1、光动力靶向放疗(MTRT)与分子影像诊断,二十一世纪的新技术,MTRT与分子影像设备配置,临床应用,管理与效益分析,提纲,第一部分,二十一世纪的新技术,二十一世纪的新技术,1,我国每年250万人死于癌症,300万人死于心血管疾病。MTRT和分子影像是二十一世纪诊治癌症和心血管疾病的新技术。,癌症死亡数2012中国肿瘤登记年报,心血管疾病死亡数,二十一世纪的新技术,1,各种类型的,能量在6-25MEV医用直线加速器,是目前治疗癌症的主要设备,主要原理是:25%X线直接伤害和75%射线产生的氢氧自由基伤害癌细胞DNA,但是用于癌细胞乏氧和断裂的DNA容易复制,成为放疗的难题。,IGRT医用直线加速
2、器,赛博刀,二十一世纪的新技术,1,癌症是全身性疾病,且癌细胞的乏氧和DNA复制性的难题,虽然手术、放疗、化疗等大多数治疗取得了巨大进步,但是,据报道,全世界三十年的艰苦努力,仅仅提高了3%的癌症五年生存率。所以寻找早期诊断和针对线粒体破坏等新的治疗技术,提高癌症病人的生存率。,二十一世纪的新技术,1,最高端的医学影像设备;诊断和指导治疗癌症和头部疾病的最佳手段。二十一世纪影像学新技术,高能直线加速器(LA45)光动力靶向放疗设备,征服癌症的希望,PET-CT-MR:多模态分子影像设备,10-45MEV电子和10-45MV X线,国际独家技术。除现有国际先进直线加速器功能外。45MV X线,光
3、核作用最好。实现了MTRT技术。成为二十一世纪新型治疗技术,第二部分,MTRT分子影像的设备配置,MTRT和分子影像的设备配置,2,方案:如图:利用医院现有房间改造,安装新型LA45型高能医用直线加速器、PET-MR-CT;1、诊断治疗各种癌症,特别是治疗晚期转移癌病人具有显著疗效;2、诊断治疗血管斑块,减少心脑血管病人死亡率;3、治疗白血病、病毒性疾病;,MTRT和分子影像的设备配置,2,设备布置图:在线机器人、PET-CT-MR和高能直线加速器系统,医用高能直线加速器(LA45),MTRT和分子影像的设备配置,2,MTRT和分子影像的设备配置,2,航天机器人,第三部分,临床应用,临床应用,
4、3,需要PET-CT-MR生物定位和生物学效应分子成像,计划实施结果,放疗治疗计划,分子损伤与个性化放疗,临床应用,3,癫痫病图像,清晰的心脏PET临床图像,临床应用,3,心肌梗塞图像,临床应用,3,肺滤泡细胞癌,骨转移,PET-CT,PET-MR,PET-CT,PET-MR瘤体显示清楚,PET-MR肿瘤检出率高于PET-CT,脑转移癌,临床应用,3,进行药代动力学的生物探针制造与PET成像技术。进行肿瘤分子生物学治疗的跟踪和疗效观察。,临床应用,3,药代动力学生物探针之:阿霉素体内心脏PET浓聚图像,分子结构荧光扫描图无变化,未经照射,30Gy照射,显示:阿霉素心脏聚集,揭示其对心脏损伤机制
5、。,阿霉素分子结构图,临床应用,3,药代动力学生物探针之:头孢哌酮钠体内炎症病灶分布图像,显示:炎症区明显浓聚,而对照正常区无分布。,阿霉素分子结构图,临床应用,3,6-45MEV医用高能直线加速器具有以下作用: 具备现在直线加速器全部功能; 在线PET实时检测放疗效果和进行生物调强; MTRT摧毁线粒体,不可逆杀死全身癌细胞; 大幅度降低放射量; 治疗血管斑块、白血病、病毒性疾病。,临床应用,采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合实现了高对比度二维图像的采集与配准,腹部10MV射线影像,腹部25MV射线影像,腹部45MV射线影像,2011国际医学影像物理和工程应用大会(ICM
6、IP)大会发言,采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合实现了高对比度二维图像的采集与配准,采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合实现了高对比度二维图像的采集与配准,采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合实现了高对比度二维图像的采集与配准,采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合实现了高对比度二维图像的采集与配准,采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合实现了高对比度二维图像的采集与配准,3,临床应用,3,光动力靶向放疗(简称MTRT),在美国四大治疗方法排列为:手术、放疗、化疗、光动力治疗。 光动力治疗疾病三十余年历史
7、,但是由于激光不能深入组织,组织缺氧等因素,所以光动力的发展受到极大的限制。 LA45利用45MV的低剂量X线激发光敏剂治疗癌症,改变了激发源。MTRT与放化疗、手术等综合治疗癌症,特别是治疗频临死亡的晚期转移癌症病人,取得了惊人效果!,临床应用,3,病理切片显示的癌细胞 卟啉类靶向药物在癌细胞内10-20倍的浓集,临床应用,3,45MV高能量X线或者激光动力下生成氧自由基,Protoporphyrin IX,线粒体渗透交换孔复合化合物,3,临床应用,3,3,临床应用,3,PDT,Dept of Radiology Harward Medical School,2006利用6-25MV的X线进
