近距离放射治疗(新版)

1、近距离放射治疗近距离放射治疗 徐晓婷徐晓婷苏州大学附属第一医院放疗科苏州大学附属第一医院放疗科概述概述n远距离治疗远距离治疗(teletherapy)(teletherapy)是指外照射，即通过人体体外的是指外照射，即通过人体体外的照射，如钴照射，如钴-60-60远距离治疗，电子直线加速器的高能远距离治疗，电子直线加速器的高能X X线及线及电子束治疗、伽马刀、赛博刀电子束治疗、伽马刀、赛博刀等。等。n近距离治疗近距离治疗(brachytherapy)(brachytherapy)是指把具有放射活性的放射源是指把具有放射活性的放射源放置到靶区（主要是指肿瘤）内或靠近靶区的地方进行放放置到靶区（主

2、要是指肿瘤）内或靠近靶区的地方进行放射治疗的一种方法。射治疗的一种方法。 近距离放射治疗的历史近距离放射治疗的历史n18981898年居里夫人发现了天然放射性元素年居里夫人发现了天然放射性元素226226RaRa（镭）。（镭）。n19031903年年StrebelStrebel曾报告使用后装式的曾报告使用后装式的“雏形雏形”，即将一根导管插入肿瘤中，然后，即将一根导管插入肿瘤中，然后将镭送入进行治疗。将镭送入进行治疗。n19211921年，年，SievertSievert提出点源、线源的剂量计算公式，著名的提出点源、线源的剂量计算公式，著名的SievertSievert积分公式一直积分公式一直

3、沿用至今。沿用至今。n19301930年，英国年，英国PatersonPaterson及及ParkerParker建立了建立了ManchesterManchester系统，描述了插植规律、剂量系统，描述了插植规律、剂量学及计算方法，组织间照射得到迅猛发展。学及计算方法，组织间照射得到迅猛发展。n19311931年，年，ForsselForssel首次提出以希腊文首次提出以希腊文BrachtherapyBrachtherapy代表近距离治疗。代表近距离治疗。19341934年他们年他们提出了更为严谨的布源规范和照射数据表，一直沿用至今。提出了更为严谨的布源规范和照射数据表，一直沿用至今。n195

4、31953年年HenschkeHenschke首先应用放射性金粒送入事先植入肿瘤内的尼龙管中进行治疗，首先应用放射性金粒送入事先植入肿瘤内的尼龙管中进行治疗，并使用并使用“Afterloading”Afterloading”一词，沿袭至今。一词，沿袭至今。n19601960年美国年美国HenschkeHenschke首先设计了后装法腔内近距离放疗设备，相继在荷兰、英国、首先设计了后装法腔内近距离放疗设备，相继在荷兰、英国、法国等制造了手操作式或半自动式后装放射治疗机，这种技术大大减少或较好地法国等制造了手操作式或半自动式后装放射治疗机，这种技术大大减少或较好地防止了医护人员在放射治疗中的职业性

5、放射，在解决防护问题上向前跨进了很大防止了医护人员在放射治疗中的职业性放射，在解决防护问题上向前跨进了很大的一步，成为先进近距离放疗发展的重要基础。的一步，成为先进近距离放疗发展的重要基础。n19651965年，年，PierquinPierquin和和DutrexDutrex发展了巴黎系统。发展了巴黎系统。近距离放射治疗的历史近距离放射治疗的历史n2020世纪世纪7070年代以后，年代以后，“镭镭”已为更新的人工合成放射性同位已为更新的人工合成放射性同位素素6060CoCo（钴）、（钴）、137137CsCs取代。取代。n19871987年荷兰核通公司推出换代产品，年荷兰核通公司推出换代产品，

6、Microselectron HDR Microselectron HDR (MsH)(MsH)后装机，装有高活度后装机，装有高活度(10Ci)(10Ci)微型（微型（0.5-1.1mm0.5-1.1mm）192192IrIr（铱）放射源，更适合纤细体腔的治疗。设备简单，有安全（铱）放射源，更适合纤细体腔的治疗。设备简单，有安全连锁系统的计算机控制，按个体化程序及剂量分布计算优化连锁系统的计算机控制，按个体化程序及剂量分布计算优化的放射治疗计划系统，这种新型的后装设备，有可靠的剂量的放射治疗计划系统，这种新型的后装设备，有可靠的剂量监测和安全保障系统。从此，传统的近距离放射治疗从妇科监测和安全

