放射治疗技术生物课件.ppt

放射治疗技术生物;第三章 临床放射生物学基础;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。;第一节 放射生物学的基本概念;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);二、放射生物学的靶学说(细胞致死机制);（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。;;三、影响生物效应的主要因素;（二）与机体有关的因素 ;四、放射生物学相关概念;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 所观察的电离辐射引起相同生物效应 所需剂量 ;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：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。;LET与RBE的关系;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： 缺氧条件下产生一定效应的剂量 有氧条件下产生同样效应的剂量 ; 线性二次模式与α/β值;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。 ;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。 ;第二节 临床放射生物学效应;细胞周期与放射敏感性;③G2：期，DNA合成后期，为分裂做准备，合成分裂期所需的DNA和蛋白质，人约持续1～1．5小时。 ④M期，有丝分裂期，无生化合成。分裂由核开始，继而细胞质分裂，两个子细胞形成。整个有丝分裂过程分为前期、中期、后期和末期四个时期。 细胞处于不同时期，它的敏感性各不相同。M期细胞对射线最敏感，其次为G2期细胞、G1期细胞、早S期细胞，晚S期细胞最不敏感。 ;影响细胞放射敏感性的因素;（二）电离辐射对细胞周期的影响;（三）细胞存活曲线;;细胞存活曲线;;2、细胞存活曲线的形状;3、细胞存活曲线有关参数的含义;N (外推数)：是指细胞内所含放射敏感区域数，即靶数。(因随实验条件改变而有较大幅度的变化，与实际情况不符，现已少用) 细胞存活曲线的临床意义 ;4、分次照射的细胞存活曲线;（四）辐射所致细胞的损伤与修复;（五）正常组织的放射耐受性;二、肿瘤组织的放射生物学效应;2.肿瘤的生长速度 (1)描述肿瘤生长速度的参数 ①肿瘤体积倍增时间（tumor volume doubling time ,Td）是描述肿瘤生长速度的重要参数，由三个主要决定因素所决定：细胞周期时间（the cell cycle time ,Tc）；生长比例（the growth fraction ,GF）；细胞丢失率（the rate of cell loss）。如果细胞周期时间短、生长比例高、细胞丢失少，则肿瘤增长速度块。 ;② 潜在倍增时间（potential doubling time ,T pot），用来描述肿瘤生长速度的理论参数，定义：假设在没有细胞丢失 的情况下，肿瘤细胞群体增加一倍所需要的时间。这取决于细胞周期时间和生长比例。 潜在倍增时间可以通过测定胸腺嘧啶标记数（LI）或S期比例（S-Phase fraction）获得：T pot＝λ×Ts/LI ③ 细