近距离放疗剂量学课件

近距离放疗剂量学近距离放疗剂量学1放射治放射治疗按放射源与人体的按放射源与人体的相相对位置关系分位置关系分类外照射外照射（远距离照射）距离照射）内照射内照射（近距离照射）（近距离照射）高能高能 X()剂剂量学量学量学量学高能高能高能高能电电子束子束子束子束剂剂量学量学量学量学近距离放近距离放疗剂量学量学放射治疗按放射源与人体的相对位置关系分类外照射内照射高能 2近距离放近距离放疗剂量学的主要内容量学的主要内容1 1、概述、概述2 2、使用的放射源、使用的放射源3 3、物理量、单位制和剂量计算、物理量、单位制和剂量计算4 4、各剂量学系统、各剂量学系统 5 5、施治技术及临床剂量学步骤、施治技术及临床剂量学步骤近距离放疗剂量学的主要内容1、概述3第一第一节概概述述第一节 概 述41、什么是近距离放、什么是近距离放疗？近近距距离离放放疗也也称称内内照照射射，它它与与外外照照射射（远距距离离照照射射）相相对应，是是将将封封装装好好的的放放射射源源，通通过施施源源器器或或输源源导管管直直接接置置入入患患者者的的肿瘤瘤部部位位进行行照照射。射。1、什么是近距离放疗？近距离放疗也称内照射，它52、基、基 本本 特特 征征1.放射源放射源贴近近肿瘤瘤组织，肿瘤瘤组织可以得到有效可以得到有效的的杀伤剂量，而量，而邻近的正常近的正常组织，由于，由于辐射射剂量随距离增加而迅速跌落，受量量随距离增加而迅速跌落，受量较低。低。2.近距离照射近距离照射很少很少单独使用，一般作独使用，一般作为外照射的外照射的辅助治助治疗手段手段，可以，可以给予特定部位，如外照予特定部位，如外照射后残存的瘤体等予以射后残存的瘤体等予以较高的高的剂量量,进而提而提高高肿瘤的局部控制率。瘤的局部控制率。2、基 本 特 征1.放射源贴近肿瘤组织，肿瘤组织可以得到63、近距离放、近距离放疗的照射方式的照射方式1.腔内治腔内治疗2.2.管内治管内治疗3.3.组织间插植治插植治疗4.4.术中插植治中插植治疗5.5.表面敷表面敷贴治治疗3、近距离放疗的照射方式 腔内治疗74、放射源的置放方式、放射源的置放方式 l手工手工 手手工工操操作作大大多多限限于于低低剂剂量量率率且且易易于于防防护护的的放放射源射源 。l后装技术后装技术 后后装装技技术术则则是是指指先先将将施施源源器器 (applicator)(applicator)置置放放于于接接近近肿肿瘤瘤的的人人体体天天然然腔腔、管管道道或或将将空空心心针针管管植植入入瘤瘤体体，再再导导入入放放射射源源的的技技术术，多多用用于于计计算算机程控近距离放疗设备。机程控近距离放疗设备。4、放射源的置放方式 手工 8近距离放疗剂量学课件9近距离放疗剂量学课件105、现代近距离治代近距离治疗的特点的特点1.后装技术。后装技术。2.单一高活度放射源，源运动由微机控单一高活度放射源，源运动由微机控制的步进马达驱动。制的步进马达驱动。3.放射源微型化。放射源微型化。4.剂量分布由计算机进行计算。剂量分布由计算机进行计算。5、现代近距离治疗的特点后装技术。116、近距离放、近距离放疗按按剂量率大小划分量率大小划分 l低低剂量率量率(LDR)：24Gyh l中中剂量率量率(MDR)：412Gyh l高高剂量率量率(HDR)：12Gyh 6、近距离放疗按剂量率大小划分 低剂量率(LDR)：212第二第二节近距离放近距离放疗使用的使用的放射源放射源第二节 近距离放疗使用的 放射源131、近距离治、近距离治疗常用的放射性核素常用的放射性核素1、近距离治疗常用的放射性核素142、现代近距离治代近距离治疗常用的放射性核素常用的放射性核素核核 素素名名 称称符符 号号半衰期半衰期主要射主要射线能能 量量（KeV)KeV)半半值厚厚（mmPbmmPb）常数常数R.cm/(h.mci)R.cm/(h.mci)镭镭-226Ra-2261622年年 830 830148.258.25钴-60-60Co-60Co-605.245.24年年 1173 1173 1332 1332121213.0713.07铱-192-192Ir-192Ir-19273.8373.83天天 380 3803 34.624.622、现代近距离治疗常用的放射性核素核 素符 号半衰期主要射线15第三第三节近距离放近距离放疗的物理的物理 量、量、单位制和位制和剂量量 计算算第三节 近距离放疗的物理 量、单位制和剂16一、近距离放一、近距离放疗的物理量和的物理量和单位制位制l放射源的活度放射源的活度(activity，A)：放射性物放射性物质的活度定的活度定义为源在源在 t 时刻衰刻衰变率。率。