7、保障系统。从此，传统的近距离放射治疗从妇科癌领域开始向全身各个部位扩展，并与体外照射配合可治疗癌领域开始向全身各个部位扩展，并与体外照射配合可治疗多种癌症，成为现代近距离治疗的主流技术之一。至此，现多种癌症，成为现代近距离治疗的主流技术之一。至此，现代遥控后装机的机型和品种已经定型。代遥控后装机的机型和品种已经定型。近距离放射治疗的历史近距离放射治疗的历史n2020年代末，寻求新型放射源机械的发展有了新的年代末，寻求新型放射源机械的发展有了新的动向，动向，19831983年前苏联研制的年前苏联研制的252252CfCf（锎）中子后装（锎）中子后装机用于临床治疗，把具有更高放射生物学效应的机用于

8、临床治疗，把具有更高放射生物学效应的中子应用于后装机治疗，能杀灭抗辐射的乏氧细中子应用于后装机治疗，能杀灭抗辐射的乏氧细胞，显著提高抗肿瘤的疗效，但造价十分昂贵，胞，显著提高抗肿瘤的疗效，但造价十分昂贵，临床评价也有待总结。临床评价也有待总结。近距离放射治疗的历史近距离放射治疗的历史n我国近距离治疗始于解放前的上海镭锭医院。我国近距离治疗始于解放前的上海镭锭医院。n二十世纪二十世纪7070年代前，主要采用传统的腔内镭疗治疗妇科肿瘤及年代前，主要采用传统的腔内镭疗治疗妇科肿瘤及少量头颈部肿瘤，如牙龈癌、舌癌的植入治疗；少量头颈部肿瘤，如牙龈癌、舌癌的植入治疗；n7070年代后，应用手工操作的后装

9、近距离治疗机，开始引进和应年代后，应用手工操作的后装近距离治疗机，开始引进和应用国外生产的高、低剂量率后装机；用国外生产的高、低剂量率后装机；n9090年代初，我国生产的计算机控制、步进电机驱动的微型高剂年代初，我国生产的计算机控制、步进电机驱动的微型高剂率率192192IrIr后装机投入临床使用，标志着我国后装治疗进入新的阶后装机投入临床使用，标志着我国后装治疗进入新的阶段。目前，我国已有多家厂商生产与国外先进产品类同的高剂段。目前，我国已有多家厂商生产与国外先进产品类同的高剂量率近距离后装治疗机，治疗范围从妇科肿瘤扩展到头颈部肿量率近距离后装治疗机，治疗范围从妇科肿瘤扩展到头颈部肿瘤、胸、

10、腹部肿瘤及身体其它部位的一些肿瘤共瘤、胸、腹部肿瘤及身体其它部位的一些肿瘤共3030余种。余种。近距离放射治疗的分类近距离放射治疗的分类n照射技术分类照射技术分类n剂量率分类剂量率分类1. 1. 低剂量率低剂量率0.4-2Gy/h12Gy/h12Gy/h 模具模具(moulds)(moulds)或敷贴器或敷贴器(plaqaes)(plaqaes)治疗治疗 组织间植入治疗组织间植入治疗( (interstitial brachytherapyinterstitial brachytherapy) ) 腔内治疗腔内治疗(intercavitary brachytherapy)(intercavit

11、ary brachytherapy) 管内治疗管内治疗(intraluminal therapy) (intraluminal therapy) 术中置管术后治疗术中置管术后治疗( (intraoperative brachytherapy)intraoperative brachytherapy) 高、低剂量率腔内治疗的转换率高、低剂量率腔内治疗的转换率数是数是0.60.65 近距离放射治疗的特点近距离放射治疗的特点 n局部剂量很高，然后随深度加深，剂量陡然下降局部剂量很高，然后随深度加深，剂量陡然下降。n照射范围内剂量不均一，近放射源处剂量很高，常照射范围内剂量不均一，近放射源处剂量很高，

