近距離放療劑量學(xué)基礎(chǔ)課件

第二章近距離放療劑量學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)概述

2010年是近距離放療開(kāi)展第110周年，在過(guò)去的110年中近距離放療作為放射治療的一個(gè)重要組成部分，涉及多種解剖部位癌瘤的治療，如皮膚、腦、頭頸、眼、口腔、食管、肺、乳腺、胰腺、膽管、軟組織、直腸、尿道、前列腺、婦癌(宮頸、宮體、陰道、外陰)等施治技術(shù)可歸納為以下5種腔內(nèi)(intracavitary)管內(nèi)(intraluminal)組織間植入(interstitial)術(shù)中(intraopera!：ive)體表敷貼(suffacemould)。近距離放療的模式按劑量率大小劃分成以下幾個(gè)區(qū)段和類(lèi)別：

低劑量率(LDR)指參考點(diǎn)劑量率限定在O．4～2Gy／h中劑量率(MDR)為2~12Gy／h高劑量率(HDR)大于12Gy／h脈沖劑量率(PDR)指劑量率在1～3Gy／h常用放射源鈷Co-60銫Cs-137銥Ir-192等碘I-125锎Cf-252根據(jù)源的置放方式分為有手工和“后裝(afterloading)”兩種方式：手工操作大多限于低劑量率和易于防護(hù)的放射源；“后裝”技術(shù)則是指先將施用器(applicator)置放于接近腫瘤的人體天然腔、管道或?qū)⒖招尼樄苤踩肓鲶w，再導(dǎo)入放射源的技術(shù)，多用于計(jì)算機(jī)程控近距離放療沒(méi)備。永久植入盡管是一項(xiàng)傳統(tǒng)技術(shù)，但由于在治療前列腺腫瘤方面頗為成功，以及源的不斷改進(jìn)和更新，使其仍然占有一席。特別是近幾年，放射性粒子植入被外科醫(yī)生炒的火熱。

在我國(guó)，近距離放療始于20世紀(jì)40年代，由上海鐳錠醫(yī)院開(kāi)創(chuàng)了鐳療的先河。在隨后的50年中，基本上同步于國(guó)際上放射源和設(shè)備的發(fā)展，但臨床應(yīng)用主要限于婦癌治療。近距離放療的放射源放射性1896年物理學(xué)家亨利·貝克勒爾(HenriBecquerel)首先發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的放射性即元素的原子核釋放輻射線的過(guò)程。這種輻射以粒子形式，或者以電磁輻射形式，甚至是二者兼而有之的形式發(fā)生。衰變與放射源的活度衰變常數(shù)(λ)放射性衰變?cè)跀?shù)學(xué)上定義為單位時(shí)間內(nèi)衰變的原子數(shù)放射源的活度(activity)放射性物質(zhì)的活度定義為源在t時(shí)刻衰變率(decay：rate)，密封源的外觀活度半衰期(HVL)和平均壽命(Ta)放射性物質(zhì)的半衰期T1/2定義為放射活度或放射性原子數(shù)量衰減到初始值之半所需用的時(shí)間，放射性核素的質(zhì)放射性核素射線的質(zhì)量用核素符號(hào)、半衰期和輻射線的平均能量三要素表示。如鈷Co-60的HVL=5．24年，γ輻射線平均能量為1．25MeV。源的強(qiáng)度單位活度的放射源在單位距離處的劑量率源的強(qiáng)度與源的活度是兩個(gè)既有關(guān)聯(lián)性，又有區(qū)別的概念，歷史上居里(Ci)曾作為源強(qiáng)的單位，源強(qiáng)越強(qiáng)、居里數(shù)值大，體現(xiàn)在單位時(shí)間衰變的次數(shù)也高經(jīng)典婦瘤(宮頸癌)劑量學(xué)及發(fā)展婦癌腔內(nèi)放療可追溯到20世紀(jì)初，并于1920年分別在斯德哥爾摩和巴黎鐳療中心形成系統(tǒng)斯德哥爾摩系統(tǒng)曼徹斯特系統(tǒng)紐約系統(tǒng)斯德哥爾摩系統(tǒng)斯德哥爾摩系統(tǒng)源強(qiáng)總量10～140mgRa，而巴黎系統(tǒng)只有60mgRa，所以前者治療時(shí)間每次1天，共兩次，間隔3周；而后者每次需要兩天。曼徹斯特系統(tǒng)還確立了處方劑量點(diǎn)的概念，并把它定義在相對(duì)施源器的解剖結(jié)構(gòu)上A-B點(diǎn)系統(tǒng)，它被廣為采用并沿用至今治療分次劑量為4000R，共治療兩次，中間休息4～7天，A點(diǎn)劑量率約為57R／h，陰道源對(duì)A點(diǎn)劑量貢獻(xiàn)僅占總量40％，B點(diǎn)劑量約為／4點(diǎn)的l／3等。紐約系統(tǒng)計(jì)算機(jī)在臨床劑量學(xué)的應(yīng)用使人們的注意力更多的轉(zhuǎn)移到靶區(qū)及鄰周正常組織的劑量監(jiān)控上，紐約系統(tǒng)就是在這一需求下發(fā)展起來(lái)的ICRu38號(hào)報(bào)告建議ICRU38號(hào)報(bào)告力圖使宮頸癌治療技術(shù)及專(zhuān)業(yè)名詞規(guī)范化，除確定靶區(qū)和治療區(qū)外，ICRU還定義了，參考體積的概念，即參考等劑量面包羅的體積。參考劑量值對(duì)低劑量率(O．4～2Gy／h)治療為60Gy；對(duì)高劑量率治療為相應(yīng)的(<60Gy)等效生物劑量值。參考體積由劑量分布反映的長(zhǎng)(dl)、寬(dw)、高(dh)確定(圖2—2—4)，當(dāng)采用內(nèi)外照射綜合治療時(shí)，參考劑量60Gy應(yīng)扣除外照射劑量，點(diǎn)劑量除包括人體器官和近源位置的監(jiān)控外，還涉及骨結(jié)構(gòu)，其中：直腸劑量參考點(diǎn)(R)為陰道容器軸線與陰道后壁交點(diǎn)后0．5cm處；膀胱劑量參考點(diǎn)(BL)為仰位投影片造影劑積聚的最低點(diǎn)，即Foley氣囊的中心。腹主動(dòng)脈旁，髂總和外髂淋巴結(jié)參考點(diǎn)與Fletcher淋巴的梯形區(qū)(Lymphatictrapezoid)定義一致(圖示2—2—5)傳統(tǒng)組織間插植的巴黎劑量學(xué)系統(tǒng)及步進(jìn)源等效模擬巴黎系統(tǒng)的劑量學(xué)原則:1．布源規(guī)則巴黎劑量學(xué)系統(tǒng)(Parisdosimetrysystem，PDS)要求植入的放射源無(wú)論是銥絲還是等距封裝在塑管中的串源(ribbon)均呈直線型、彼此相互平行、各線源等分中心位于同一平面、各源相互等間距、排布呈正方形或等邊三角形、源的線性活度均勻且等值、線源與過(guò)中心點(diǎn)的平面垂直(圖2—2—6)。2．源尺寸及布局與靶區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

