biāo)的放療。包括對(duì)射線敏感和中度敏感的腫瘤，如鼻咽癌，早期喉癌，中上段食管癌，宮頸癌等。為了達(dá)到根治目的，既要消滅臨床上發(fā)現(xiàn)的與原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶，也要消滅一般臨床檢查不能發(fā)現(xiàn)的亞臨床灶。亞臨床由于病灶小、充氧好只需2/3-4/5腫瘤根治量即可基本殺滅，所以我們通常把放射野擴(kuò)大到瘤體外2cm左右至根2/3-4/5時(shí)，縮小照射野，只包括原發(fā)灶直至根治量。,放射治療選擇和目標(biāo)(姑息性放療),姑息性放療是以對(duì)晚期或放療不敏感的腫瘤通過(guò)放療改善臨床癥狀達(dá)到止痛、止血、緩解腫瘤壓

12、迫控制腫瘤生長(zhǎng)為目標(biāo)的放療，一般給于根治量的1/2-1/3。,放射治療選擇和目標(biāo)（輔助性放療）,輔助性放療一般是指輔助手術(shù)或化療，現(xiàn)多歸于綜合治療的范疇。 與手術(shù)結(jié)合包括術(shù)前放療、術(shù)后放療和術(shù)中放療。 與化療的綜合治療 與熱療的綜合治療,放療的技術(shù)支持設(shè)備,放射治療要從多個(gè)角度進(jìn)行照射，每個(gè)照射角度的輻射野都有各自的截面形狀和強(qiáng)度分布要求。當(dāng)前放射治療日益精細(xì)化，實(shí)施照射之前必須對(duì)病灶精確定位，設(shè)計(jì)出治療方案，照射時(shí)要準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)定的計(jì)劃，這些都須借助復(fù)雜的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。,一、CT定位,借助于與CT對(duì)腫瘤即周圍組織進(jìn)行準(zhǔn)確的三維定位，基于CT圖片勾畫靶區(qū)和危及器官以及制作放療計(jì)劃。,二、 模

13、擬定位系統(tǒng)（Simulation System）,臨床實(shí)踐中，放療事故主要因腫瘤靶區(qū)定位失準(zhǔn)而引起。為了確保治療質(zhì)量和病人安全，放射治療前必須模擬照射的幾何條件,準(zhǔn)確定位腫瘤, 對(duì)輻射野進(jìn)行設(shè)計(jì)和檢查。其過(guò)程包含固定和標(biāo)記病人，確定靶區(qū)以及設(shè)計(jì)照射野的大小、方向和檔塊，復(fù)核治療計(jì)劃等。,模擬定位機(jī),模擬定位機(jī)是一臺(tái)與放療設(shè)備在治療時(shí)的條件完全一致的低能X射線機(jī)，根據(jù)它產(chǎn)生的二維圖像（透視圖像或X光膠片）進(jìn)行腫瘤定位，確定照射野的形狀、方向，制作檔塊，標(biāo)記體表，檢查治療方案等。 用診斷X射線取代高能X射線，圖像質(zhì)量大為改進(jìn)，靶區(qū)定位更準(zhǔn)確，對(duì)病人的傷害減小，并可實(shí)時(shí)透視病人內(nèi)部器官的運(yùn)動(dòng)，及時(shí)調(diào)

14、整射野邊界。將模擬和治療分開(kāi)進(jìn)行，病人處理效率大大提高。,實(shí)施適形、調(diào)強(qiáng)和立體定向等精確放射治療之前，要做出精確、詳細(xì)的治療計(jì)劃。其過(guò)程為： 從成像設(shè)備取得病人的解剖結(jié)構(gòu)信息，判斷腫瘤的位置、形狀和性質(zhì)； 根據(jù)腫瘤和周圍組織的構(gòu)造、承受輻射的能力確定靶區(qū)和相鄰組織的照射劑量； 根據(jù)預(yù)設(shè)的靶區(qū)劑量分布求出所需輻射野數(shù)目、照射角度及各個(gè)輻射野的形狀和劑量分布； 根據(jù)治療計(jì)劃反算靶區(qū)和相鄰組織的劑量，進(jìn)行檢驗(yàn)，并修正照射方案。,三、治療計(jì)劃系統(tǒng)（Treatment Planning System，TPS）,治療計(jì)劃系統(tǒng)是一臺(tái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與成像系統(tǒng)、治療機(jī)連接的圖像工作站 。它從成像設(shè)備取得腫瘤所在體段的