12、常采用放射源的步进或振荡方法来弥补。采用放射源的步进或振荡方法来弥补。n中、高剂量率照射时间短。中、高剂量率照射时间短。n用连续照射用连续照射( (低剂量率低剂量率) )或次数较少或次数较少( (高剂量率高剂量率) )的分的分次照射。次照射。现代近距离放射治疗的特点现代近距离放射治疗的特点n采用后装式治疗方法采用后装式治疗方法n置源用微机控制置源用微机控制n剂量分布用计算机计算剂量分布用计算机计算n采用新放射源替代镭和氡，且制成微型化。采用新放射源替代镭和氡，且制成微型化。 近距离放射源近距离放射源 近距离放射源近距离放射源 近距离放射源近距离放射源与其他治疗方法的优缺点比较与其他治疗方法的优

13、缺点比较 优优 点：点：n与手术相比，并发症与死亡率低与手术相比，并发症与死亡率低n与全身化疗相比，局部剂量比化疗高与全身化疗相比，局部剂量比化疗高100100倍倍 n与局部化疗相比，定位及剂量分布较好与局部化疗相比，定位及剂量分布较好n与外照射相比：定位更准确；邻近正常组织受量低；更与外照射相比：定位更准确；邻近正常组织受量低；更适合治疗不规则形态肿瘤，达到较好的剂量分布；永久性插适合治疗不规则形态肿瘤，达到较好的剂量分布；永久性插植，只需一次小手术，而外照射疗程需植，只需一次小手术，而外照射疗程需6767周。周。与其他治疗方法的优缺点比较与其他治疗方法的优缺点比较缺缺 点：点：n与外科手术

14、相比，近距离放疗局部根治的疗效差，可能出现晚与外科手术相比，近距离放疗局部根治的疗效差，可能出现晚期反应期反应n与全身化疗相比，技术困难得多与全身化疗相比，技术困难得多n与外照射相比：需进行小手术；插植对肿瘤有创伤；技与外照射相比：需进行小手术；插植对肿瘤有创伤；技术复杂术复杂现代近距离放疗常用的放射性核素现代近距离放疗常用的放射性核素n近距离放疗放射源选用原则近距离放疗放射源选用原则 半衰期长短半衰期长短 核素丰度核素丰度( (比度比度) ) 射线类型射线类型 射线的能量射线的能量 202025 kev25 kev 近距离治疗常用核素表近距离治疗常用核素表核素核素符号符号射线平均能量射线平均

15、能量r (MeV) 半衰期半衰期临床使用临床使用镭镭 Radium226Ra0.831626yLDR，腔内或组织间，腔内或组织间氡氡 Radon222Rn0.833.83d永久性组织间植入永久性组织间植入钴钴 Cobalt60Co1.255.26yHDR，腔内，腔内铯铯 Cesium137Cs0. 66230yLDR，腔内或组织间，腔内或组织间金金 Gold198Au0. 4162.7d永久性组织间植入永久性组织间植入铱铱Iridium192Ir0.39773.8dLDR/HDR，腔内或组织间，腔内或组织间碘碘Iodine125I0.02859.6dLDR，永久性组织间植入，永久性组织间植入钯

16、钯Palladium103Pd0.02017dLDR，永久性组织间植入，永久性组织间植入铯铯 cesium131Cs0.0309.69dLDR，永久性，永久性镱镱Ytterbium169Yb0.093115dLDR，暂时性组织间植入，暂时性组织间植入近距离放射治疗剂量计算基本方法近距离放射治疗剂量计算基本方法n早期的剂量学系统：早期的剂量学系统：QuimbyQuimby系统、系统、Paterson-parkerPaterson-parker系统、系统、MemorialMemorial系统系统n与现代近距离放疗密切相关的巴黎系与现代近距离放疗密切相关的巴黎系统统点幅射源的剂量计算点幅射源的剂量计