參考圖2—2—6，其中s是源(針管)間距，ml和ms是安全邊界(safetymatgin)：?jiǎn)纹矫娌逯仓衜l是參考等劑量線與外側(cè)針管的間距；多平面插植中ms是中心橫斷面上參考等劑量線與外側(cè)針管的間距的平均值。步進(jìn)源劑量學(xué)方法

步進(jìn)源劑量學(xué)系統(tǒng)(steppingsourcedosimetrysystem，SSDS)是荷蘭物理學(xué)家RobVanderLaarse歸納的方法，它作為巴黎劑量學(xué)系統(tǒng)(PDS)的擴(kuò)展，在保留巴黎系統(tǒng)基本布源規(guī)范的同時(shí)，充分利用步進(jìn)源可靈活設(shè)置駐留時(shí)間的特點(diǎn)，對(duì)劑量分布做優(yōu)化處理：1．各駐留位照射時(shí)間不再相等，而是中間偏低，外周加長(zhǎng)，從而使沿縱向排布的基準(zhǔn)點(diǎn)串列獲得近似相同的劑量。2．活性長(zhǎng)度不僅沒(méi)必要超出靶區(qū)長(zhǎng)度，甚至較靶區(qū)長(zhǎng)度更短(一般／AL=L-1．0cm)。3．參考劑量與基準(zhǔn)劑量的關(guān)系仍然維持RD=0．85BD的關(guān)系施治技術(shù)（一）腔內(nèi)、管內(nèi)照射技術(shù)該技術(shù)的特點(diǎn)是利用人體自身天然腔體和管道置放施源器，治療諸如宮頸癌、鼻咽癌、食管癌、主支氣管肺癌、直腸癌及陰道癌等。（二）組織間插植照射和模板技術(shù)組織間插植照射是指預(yù)先將空心針管植入靶區(qū)瘤體后，再導(dǎo)入步進(jìn)源進(jìn)行照射，其劑量分布直接受針管陣列的影響（三）手術(shù)中置管術(shù)后照射手術(shù)中將治療管置于病變區(qū)術(shù)后將后裝源放入后裝源治療（四）敷貼治療(mould)（五）立體定向組織間插植碘-125粒子植入應(yīng)該屬于組織間插植，有術(shù)中插植，經(jīng)皮穿刺插植近距離放療臨床劑量學(xué)步驟一、療前準(zhǔn)備、施用器置放及護(hù)理措施二、靶區(qū)定位、施源器及解剖結(jié)構(gòu)的空間重建三、劑量參考點(diǎn)的設(shè)置四、計(jì)算源在各個(gè)駐留位的照射時(shí)間和優(yōu)化處理