15、圖像，在醫(yī)生的參與下做出治療計(jì)劃，得到的各種治療參數(shù)輸入加速器控制計(jì)算機(jī)中。,3.三維CT模擬定位計(jì)劃系統(tǒng),立體適形和調(diào)強(qiáng)放射治療需要精確地確定靶區(qū)的三維形狀和位置。將放療專用螺旋CT、激光定位系統(tǒng)和三維治療計(jì)劃系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相連接，就形成了集影像診斷、腫瘤定位、劑量計(jì)算和治療計(jì)劃為一體化的三維CT模擬定位計(jì)劃系統(tǒng)。,病人在靶區(qū)空間坐標(biāo)參考體系下進(jìn)行CT掃描，經(jīng)靶區(qū)影像三維數(shù)字重建，確定靶區(qū)和周圍要害器官的形狀與空間位置關(guān)系。,為了確保病灶在模擬定位機(jī)和加速器治療機(jī)上所處的位置完全一致，需要有空間坐標(biāo)參考系統(tǒng)，它包含兩部分：,4.空間坐標(biāo)參考系統(tǒng),1.影像引導(dǎo)的放射性治療,影像引導(dǎo)的放射治療(

16、IGRT)是一種四維的放射治療技術(shù)，它在三維放療技術(shù)的基礎(chǔ)上加入了時(shí)序的概念， IGRT充分考慮了解剖組織在治療過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)和分次治療間的位移誤差，如呼吸運(yùn)動(dòng)、小腸蠕動(dòng)、膀胱充盈、胸腹水、日常擺位誤差、腫瘤增大/縮小等引起放療劑量分布的變化和對(duì)治療計(jì)劃的影響等患者進(jìn)行治療前、治療中利用各種先進(jìn)的影像設(shè)備對(duì)腫瘤及正常器官進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并能根據(jù)器官位置的變化調(diào)整治療條件使照射野緊緊“追隨”靶區(qū)，使之能做到真正意義上的精確治療。,西門子的IGRT系統(tǒng)CT和加速器共用同一治療床，避免了病人在影像床與治療床的體位不同帶來(lái)的誤差。,放射治療新思想新技術(shù),2.質(zhì)子和重離子治療,和X射線沒(méi)有電荷，質(zhì)量較輕，

17、在進(jìn)入人體后產(chǎn)生的劑量會(huì)隨入射深度增加而呈指數(shù)衰減，其大部分能量都釋放到靠近表皮的正常組織中，不能以足夠的劑量殺傷腫瘤。 質(zhì)子和帶電重離子進(jìn)入人體后會(huì)慢慢減速，但與原子核外電子間的作用卻在增大，在到達(dá)終點(diǎn)附近時(shí)，與電子的作用最大，將大部分能量釋放出來(lái)，這個(gè)發(fā)生最高劑量的區(qū)域叫作“Bragg峰”。,中子是不帶電的粒子，能量在14MeV以上的為快中子。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。 有四種中子源可供臨床使用：反應(yīng)堆，大型回旋加速器，密致式回旋加速器，D-T（氘氚）中子發(fā)生器。 臨床上，中子已用于治療腮腺癌、胰腺癌、膀胱癌、前列腺癌、骨和軟組織腫瘤等。,3. 快中子治療,4.硼

18、中子俘獲治療,治療前，將含10B元素的藥物注射到人體中，藥物對(duì)腫瘤的選擇性越高越好。1eV1keV的超熱中子,照射到病變組織上,與10B發(fā)生俘獲反應(yīng): 10B+1n4(1.78MeV)+7Li(1.01MeV) (4%) 4(1.47MeV)+7Li(0.84MeV)+(0.48MeV)(96%) 產(chǎn)生的4粒子和7Li核的射程都很短（5m和8m），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。BNCT使用的是低能中子，比快中子治療對(duì)人體正常細(xì)胞的傷害要小得多。發(fā)揮治療作用的粒子和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)。,5. -介子治療,-介子是一種重粒子，質(zhì)量介于電子和質(zhì)子之間。-介子通過(guò)生物組織時(shí)具有類似質(zhì)子的Bragg效應(yīng)，即它的最高劑量區(qū)域在射程的末端，而在到達(dá)末端之前對(duì)生物組織所造成的傷害非常小。-介子的這一特性對(duì)遠(yuǎn)距離放射治療非常有利，是一種很有希望的治療癌癥的新的射線。 現(xiàn)在世界上有三個(gè)專門生產(chǎn)供醫(yī)療用的-介子發(fā)生器的工廠。,五年