17、算n放射源的剂量分布与其几何形状密切相关。但任何放射源的剂量分布与其几何形状密切相关。但任何形状均可视为点的集合，因此放射源的剂量计算实形状均可视为点的集合，因此放射源的剂量计算实际上是以点源为基础的。对于点状源，其在各个方际上是以点源为基础的。对于点状源，其在各个方向上的辐射强度是均匀的，在空间某一点上的照射向上的辐射强度是均匀的，在空间某一点上的照射量率与其到幅射源的距离平方成反比。量率与其到幅射源的距离平方成反比。n其计算公式为其计算公式为Xr = Xr = AA r r2 2n式中式中为放射源的照射率常数，为放射源的照射率常数，r r为某一点距源的为某一点距源的距离，距离，A A为该源

18、的放射性活度。为该源的放射性活度。线状辐射源剂量计算线状辐射源剂量计算(Sievert(Sievert积分法积分法) ) n放射源的自身吸收放射源的自身吸收 n放射源中的多次散射放射源中的多次散射 n放射源的几何形状放射源的几何形状n射线离开放射源后射线离开放射源后 Sievert积分法积分法 n 若将放射源分割成体积很小的点源，它们到某一点的距离分若将放射源分割成体积很小的点源，它们到某一点的距离分别为别为S1S1，S2S2，设每一点源的放射性为，设每一点源的放射性为m m，则在该点造成的，则在该点造成的剂量各为：剂量各为： Xr1=Xr1=m m S S1212 Xr2= Xr2=m m

19、S S2222 n将求出的每一点源贡献给某一点剂量相加，即为该点的总剂将求出的每一点源贡献给某一点剂量相加，即为该点的总剂量，此方法称量，此方法称SievertSievert积分法。积分法。 总剂量为总剂量为X=Xri=X=Xri=m 1m 1 Si2 Si2n对于比较简单的几何形状对于比较简单的几何形状( (如线状源如线状源) )，可以应用，可以应用SievertSievert积分积分法求出总剂量。法求出总剂量。巴黎系统巴黎系统 n是当前世界范围内影响较大的剂量系是当前世界范围内影响较大的剂量系统之一，是使用统之一，是使用192192IrIr丝状源的组织间丝状源的组织间治疗剂量系统。治疗剂量

20、系统。1. 基本的插植规则基本的插植规则1.1.放射源是相互平行的直线源，其长度相等，各源之间的放射源是相互平行的直线源，其长度相等，各源之间的距离相等，且源的中点在同一平面，即中心平面距离相等，且源的中点在同一平面，即中心平面 巴黎系统放射源几何排列2. 2. 所有源的线性活度均匀且等值。所有源的线性活度均匀且等值。3.3.多平面插植，源排列为等边三角形或正方形。多平面插植，源排列为等边三角形或正方形。 单平面和三角形双平面插植2. 放射源排列及剂量计算方法放射源排列及剂量计算方法 基准剂量点（基准剂量点（basaldose pointsbasaldose points） 在正三角形各边垂直

21、平分线交点或在正三角形各边垂直平分线交点或正方形对角线的交点，该点是源（针管）正方形对角线的交点，该点是源（针管）之间剂量最低的位置。之间剂量最低的位置。 基准剂量率（基准剂量率（basal dose ratebasal dose rate，DbasDbas） 以中心平面各源之间的中点剂量率以中心平面各源之间的中点剂量率之和的平均值。之和的平均值。 参考剂量参考剂量D DR R 85% 85%的基准剂量率。的基准剂量率。3.3.用步进源模拟传统巴黎系统用步进源模拟传统巴黎系统n现代近距离放射治疗使用的放射源趋向于微型化，以现代近距离放射治疗使用的放射源趋向于微型化，以近似于点源来模拟线源近似于

