医疗-近距离放射治疗技术

这是一篇关于近距离放射治疗技术，将封装好的放射源，通过输源管直接置入肿瘤部位进行照射。

近距离放射治疗技术

• 放射治疗
  • 近距离放疗
    • 放射性核素
      • 后装机
  • 远距离放疗
    • X射线，电子线
      • 直线加速器
• 概述
  • 将封装好的放射源，通过输源管直接置入肿瘤部位进行照射
  • 近距离放疗发展史
    • 1905年进行第一例镭针插值。居里夫人把镭元素封装成管状线源，治疗皮肤癌和宫颈癌是最早敷贴治疗和近距离内治疗
    • 1919年 Regelld和Lacassayme创造和发展了巴黎法，被称为低剂量长时间治疗
    • 1932年Paterson和Parker建立了曼彻斯特法
    • 1953年Hinschke提出了后装技术
    • 60年代 ChessaguePierguing及Duterix发展了巴黎系统，出现了远程控制的后装治疗机
    • 80年代现代近距离治疗，取代了传统的近距离治疗
• 照射方式和放射源种类
  • 照射方式
    • 腔内和管内治疗
    • 组织间插值技术
    • 粒子植入（永久植入）
    • 表面敷贴治疗
  • 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
      • 后装技术则是时先将施源器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，都用于计算机程控近距离放疗设备
  • 常用放射性核素
    • 镭-226：能量低，只做近距离照射使用
    • 能谱复杂最高3.8mev防护问题。半衰期长，环境污染。氡气外溢。半衰期长正常组织损伤严重，医学上应禁用
    • 1934年发现人工放射性核素，首次尝试将Ir-192应用到临床
    • Ir-192以能量适中，比活度高等优点成为近距离治疗应用最广泛的放射源
    • 微型Ir-192源直径为1mm，取代了cs-137管源和颗粒源
  • 放射源必须满足
    • 在组织中有足够穿透力
    • 易于放射防护
    • 半衰期：不能过短，不能过长（特别是永久性植入）
    • 易制成微型源（比活动）
• 近距离放疗临床剂量学
  • 放射源的剂量分布及特点
    • 理想点源的剂量角分布为同心圆
    • 核素在水中径向剂量衰减
      • 平方反比定律是影响放射源周围剂量分布的主要因素，基本不受辐射能量的影响
    • 微型柱状源的空间剂量角分布
    • 放射源周围剂量分布特点
      • 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，一般没有均匀度要求
      • 在近源处，线源衰减要大于理想点源，当距源距离大于线圆长度两倍以上时，两者衰减基本一致 源步进长度。可在2.5，5，10mm等级差中选用
  • 近距离放疗的物理量和单位制
  • 放射源周围的剂量分布
  • 近距离照射剂量学系统
    • 如何使用放射源的类型，强度应用的方法和几何设置，同时系统也明确了计量表示和计算方法
    • 斯德哥尔摩系统
    • 巴黎系统
      • 等距封装在塑管中的串源均呈直线性，彼此相互平行各线元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，线源于过中心点的平面垂直
    • 曼彻斯特系统
      • 是30年代以镭-226直线源设计的平面插值剂量计算系统
      • 治疗组织厚度为1cm--单平面插值
      • 治疗组织厚度大于2.5cm--双平面插值
    • 组织间差值剂量学系统
      • 根据靶区形状和范围借助施源器将一定规格的多个放射源按一定规则直接植入人体组织，对肿瘤组织进行高剂量照射
      • 适应症：局限，体积小，没有淋巴结或血性转移的肿瘤
    • ICRU38号报告的建议
      • 除确定靶区和治疗区外ICRU还定义了参考区概念即参考等计量面包罗的范围应包括宫体的大部分，整个宫颈,宫旁组织和阴道上1/3的部分
      • 参考体积由剂量分布反应的长（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)
    • 步进源剂量学方法
      • 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
      • 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）
    • 管内照射剂量学
      • 管内照射多为单管照射剂量参考点设在黏膜下一定深度
      • 参考点剂量率为RD,即最小靶剂量，超剂量区（HD）为接受剂量大于等于2RD的范围
      • 超剂量区的半径与放射源到参考点的距离的比值约为0.6
      • 管内照射适应症
        • 优点：剂量跌落快，正常组织受量低
        • 缺陷：单一源治疗范围有限，对于侵犯较广病例不适用
• 后装机放疗流程及粒子植入
  • 后装机
    • 后装机特点
      • 单一性
        • 一个铱-192放射源对1-18通道进行治疗，计量计算准确
      • 微机化
        • 均具有电脑控制的治疗计划系统及机器控制系统
      • 多功能
        • 可行管内，管腔及组织间照射
      • 安全性高
        • 放射源封于密罐中，联锁急停装置
    • 近距离治疗
      • 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
    • 后装放疗实施流程
      • 消毒与准备工作
      • 施源器的植入
        • 钢锁
          • 不长，不短，不动
      • Ct扫描
      • 设计计划
        • 参考点优化
          • 通过线性方程限定相邻驻留点驻留时间差异，使参考点剂量尽可能接近给定的处方剂量值
        • 距离/体积优化
          • 多管治疗时可用距离优化或体积优化，实现依赖治疗管的相互布局和驻留点的相互距离来进行优化，明显改善剂量分布均匀度
