1.近距离放疗剂量学

近距离放疗剂量学基础放射治疗按放射源与人体的相对位置关系分类外照射（远距离照射）内照射（近距离照射）高能X(γ)剂量学高能电子束剂量学近距离放疗剂量学近距离放疗剂量学的主要内容1、概述2、使用的放射源3、物理量、单位制和剂量计算4、各剂量学系统5、施治技术及临床剂量学步骤第一节概述1、什么是近距离放疗？近距离放疗也称内照射，它与外照射（远距离照射）相对应，是将封装好的放射源，通过施源器或输源导管直接置入患者的肿瘤部位进行照射。2、基本特征1.放射源贴近肿瘤组织，肿瘤组织可以得到有效的杀伤剂量，而邻近的正常组织，由于辐射剂量随距离增加而迅速跌落，受量较低。2.近距离照射很少单独使用，一般作为外照射的辅助治疗手段，可以给予特定部位，如外照射后残存的瘤体等予以较高的剂量,进而提高肿瘤的局部控制率。3、近距离放疗的照射方式1.腔内治疗2.管内治疗3.组织间插植治疗4.术中插植治疗5.表面敷贴治疗4、放射源的置放方式手工手工操作大多限于低剂量率且易于防护的放射源。后装技术后装技术则是指先将施源器(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设备。5、现代近距离治疗的特点1.后装技术。2.单一高活度放射源，源运动由微机控制的步进马达驱动。3.放射源微型化。4.剂量分布由计算机进行计算。6、近距离放疗按剂量率大小划分低剂量率(LDR)：＜2~4Gy／h中剂量率(MDR)：＜4～12Gy／h高剂量率(HDR)：＞12Gy／h第二节近距离放疗使用的放射源1、近距离治疗常用的放射性核素2、现代近距离治疗常用的放射性核素核素名称符号半衰期主要射线能量（KeV)半值厚（mmPb）常数R..cm/(h.mci)镭-226Ra-2261622年γ830148.25钴-60Co-605.24年γ117313321213.07铱-192Ir-19273.83天γ38034.62第三节近距离放疗的物理量、单位制和剂量计算一、近距离放疗的物理量和单位制放射源的活度(activity，A)：放射性物质的活度定义为源在t时刻衰变率。放射活度的旧单位是居里(Curie)，符号Ci，它定义为1Ci=3.7×1010衰变/秒在标准单位制下放射活度单位是贝克勒尔(Bq)，1Bq=ldps=2.70×10-11Ci密封源的外观活度Aapp：在实际应用中，源的有效活度直接受源尺寸、结构、壳壁材料的衰减及滤过效应的影响，源在壳内的内含活度，即裸源活度与有外壳时放射源的活度测量值可能存在很大差异，因此派生所谓外观活度的概念，它定义为同种核素、理想点源的活度，它在空气介质中、同一参考点位置上将产生与实际的有壳密封源完全相同的照射量率。目前随着源尺寸的微型化，外壳材料变得更薄，导致外观活度与内含活度的差异日趋缩小，外观活度又可称作等效活度。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来表示。如：钴Co-60的半衰期=5.24年，γ辐射线平均能量为1.25MeV;铱Ir-192的半衰期=74.2天，γ辐射线平均能量为0.38MeV;照射量常数Г:在特定的条件下，单位质量的放射源在单位距离处的纯γ射线的量。吸收剂量D:吸收剂量的定义为dE/dm的商，dE为电离辐射在质量为dm的介质中沉积的平均能量。SI单位为戈瑞（Gy）。二、剂量计算距源r处吸收剂量：D=A×f×Г×(1/r2)×φ×T其中：A：源的外观活度（mCi)f：伦琴~拉德转换因子（cGy/R-1)Г:照射常数φ：剂量分布不均匀校正函数，一般取常数T：组织散射与衰减因子（一）、空间剂量角分布1、理想点源的剂量角分布为同心圆三、放射源在介质中的剂量分布2、微型柱状源的空间剂量角分布胶片法测量192Ir放射源空间剂量角分布结果3、线源与微型模拟源的剂量分布的比较4、不同核素在水中径向剂量衰减近距离放疗剂量学特点局部剂量高，达到边缘后剂量陡然下降。照射范围内剂量分布不均一，近源处高。第四节近距离放疗的剂量学系统1.经典妇瘤(宫颈癌)剂量学2.组织间插植的巴黎剂量学系统3.腔内、管内照射剂量学一、妇瘤腔内照射剂量学系统1.斯德哥尔摩系统2.巴黎系统3.曼彻斯特系统4.纽约系统“系统”的含义：“系统”指的是，欲在治疗体积内获得一适宜的剂量分布，要求必须遵循的一系列放射源分布的规则，如使用放射源的类型、强度、应用的方法和几何设置；同时“系统”也明确了剂量表示和计算的方法。如果改变了放射源的分布规则，系统所预示的剂量分布也会有所改变。各系统的主要特点比较斯德哥Ra-226高较短宫腔:串接尔摩(140mgRa)(1天)阴道:平或弯曲巴黎Ra-226低较长宫腔:串接(60mgRa)(2天)阴道:3个独立源曼彻斯特Ra-226中长宫腔:串接(伦琴)(3天)阴道:2个卵形源A-B点系统系统放射源强度治疗时间几何设置示意图纽约系统ICRU38号报告的建议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(0.4～2Gy／h)治疗为60Gy；对高剂量率治疗为相应的(60Gy)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.定义直肠剂量参考点(R)、膀胱剂量参考点(BL)参考体积的定义有关剂量监测点的定义二、组织间插植的巴黎剂量学系统布源规则：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。