22、点源来模拟线源( (组织间插植可模拟巴黎系组织间插植可模拟巴黎系统统) )，通过源的步进运动，使其在不同位置停留不同，通过源的步进运动，使其在不同位置停留不同时间，达到合适的剂量分布。选用时间，达到合适的剂量分布。选用2.5mm2.5mm和和5mm5mm步长步长均可达到模拟等线密度铱丝的效果，因微型铱源活性均可达到模拟等线密度铱丝的效果，因微型铱源活性长度约为长度约为4.5mm4.5mm。5.5.步进源剂量学方法步进源剂量学方法n各驻留位照射时间不再相等，而是中间偏低，外周加各驻留位照射时间不再相等，而是中间偏低，外周加长，从而使沿纵向排布的基准点串列获得近似相同的长，从而使沿纵向排布的基准点

23、串列获得近似相同的剂量；剂量；n活性长度不仅没必要超出靶区长度，甚至较靶区长度活性长度不仅没必要超出靶区长度，甚至较靶区长度更短；更短；n参考剂量与基准剂量的关系仍然维持参考剂量等于平参考剂量与基准剂量的关系仍然维持参考剂量等于平均基准剂量的均基准剂量的0.850.85倍的关系。倍的关系。 后装放射治疗后装放射治疗n所谓所谓“后装后装”，即先在准备室内将施源器放置并固定在体腔，即先在准备室内将施源器放置并固定在体腔内，然后送患者进入治疗室，把与施源相联接的管头接好，内，然后送患者进入治疗室，把与施源相联接的管头接好，再用遥控技术将源送入施源器内照射病灶。治疗结束时用遥再用遥控技术将源送入施源器

24、内照射病灶。治疗结束时用遥控技术把源退回到储源器内。控技术把源退回到储源器内。n后装治疗装置的主要组成部分包括：施源器、贮源和源传输后装治疗装置的主要组成部分包括：施源器、贮源和源传输系统以及控制系统。系统以及控制系统。施源器施源器是个直径为毫米级的管状物，由是个直径为毫米级的管状物，由不锈钢制成。管内可装球形的真源和假源，并有气动通道。不锈钢制成。管内可装球形的真源和假源，并有气动通道。n后装治疗机后装治疗机的贮源系统和源传输系统包括：源分类机、主贮的贮源系统和源传输系统包括：源分类机、主贮源室、源分配器、中间贮源室、阀门和传输管道。源分类机源室、源分配器、中间贮源室、阀门和传输管道。源分类

25、机的功能是将真源和假源分类。主贮源室的功能是将真假球状的功能是将真源和假源分类。主贮源室的功能是将真假球状源分配到中间贮源室的各个管道中。中间贮源室能将真源和源分配到中间贮源室的各个管道中。中间贮源室能将真源和假源按要求混合成一序列源，以便将它们送入施源器中。各假源按要求混合成一序列源，以便将它们送入施源器中。各种阀门和管道能便于输送球状源和测量。种阀门和管道能便于输送球状源和测量。n控制系统控制系统由计算机、电视监视系统和打印系统组成。由计算机、电视监视系统和打印系统组成。后装机种类后装机种类n根据放射源在治疗时的剂量率，可分为高剂量率根据放射源在治疗时的剂量率，可分为高剂量率（12Gy/h

26、12Gy/h）、中剂量率（）、中剂量率（4-12Gy/h4-12Gy/h）、低剂量率）、低剂量率（0.2-4Gy/h0.2-4Gy/h）。）。n根据放射源在治疗时的传送方式，可分为手动式后根据放射源在治疗时的传送方式，可分为手动式后装和遥控式后装。装和遥控式后装。n根据放射源在治疗时的运动状态，可分为固定式、根据放射源在治疗时的运动状态，可分为固定式、步进式、摆动式等。步进式、摆动式等。n根据施源器的类型，可分为斯德哥尔摩式、巴黎式根据施源器的类型，可分为斯德哥尔摩式、巴黎式以及曼彻斯特式等。以及曼彻斯特式等。 施施 源源 器器后装放射治疗的基本操作步骤后装放射治疗的基本操作步骤 n治疗计划的

27、设计治疗计划的设计 n拍摄定位片拍摄定位片 n放射源空间位置重建放射源空间位置重建 n治疗计划执行及优化处理治疗计划执行及优化处理 治疗计划的设计治疗计划的设计 n详细的体格检查及各种特殊检查详细的体格检查及各种特殊检查( (包括内镜、包括内镜、B B超、超、X X线、线、CTCT、MRIMRI等等) )，明确肿瘤的大小、，明确肿瘤的大小、侵及范围以及和周围组织、器官的关系，确侵及范围以及和周围组织、器官的关系，确定靶区和治疗范围，设置剂量参考点和参考定靶区和治疗范围，设置剂量参考点和参考剂量剂量 n高低剂量率的转换高低剂量率的转换: :转换系数多为转换系数多为0.60-0.650.60-0.

