第二章近距离放疗剂量学基础

1、第二章近距离放疗剂量学基础第二章近距离放疗剂量学基础第一节第一节 概概 述述 2010年是近距离放疗开展第110周年，在过去的110年中近距离放疗作为放射治疗的一个重要组成部分，涉及多种解剖部位癌瘤的治疗，如皮肤、脑、头颈、眼、口腔、食管、肺、乳腺、胰腺、胆管、软组织、直肠、尿道、前列腺、妇癌(宫颈、宫体、阴道、外阴)等施治技术可归纳为以下施治技术可归纳为以下5 5种种 腔内(intracavitary) 管内(intraluminal) 组织间植入(interstitial) 术中(intraopera!：ive) 体表敷贴(sufface mould)。接受近距离放疗的肿瘤患者约占放疗病人

2、总数的510左右，它独具的物理剂量学及放射生物学特点使其与其他肿瘤治疗技术之间存在着互补关系。近距离放疗的模式按剂量率大小划近距离放疗的模式按剂量率大小划分成以下几个区段和类别：分成以下几个区段和类别： 低剂量率(LDR)指参考点剂量率限定在O42Gyh 中剂量率(MDR)为212Gyh 高剂量率(HDR)大于12Gyh 脉冲剂量率(PDR)指剂量率在13Gyh常用放射源 钴Co-60 铯Cs-137 铱Ir-192等 碘I-125 锎Cf-252根据源的置放方式分为 有手工和“后装(afterloading)”两种方式： 手工操作大多限于低剂量率和易于防护的放射源； “后装”技术则是指先将施

3、用器(applicator)置放于接近肿瘤的人体天然腔、管道或将空心针管植入瘤体，再导入放射源的技术，多用于计算机程控近距离放疗没备。根据放射源在人体置放时间的长短划界分为 暂时驻留(temporary dwell) 永久植入(permanent implantation)两大类 永久植入尽管是一项传统技术，但由于在治疗前列腺肿瘤方面颇为成功，以及源的不断改进和更新，使其仍然占有一席。 特别是近几年，放射性粒子植入被外科医生炒的火热。 在我国，近距离放疗始于20世纪40年代，由上海镭锭医院开创了镭疗的先河。在随后的50年中，基本上同步于国际上放射源和设备的发展，但临床应用主要限于妇癌治疗。近距

4、离放疗的放射源 近距离放疗的物量近距离放疗的物量单位制和剂量计算单位制和剂量计算放射性放射性 1896年物理学家亨利贝克勒尔(Henri Becquerel)首先发现了物质的放射性 即元素的原子核释放辐射线的过程。这种辐射以粒子形式，或者以电磁辐射形式，甚至是二者兼而有之的形式发生。衰变与放射源的活度衰变与放射源的活度 衰变常数() 放射性衰变在数学上定义为单位时间内衰变的原子数 放射源的活度(activity) 放射性物质的活度定义为源在t时刻衰变率(decay：rate)，密封源的外观活度密封源的外观活度 放射活度的旧单位是居里(Curie)，符号Ci，1 Ci=371010衰变秒(dec

5、ays,dps)1 mCi=lO-3Ci=37lO7dpslCi=10-6Ci=37104dps；标准单位制下放射活度单位是贝克勒尔(Bq)，l Bq=1 dps=27010-11Ci或1 Ci=37 x 1010Bq=371O4MBq。注：居里原定义为1克镭的衰变频率，最初测定值为371010dps。而用现代仪器设备测定的准确值是3611010dps克镭 半衰期(HVL)和平均寿命(Ta) 放射性物质的半衰期T1/2定义为放射活度或放射性原子数量衰减到初始值之半所需用的时间，放射性核素的质放射性核素的质 放射性核素射线的质量用核素符号、半衰期和辐射线的平均能量三要素表示。如钴Co-60的HV

6、L=524年， 辐射线平均能量为125MeV。源的强度源的强度 单位活度的放射源在单位距离处的剂量率 源的强度与源的活度是两个既有关联性，又有区别的概念，历史上居里(Ci)曾作为源强的单位，源强越强、居里数值大，体现在单位时间衰变的次数也高 近距离放疗的剂量学系统近距离放疗的剂量学系统和施治技术和施治技术 妇瘤腔内照射剂量学系统经典妇瘤(宫颈癌)剂量学及发展妇癌腔内放疗可追溯到20世纪初，并于1920年分别在斯德哥尔摩和巴黎镭疗中心形成系统斯德哥尔摩系统曼彻斯特系统纽约系统斯德哥尔摩系统斯德哥尔摩系统 斯德哥尔摩系统源强总量10140 mgRa，而巴黎系统只有60 mgRa，所以前者治疗时间每