若靶区厚度T≤12mm则用单平面插植，若靶区厚度T≥12mm则用双平面插植基准剂量点(basaldosepoints)定义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)之间剂量最低的位置，基准剂量(BasalDose)是各基准点剂量BD的平均值BD：且参考剂量RD=0.85BD步进源剂量学方法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－1.0cm)。3．参考剂量与基准剂量的关系仍然维持RD=0.85BD的关系。第五节施治技术1.腔内治疗2.管内治疗3.组织间插植治疗4.术中插植治疗5.表面敷贴治疗（一）腔内、管内治疗1.特点：腔内、管内照射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。2.应注意的问题：1．参考点设置2．剂量梯度变化3．源步进长度的影响1．参考点设置问题腔管治疗的剂量参考点大多相对治疗管设置，且距离固定。例如，食管癌、气管肿瘤参考点设在距源轴10mm处，直肠、阴道癌治疗参考点定在粘膜下，即施源器表面外5mm。当然，这并不意味着认定肿瘤靶区边缘就在这一距离，而是为了施治技术的相对统一以及便于院所间交流形成的规范。因为如果不这样做，距离反平方因素将会使各院所之间的实际施治剂量大相径庭，完全丧失交流的基础，这是近距离放疗有别于外照射的一个重要方面。2．剂量梯度变化问题剂量梯度变化的影响随之而来的另一个问题是施源器的规范化问题。因为参考点确定后，与正常组织反应有直接关联的粘膜受量将由治疗管的外径大小决定。腔内照射施用器管径和参考距离的选择须控制Ds／Dr之比在2～3，必要时还需依患者反应程度减少Dr量。同理，阴道、直肠癌照射的参考点选在施用器表面或粘膜下5mm，这时选用较粗的柱状施用器有利于削弱靶区的梯度变化，这时G3G10。3．源步进长度的影响问题源步进长度可在2.5、5、10mm等级差中选用，其中选2.5或5mm是等效的。这是因为微型铱源活性长度约在4.5mm，选用2.5和5mm步长均达到模拟等线密度铱丝的效果，治疗管外均可得到连贯的等剂量分布；与此相反，若采用10mm步长将会导致高剂量岛和冷、热剂量区交错的状况，在使用外径较粗的施用器时，这一现象被隐含在施源器内尚不足虑；而用纤细塑管施治，葫芦状分布必然会影响疗效，故不应提倡采用。（二）组织间插植治疗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。若使用模板规则布阵可模拟传统巴黎剂量学系统或按步进源剂量学系统获得较均匀的剂量分布，用于乳腺癌、软组织肉瘤等插植治疗；亦可采用徒手操作，非规则布阵，用于舌癌、口底癌等解剖结构较复杂，无法使用模板的部位。这时可借助优化概念及方法改善剂量分布均匀度。（三）术中插植治疗手术中置管术后照射该技术主要用于受限要害器官，手术切缘不净，亚临床灶范围不清的情况。这时可在瘤床范围预埋数根软性塑管，术后导入步进源做补充照射。该方法适用于部分脑瘤(邻近中枢部位)，胰腺、胆管、膀胱癌、胸膜瘤等手术，有利于提高肿瘤控制率、减少复发以及便于分次多程照射。实施过程中需做好瘤床金属标记，理顺软塑管排布次序和走向，避免扭曲、折损和交错，最好使用有硬芯的塑料管，这是保证术后顺利施治的前提。（四）表面敷贴治疗用于表浅皮肤癌治疗，根据巴黎剂量学原则按单平面插植条件布源，为降低靶区剂量变化梯度，需避免直接将塑管贴敷在皮肤表面，可用组织等效材料、蜡块或凡士林纱布隔开。另外，切忌用于深层(≥lcm)肿瘤的治疗，因为剂量梯度落差可能导致肿瘤在达到控制剂量之前，皮肤剂量已远远超出其耐受水平，而产生严重烧伤。近距离放疗临床剂量学步骤1.疗前准备、施用器置放及护理措施；2.靶区定位、施源器及解剖结构的空间重建；3.剂量参考点的设置；4.计算源在各个驻留位的照射时间和优化处理，显示剂量分布；5.出源照射治疗；6.治疗结束后，取出施用器。靶区定位、施源器及解剖结构的空间重建1.正交定位技术2.立体平移技术3.立体变角技术正交定位技术立体平移技术立体变角技术宫颈癌腔内放疗技术宫颈癌腔内放疗的历史早期：1920年代〜1980年代，LDR现代：1980年代〜本世纪初，HDR未来：本世纪初，3D影像为基础宫颈癌近距离治疗—现代高剂量率后装遥控近距离治疗技术高强度的微型源:铱192为代表高强度（10-20Ci）,步进源体积微小（直径0.5-1mm）治疗时间短操作方便通过源驻留调整实现剂量优化宫颈癌近距离治疗—现代步进源后装治疗驻留点时间优化宫颈癌近距离治疗—本世纪3D影像为基础靶体积确定3D治疗计划设计三维空间的剂量优化DVH分析以3Ｄ影像为基础的宫颈癌近距离治疗以３Ｄ影像为基础的宫颈癌近距离治疗以３Ｄ影像为基础的宫颈癌近距离治疗小结1概述：⑴近距离治疗的定义、特征；⑵分类：⑶近距离放疗使用放射源的种类及特点2近距离放疗的物理量、单位制和剂量计算⑴放射强度的表示方法。⑵放射源周围的剂量分布。⑶源的空间剂量分布；⑷水中与空气中剂量转换。3、近距离放疗的剂量学系统和施治技术（1）腔内治疗剂量学（2）插植治疗剂量学：巴黎系统的基本原则。（3）管内治疗剂量学：参考点的选择。（4）施治技术：4．近距离放疗临床剂量学步骤⑴步骤:⑵放射源的定位方法：