8、行MTRT,3,3,临床应用,3,3,3,临床应用,3,放射动力治疗原理和相关专利,3,临床应用,3,高能X线(45MV),有明显原卟啉IX的激活作用,3,临床应用,3,分子“充电”三小时效应,临床应用,3,MTRT的治疗原理,1、具有X线放疗的基本作用:25%的作用是X线直接杀伤癌细胞的DNA端位,75%是X线产生氢氧自由基,破坏癌细胞的DNA端位。但是乏氧的癌细胞不易被损伤,即使被损伤的DNA端位也容易自我修复;,2,临床应用,3,Radiobiology,?,30-40% cellular death,临床应用,3,2、具有光动力治疗癌症的基本作用:45MV的X光进入体内后,在组织间产生
9、光(契伦科夫效应 );虽然光是微弱的,但是增加辅酶和45MV的X线光核反应的电四极作用,起到了正常光动力中光的作用,光、光敏剂和氧产生单态氧,损伤线粒体膜,造成癌细胞死亡或者凋亡。解决了DNA受伤端位修复的治疗难题;,3,临床应用,3,核反应堆中的契伦科夫辐射、高能宇宙射线级联正负电子契伦科夫辐射示意图,2,临床应用,3,3、45MV的X线激发体内水产生双氧水,光、光敏剂和双氧水产生单态氧,无论在癌细胞乏氧和不乏氧的状态下,损伤线粒体膜,造成癌细胞死亡或者凋亡。解决了乏氧癌细胞不敏感的癌症治疗难题。,3,临床应用,3,乏氧状态下有效,3,临床应用,3,4、服药后4小时,每次局部适型治疗,X线放
10、射量在5-8GY,即使药物浓度降低100倍,也可以得到足够的氧自由基,由此解决了肿瘤病灶中缺血,药物浓度低的问题。,3,临床应用,3,高效激发效应,3,临床应用,3,临床应用,3,MTRT的癌症病人选择,不适宜单纯手术、放疗、化疗的中晚期肿瘤。多脏器多发转移的晚期肿瘤。早、中期癌症手术前后预防性治疗。头部恶性肿瘤。无重要脏器严重并发症。无过敏史。无过氧化物酶异常指标。无血常规、肝肾功能严重异常。原则上Kamofskg评分60分。,临床应用,3,MTRT治疗癌症的方法,(1),全身微小剂量照射:LD:1015cGy/fx,f/w*46f,DTtol:4090 cGy。(2),局部区域:局部多病灶
11、转移而且不易进行局部病灶适形治疗的区域: 2Gy/f,qod(f/w)*64f。DTtol:6-12Gy。 (3),局部病灶:可另设靶区:38Gy/f,qod(f/w)*64f。DTtol:1630Gy。(4),治疗间隔时间:一般情况下一周一次。3-6次。(二),综合治疗:1,加放疗:在每周放射动力治疗后,按照适形或者调强治疗进行每日治疗一次,每周4次。原则控制在所有放射剂量45-65GY内。,临床应用,3,线粒体渗透交换孔复合化合物,Protoporphyrin IX,临床应用,3,我们目前研究集中在线粒体。从5-ALA开始合成PPIX,PPIX最终聚集在线粒体内膜孔附近。当PPIX被高能X
12、线激活后,单线态氧超短距离作用于内膜孔(小于20纳米),使通常关闭的内膜孔开放,使线粒体内容物释放(特别是细胞色素C释放),启动细胞凋亡和坏死程序,达到杀伤病变细胞的作用。同时激活热休克蛋白和肿瘤活性肽暴露,激发机体免疫,攻击肿瘤细胞。,3,临床应用,3,肾积液,肾积液,临床应用,3,清晰的PET临床图像(胆囊癌,肝脏侵犯,腹腔淋巴结转移),治疗前 肿瘤高代谢,治疗后 高代谢消失,临床应用,3,PET-CT用于肝转移癌诊断和治疗疗效观察的病例图,治疗前,治疗1个月后高代谢消失,瘤体缩小,XG效果,临床应用,3,临床应用,3,治疗前,治疗1个月后高代谢消失,瘤体缩小,介入光动力治疗血管斑块效果优
13、于介入支架,3,临床应用,3,One week after therapy,临床应用,3,临床应用,3,治疗后第五天,斑块消失,照影剂顺利通过,兔子血管斑块治疗CT造影图像,治疗前,第四部分,民生需求,大基新技术,国家政策,管理与效益分析,管理与效益分析,4,以光动力科负责建立MTRT和分子影像中心。和肿瘤科、心内科、神经内科联合治疗肿瘤、血管斑块; 利用现有上述科室病房,血管斑块病人一般住院一周;癌症病人综合治疗住院时间同放疗;,管理与效益分析,4,投资:LA45带制药价格:6500万;32环PET-1.5TMR-64排CT计4500万(如果96环3.0TMR6000万);共计11000万人民币。 临床应用和收入: 1、 MTRT为特色的综合治疗癌症和血管斑块。每年做1000-2000人,每人10-20万,每年1-4亿元; 2,联合普通、适型、调强、IGRT等放疗。 收益:1-2年收回投资;,合规性: 药物喜泊分SFDA批准治疗肿瘤; 也可以使用食品级发酵谷氨酸生成的酮戊酸; LA45 PET-MR设备合规。,管理与效益分析,4,58,谢谢!,