7、次1天，共两次，间隔3周；而后者每次需要两天。曼彻斯特系统曼彻斯特系统 曼彻斯特系统则使用中等强度的源，每次治疗需3天，曼彻斯特系统因赶上了剂量单位的变迁，那时已不再采用毫克镭小时(mgRah)刻度剂量，而是改用照射量(伦琴)来描述。 曼彻斯特系统还确立了处方剂量点的概念，并把它定义在相对施源器的解剖结构上 A-B点系统，它被广为采用并沿用至今 治疗分次剂量为4 000R，共治疗两次，中间休息47天，A点剂量率约为57Rh，阴道源对A点剂量贡献仅占总量40，B点剂量约为4点的l3等。纽约系统纽约系统 计算机在临床剂量学的应用使人们的注意力更多的转移到靶区及邻周正常组织的剂量监控上，纽约系统就是

8、在这一需求下发展起来的 剂量参考点与曼彻斯特系统类同 AB点分别称为参考点Ref和闭孑L淋巴结区Obt；此外还定义了一系列的剂量监控点(图223)：如左右宫体表面UTE(L&R)、宫颈CVX(L&R)、VGl阴道表面、VG2阴道粘膜下O5cm、R1R5五个直肠监控点、BL1BL2膀胱中Foley导尿管中心和后表面Sc-乙状结肠点ICRu 38号报告号报告 建议ICRU 38号报告力图使宫颈癌治疗技术及专业名词规范化，除确定靶区和治疗区外，ICRU还定义了，参考体积的概念，即参考等剂量面包罗的体积。 参考剂量值对低剂量率(O42Gyh)治疗为60Gy；对高剂量率治疗为相应的(60

9、Gy)等效生物剂量值。参考体积由剂量分布反映的长(dl)、宽(dw)、高(dh)确定(图224)，当采用内外照射综合治疗时，参考剂量60Gy应扣除外照射剂量， 点剂量除包括人体器官和近源位置的监控外，还涉及骨结构，其中：直肠剂量参考点(R)为阴道容器轴线与阴道后壁交点后05cm处；膀胱剂量参考点(BL)为仰位投影片造影剂积聚的最低点，即Foley气囊的中心。腹主动脉旁，髂总和外髂淋巴结参考点与Fletcher淋巴的梯形区(Lymphatic trapezoid)定义一致(图示225)传统组织间插植的巴黎剂量学系传统组织间插植的巴黎剂量学系统及步进源等效模拟统及步进源等效模拟 巴黎系统的剂量学原

10、则: 1布源规则 巴黎剂量学系统(Paris dosimetry system，PDS)要求植入的放射源无论是铱丝还是等距封装在塑管中的串源(ribbon)均呈直线型、彼此相互平行、各线源等分中心位于同一平面、各源相互等间距、排布呈正方形或等边三角形、源的线性活度均匀且等值、线源与过中心点的平面垂直(图226)。 2源尺寸及布局与靶区的对应关系 参考图226，其中s是源(针管)间距，ml和ms是安全边界(safety matgin)：单平面插植中ml是参考等剂量线与外侧针管的间距；多平面插植中ms是中心横断面上参考等剂量线与外侧针管的间距的平均值。 步进源剂量学方法 步进源剂量学系统(step

11、ping source dosimetry system，SSDS)是荷兰物理学家Rob Van der Laarse归纳的方法，它作为巴黎剂量学系统(PDS)的扩展，在保留巴黎系统基本布源规范的同时，充分利用步进源可灵活设置驻留时间的特点，对剂量分布做优化处理： 1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剂量。 2活性长度不仅没必要超出靶区长度，甚至较靶区长度更短(一般AL=L-10cm)。 3参考剂量与基准剂量的关系仍然维持RD=085 BD的关系施治技术施治技术 （一）腔内、管内照射技术 该技术的特点是利用人体自身天然腔体和管道置放施源器，治疗诸如宫颈癌、鼻咽癌、食管癌、主支气管肺癌、直肠癌及阴道癌等。 （二）组织间插植照射和模板技术 组织间插植照射是指预先将空心针管植入靶区瘤体后，再导入步进源进行照射，其剂量分布直接受针管阵列的影响 （三）手术中置管术后照射 手术中将治疗管置于病变区术后将后装源放入后装源治疗 （四）敷贴治疗(mould) （五）立体定向组织间插植 碘-125粒子植入应该属于组织间插植，有术中插植，经皮穿刺插植近距离放疗临床剂量学步骤近距离放疗临床剂量学步骤 一、疗前准备、施用器置放及护理措施 二、靶区定位、施源器及解剖结构