一种单次大剂量瞬时肿瘤放疗方法技术

本发明专利技术公开了一种单次大剂量瞬时肿瘤放疗方法，采用单次单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线于肿瘤细胞处，在0.1s内完成总剂量照射；瞬时大剂量照射能够快速消耗正常细胞内的氧气，形成明显的氧气浓度差，使正常细胞表现出抗辐射能力；肿瘤细胞在乏氧状态对氧气消耗不敏感，内部的氧气浓度差较低，因此抗辐射能力不明显，即可在保证肿瘤杀伤效果的同时，显著降低周边正常组织的辐射损伤水平，表现出“双重效应”，可为提高临床肿瘤治愈效果及提高放疗安全度给予可能性。疗安全度给予可能性。疗安全度给予可能性。

【技术实现步骤摘要】
一种单次大剂量瞬时肿瘤放疗方法


[0001]本专利技术属于辐射治疗
，具体涉及一种单次大剂量瞬时肿瘤放疗方法。

技术介绍

[0002]目前临床肿瘤的治疗方法主要为外科手术、放射治疗、化学治疗、免疫治疗和分子靶向治疗等。其中放射治疗为临床肿瘤治疗最重要的手段之一。放疗通过电离辐射对肿瘤细胞进行杀伤。电离辐射的损伤机制主要分为直接作用和间接作用。直接作用引起的损伤约占1/3，是指电离辐射的能量直接传递给机体生物分子，产生电离和激发，从而引起机体蛋白或核酸等的结构改变和活性丧失。间接作用引起的损伤约占2/3，指电离辐射的能量作用于机体的水分子，所产生的自由基与生物分子相互作用从而引起损伤。肿瘤细胞经照射后，核酸断裂、蛋白质变性，失去了分裂增值的能力，主要的生物学效应为细胞死亡，最终达到治疗肿瘤的目的。
[0003]理论上，如果使用足够高的辐射剂量，所有肿瘤都能被治愈；实际上，这种理想化的治疗方案会受限于肿瘤周围正常组织的毒性剂量。要达到良好的肿瘤治疗效果，往往需要几十上百Gy的总放疗剂量。常规分割放疗的每次辐照仅2Gy左右，因此周期都较长。由于肿瘤细胞有快速增值能力，并随着治疗时间的延长，已辐照的肿瘤细胞可发生DNA修复。在一定的总治疗剂量下，疗程的延长可降低生物有效剂量。为了提高肿瘤放疗的生物有效性，可加大单次辐射剂量，甚至将总治疗剂量在单次辐照内完成。短时间内完成整套放疗计划不仅可以增强疗效，还减轻患者的医疗压力。相较于常规分割治疗，我国现阶段已开展的立体定向放疗可满足单次较高剂量的照射，但剂量仅在10Gy以内，且精度难以进一步提高。射波刀能够将单次剂量提高到15
‑
30Gy，但由于辐照边缘剂量陡降，可能导致肿瘤杀伤不完全。囿于临床医用加速器的剂量率低，射波刀虽能一天之内完成治疗，无需住院，但总照射时间长达3
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5小时。若能将剂量率提高，缩短照射时间，可加快医院放疗科的运作，使更多患者获益并降低患者的心理负担，尤其是有幽闭恐惧症的患者。