28、65拍摄定位片拍摄定位片 n先将治疗容器置放于所需的治疗部位并加以固定，先将治疗容器置放于所需的治疗部位并加以固定，再将定位所用的金属标志串再将定位所用的金属标志串( (间距间距10mm)10mm)送入治疗容送入治疗容器内。器内。n在模拟机或在模拟机或X X线机下拍摄线机下拍摄2 2张不同的张不同的X X线片。摄片首先线片。摄片首先确定中心点，再确定通过此点的中心轴，此点可作确定中心点，再确定通过此点的中心轴，此点可作为三维空间坐标重建的原点。为三维空间坐标重建的原点。n摄片定位的方法有正交法、等中心法、半正交法、摄片定位的方法有正交法、等中心法、半正交法、变角法及空间平移法等。其中以变角法及

29、空间平移法等。其中以正交法正交法及及等中心法等中心法为最常用。为最常用。正交法正交法 正交法示意图正交法示意图等中心法等中心法 等中心法示意图等中心法示意图 半正交法半正交法 半正交法示意图半正交法示意图 变角法变角法 变角法示意图变角法示意图平移法平移法 平移法示意图平移法示意图 放射源空间位置重建放射源空间位置重建 n将左侧将左侧X X线片置入于图像数字化处理仪的发光线片置入于图像数字化处理仪的发光板上，定出坐标原点及板上，定出坐标原点及X X轴轴n将将X X线片显示的定位金属标志点输入计算机内线片显示的定位金属标志点输入计算机内n同法将右侧同法将右侧X X线中显示的定位金属标志点输入线中

30、显示的定位金属标志点输入计算机内，至此重建完成，计算机可显示三维计算机内，至此重建完成，计算机可显示三维空间的不同平面空间的不同平面( (如如XYXY、YZYZ、XZXZ平面平面) )中放射源中放射源的位置。的位置。治疗计划执行及优化处理治疗计划执行及优化处理 n将设置好的剂量参考点及参考剂量输入计算将设置好的剂量参考点及参考剂量输入计算机，进行剂量计算。机，进行剂量计算。n优化处理是指通过计算机进行复杂的数学运优化处理是指通过计算机进行复杂的数学运算，将距源相同或不同距离的参考点达到相算，将距源相同或不同距离的参考点达到相同的剂量，这需放射源在各贮留点，停留不同的剂量，这需放射源在各贮留点，

31、停留不同的时间来完成。同的时间来完成。 n优化处理完成后，可从菜单中的剂量分布项优化处理完成后，可从菜单中的剂量分布项中找出不同平面的剂量分布图，如剂量分布中找出不同平面的剂量分布图，如剂量分布欠满意，可进行调整，如增减某贮留点的贮欠满意，可进行调整，如增减某贮留点的贮留时间或重新优化，直到满意为止。留时间或重新优化，直到满意为止。 近距离放疗放射生物学特点近距离放疗放射生物学特点n单次大剂量、不均匀照射，属于大分割放疗单次大剂量、不均匀照射，属于大分割放疗范畴范畴n高度适形的剂量分布高度适形的剂量分布近距离放疗剂量分布近距离放疗剂量分布特点特点n和距离的平方成反比、和放射源有关、介和距离的平方成反比、和放射源有关、介质不做修正质不做修正n1cm=1000n0.5cm=4000n2cm=250n3cm=111.1近距离放射治疗的临床应用近距离放射治疗的临床应用 鼻咽癌鼻咽癌n适应证适应证 (1)(1