      • 用连接管连接后装机与施源器（接管）
      • 出源治疗
    • 外照射辅助治疗
      • 先导法
        • 先采用近距离治疗后再行外照射，常用于术中置管，术后放疗
      • 间插法
        • 常规外照射疗程中，间插每周一次近距离治疗常用于宫颈癌，阴道癌，直肠癌等
      • 推量法
        • 常规放疗结束后再追加近距离治疗以提高局部肿瘤照射量常用于外障射后病变消退不理想或有残留者
      • 剂量效应
        • 低剂量率照射0.4-2Gy/h
          • 目前国内传统的低剂量率照射已基本被高剂量率治疗所取代
        • 中剂量率照射
        • 高剂量率照射>12Gy/h
          • 优点
            • 治疗时间短
            • 可减轻行动上的不便，不住院即可接受治疗
            • 施源器短时间内易固定
            • 可在相同时间内治疗更多的患者，对于患者众多急需治疗的情况更有利
          • 缺点
            • 剂量率增加，正常组织晚期效应增加幅度>肿瘤控制概率的增加
            • 剂量率降低，正常组织晚期效应减弱幅度>肿瘤控制概率的减少
            • 高剂量率会降低治疗增益比（肿瘤控制概率和正常组织并发症的发生概率之比）
      • 改变治疗模式
        • 如利用脉冲式计量率治疗
        • 采用分次大剂量治疗
          • 分次照射应用较为成功，尤其对于宫颈癌
          • 宫颈癌近距离治疗具有丰富的临床资料，便于比较
          • 解剖位置特点，宫颈周围正常组织耐受量高
          • 对于其他部位肿瘤的高剂量率治疗可能引起的引起损伤，仍需进一步研究
  • 粒子植入
    • 粒子辐射特点
      • 长度4.5mm，直径0.8mm，计量0.4~0.8mci
      • 碘-125粒子辐射特点
        • 发射r射线
        • 不会吸收入血
        • 半衰期59.6天
        • 组织穿透距离1.7cm
        • 低能量核素
        • 放射源距离加大，辐射减少（数量相同时）（距离放射源2~4cm，尽量减少80%~93%）
        • 粒子数量增加，辐射增加（距离相同时）
        • 粒子时间增加，辐射减小（6个月测不到）
      • 常用核素能量比较
        • 99mTC(ETC)
          • 能量140 Kev
        • 131I(治疗甲状腺癌)
          • 能量384kev
        • 18F(PET-CT)
          • 能量511kev
        • 125I(粒子植入)
          • 能量27kev
    • 粒子植入治疗及临床特点
      • 粒子植入治疗
        • 应用计算机立体计划系统（TPS）设计方案
          • 患者体位固定方式
          • 靶区及危及器官的位置，范围
          • 靶区的根治剂量和危机集权耐受剂量的描述
          • 放射性粒子在肿瘤内的空间分布及切实可行的穿刺路径
          • 放射性粒子的配置参数，如型号，活度，数量等
          • 相关评估图形包括等剂量，曲线分布图，dvh图
        • 在现代影像技术（Ct）引导下，放射性粒子（碘-125）植入肿瘤内
          • 介入穿刺针
          • 粒子枪
        • 通过放射线杀伤肿瘤
      • 粒子植入临床特点
        • 外放疗
          • 分次照射（约30次）
          • 治疗时间（约6周）
          • 场地设备要求高
          • 计划设计耗时长（3~4个工作日）
          • 成本高
        • 粒子植入
          • 一次性植入
          • 1~2天治疗时间
          • 场地设备要求低
          • 耗时短（几个小时）
          • 成本低
      • 碘-125粒子植入治疗适应症
        • 局部恶性肿瘤，直径<6cm，实体病灶
        • 未经治疗的原发性肿瘤，如前列腺癌
        • 需要保留重要功能脏器的肿瘤，如脑深部肿瘤
        • 无法手术的原发肿瘤，如肝癌，鼻咽癌
        • 外照射效果不佳的病例或作为局部剂量的补充
        • 手术中残留肿瘤或切缘距离肿瘤太近
        • 晚期肿瘤伴有局部严重症状的呼吸治疗，缓解症状，提高生活质量
      • 粒子植入的禁忌症
        • 生存期不超过三个月者
        • 恶液质，一般情况差，不能耐受粒子植入治疗
        • 空腔脏器慎用
        • 淋巴引流区不用于预防性植入
        • 严重糖尿病
        • 估计重要器官可能受到超过耐受剂量的照射
    • 粒子植入术防护管理
      • 术前
        • 钛合金封装（密封籽源）
        • 装入铅罐
        • 包装表面有A型标志
        • 专人保管
      • 术中
        • 使用长柄镊子，粒子枪口朝地（距离增加）
        • 植入粒子速度需迅速（时间降低）
        • 穿戴防护物品：铅围脖，铅衣，防护眼镜，铅手套等（屏蔽）（0.25mmPb防护衣可屏蔽90%~99%的碘-125粒子放射源辐射剂量）
        • 使用污染以检测工作台面及地面有无遗散的粒子
      • 术后
        • 时间防护：最简单
        • 距离防护：人体受照射剂量率接近与距离的平方成反比，即距离延长一倍，剂量率则减少到原来的1/4（最有效）
        • 屏蔽防护：在人与放射源之间设置合适的防护屏障，用于屏蔽放射源对人体造成的辐射照射（最根本）