技术实现思路

[0004]针对现有技术所存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种可降低照射时间，提高辐照剂量的单次瞬时肿瘤放疗方法。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种单次大剂量瞬时肿瘤放疗方法，采用单次单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线于肿瘤细胞处，照射野覆盖整个肿瘤细胞处。
[0006]进一步地，所述单次单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线在0.1s内完成总剂量照射。
[0007]进一步地，采用CTFEL装置超导加速器产生3MeV高能X射线。
[0008]进一步地，所述单次单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线平均剂量率为200Gy/s。
[0009]进一步地，所述单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线总剂量大于15Gy。
[0010]进一步地，所述单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线总照射时间为01s。
[0011]采用本专利技术的技术方案带来的有益效果是，一种单次大剂量瞬时肿瘤放疗方法，采用单次单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线于肿瘤细胞处，在0.1s内完成总剂量照射；瞬时和大剂量照射能够快速消耗正常细胞内的氧气，形成明显的氧气浓度差，使正常细胞表现出抗辐射能力；肿瘤细胞在乏氧状态对氧气消耗不敏感，内部的氧气浓度差较低，因此抗辐射能力不明显，两者之间即表现出抗辐射差异，从而实现瞬时大剂量辐照治疗效果；采用本专利技术的方法使用的大剂量瞬时放疗在保证肿瘤细胞杀伤效果的同时，显著降低周边正常细胞及正常组织的辐射损伤水平。
附图说明
[0012]图1是空白瘤块组荧光显微镜示意图；
[0013]图2是常规放疗组荧光显微镜示意图；
[0014]图3是本专利技术实施例方法的瞬时放疗组荧光显微镜示意图；
[0015]图4是空白组肺组织放大100倍示意图；
[0016]图5是本专利技术实施例方法的瞬时放疗组肺组织放大100倍示意图；
[0017]图6是常规放疗方法的组肺组织放大100倍示意图；
[0018]图7是空白组肺组织放大400倍示意图；
[0019]图8是本专利技术实施例方法的瞬时放疗组肺组织放大400倍示意图；
[0020]图9是常规放疗方法的组肺组织放大400倍示意图。
[0021]其中，图中箭头所示细胞为阳性细胞。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。
[0023]本专利技术实施例提供了一种单次大剂量瞬时肿瘤放疗方法，采用单次单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线于肿瘤细胞处，照射野覆盖整个肿瘤细胞处。
[0024]优选地，所述单次单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线在0.1s内完成总剂量照射。
[0025]优选地，采用CTFEL装置超导加速器产生3MeV高能X射线。
[0026]优选地，所述单次单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线平均剂量率为200Gy/s。
[0027]优选地，所述单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线总剂量大于15Gy。总剂量根据靶器官/靶肿瘤的放射敏感程度进行调整，为能够有效抑制肿瘤生长的经验剂量值。
[0028]优选地，所述单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线总照射时间为0.1s。
[0029]本专利技术实施例进行了小鼠验证实验，取4周龄BALB/c裸鼠18只，于小鼠背侧后肢上部皮下接种100μL A549人源性肺腺癌细胞，细胞浓度为5
×
106/100μL。小鼠置层流架上饲养，每日观察并测量皮下瘤生长情况。用游标卡尺测量瘤块的长径及短径，体积计算公式为V＝(length
×
width2)/2。约4周平均瘤块体积达100mm3左右，开始实施辐照实验。4周龄无瘤裸鼠11只与荷瘤鼠同时开始饲养，并与荷瘤鼠瘤块辐照同时进行正常肺组织的辐照实验。
[0030]将荷瘤小鼠随机分成3组，其中空白瘤块组5只，瘤块常规放疗组6只，瘤块瞬时放疗组6只。无瘤小鼠随机分成三组，其中空白肺部组1只，肺部常规放疗组5只，肺部瞬时放疗组5只。总照射剂量为20Gy，照射野为2
×
2cm，可覆盖整个瘤块或胸腔。常规放疗使用Co
‑
60放射源产生的平均能量为1.25MeV的γ射线，平均剂量率为0.033Gy/s；瞬时放疗使用CTFEL
装置超导加速器产生的3MeV高能X射线，平均剂量率为200Gy/s。具体辐照方案如表1所示。
[0031]表1各组小鼠辐照方案
[0032][0033]对上述辐照实验72小时后的小鼠进行指标检测，包括荷瘤小鼠瘤块体积测量及重量测量观察抑瘤率、荷瘤小鼠瘤块组织TUNEL法检测凋亡情况、无瘤小鼠肺组织切片及染色观察病理变化。
[0034]使用One
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Way ANOVA方差分析对实验数据进行显著性分析，P＜0.05认为具有显著性。
[0035]采用本专利技术实施例的方法治疗的小鼠与常规放疗组比较，瞬时放疗的抑瘤效果与常规本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单次大剂量瞬时肿瘤放疗方法，其特征是：采用单次单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线于肿瘤细胞处，照射野覆盖整个肿瘤细胞处。2.根据权利要求1所述的一种单次大剂量瞬时肿瘤放疗方法，其特征是：所述单次单脉冲瞬时照射大剂量高能X射线在0.1s内完成总剂量照射。3.根据权利要求1所述的一种单次大剂量瞬时肿瘤放疗方法，其特征是：采用CTFEL装置超导加速器产生3MeV高能X射线。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴雨玲，陈法国，梁润成，张静，赵日，刘兆行，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：