放放射射活活度度的的旧旧单位位是是居居里里(Curie)，符符号号Ci，它定，它定义为1Ci=3.71010衰衰变/秒秒 在在标准准单位位制制下下放放射射活活度度单位位是是贝克克勒勒尔(Bq)，1Bq=ldps=2.7010-11Ci 一、近距离放疗的物理量和单位制放射源的活度(activit17l密封源的外密封源的外观活度活度 Aapp：在在实实际际应应用用中中，源源的的有有效效活活度度直直接接受受源源尺尺寸寸、结结构构、壳壳壁壁材材料料的的衰衰减减及及滤滤过过效效应应的的影影响响，源源在在壳壳内内的的内内含含活活度度，即即裸裸源源活活度度与与有有外外壳壳时时放放射射源源的的活活度度测测量量值值可可能能存存在在很很大大差差异异，因因此此派派生生所所谓谓外外观观活活度度的的概概念念，它它定定义义为为同同种种核核素素、理理想想点点源源的的活活度度，它它在在空空气气介介质质中中、同同一一参参考考点点位位置置上上将将产产生生与与实实际际的的有有壳壳密密封封源源完完全全相相同同的的照照射射量量率率。目目前前随随着着源源尺尺寸寸的的微微型型化化，外外壳壳材材料料变变得得更更薄薄，导导致致外外观观活活度度与与内内含活度的差异日趋缩小，外观活度又可称作等效活度。含活度的差异日趋缩小，外观活度又可称作等效活度。密封源的外观活度 Aapp：18l放射性核素的放射性核素的质：放射性核素射放射性核素射线的的质量用量用核素符号、半衰核素符号、半衰期期和和辐射射线的的平均能量平均能量三要素来表示。三要素来表示。如：如：钴Co-60的半衰期年，的半衰期年，辐射射线平均平均 能量能量为1.25MeV;铱Ir-192的半衰期天，的半衰期天，辐射射线平均能量平均能量为0.38MeV;放射性核素的质：19l照射量常数照射量常数:在特定的条件下，在特定的条件下，单位位质量的放射源在量的放射源在单位位距离距离处的的纯射射线的量。的量。l吸收吸收剂量量 D:吸收吸收剂量的定量的定义为dE/dm的商，的商，dE为电离离辐射在射在质量量为dm的介的介质中沉中沉积的平均能量。的平均能量。SI单位位为戈瑞（戈瑞（Gy）。）。照射量常数:20二、二、剂量量计算算距源距源r处吸收吸收剂量：量：D=A f (1/r2)T其中：其中：A：源的外：源的外观活度（活度（mCi)f：伦琴琴拉德拉德转换因子（因子（cGy/R-1):照射常数照射常数 ：剂量分布不均匀校正函数，一般取常数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散射与衰减因子二、剂量计算距源r处吸收剂量：21（一）、空（一）、空间剂量角分布量角分布1、理想点源的、理想点源的剂量角分布量角分布为同心同心圆三、放射源在介三、放射源在介质中的中的剂量分布量分布（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222、微型柱状源的空、微型柱状源的空间剂量角分布量角分布胶片法胶片法测量量192Ir放射源空放射源空间剂量角分布量角分布结果果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233、线源与微型模源与微型模拟源的源的剂量分布的比量分布的比较3、线源与微型模拟源的剂量分布的比较244、不同核素在水中径向、不同核素在水中径向剂量衰减量衰减 4、不同核素在水中径向剂量衰减 25近距离放近距离放疗剂量学特点量学特点l局局部部剂剂量量高高，达达到到边边缘后剂量陡然下降。缘后剂量陡然下降。l照照射射范范围围内内剂剂量量分分布布不均一，近源处高。不均一，近源处高。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。26放射治疗按放射源与人体的相对位置关系分类第五节 施治技术胶片法测量192Ir放射源空间剂量角分布结果高能 X()剂量学在实际应用中，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。如：钴Co-60的半衰期年，辐射线平均 能量为1.第三节 近距离放疗的物理 量、单位制和剂量 计算以影像为基础的宫颈癌近距离治疗1、近距离治疗常用的放射性核素（二）组织间插植治疗在特定的条件下，单位质量的放射源在单位距离处的纯射线的量。照射范围内剂量分布不均一，近源处高。近距离治疗的定义、特征；这时可借助优化概念及方法改善剂量分布均匀度。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。第四第四节近距离放近距离放疗的的剂量学系量学系统 1.1.经典典妇瘤瘤(宫颈癌癌)剂量学量学 2.2.组织间插植的巴黎插植的巴黎剂量学系量学系统 3.3.腔内、管内照射腔内、管内照射剂量学量学放射治疗按放射源与人体的相对位置关系分类第四节 近距离27一、一、妇瘤腔内照射瘤腔内照射剂量学系量学系统1.1.斯德哥斯德哥尔摩系摩系统 2.2.巴黎系巴黎系统 3.3.曼曼彻斯特系斯特系统 4.4.纽约系系统一、妇瘤腔内照射剂量学系统斯德哥尔摩系统 28“系系统”的含的含义：“系系统统”指指的的是是，欲欲在在治治疗疗体体积积内内获获得得一一适适宜宜的的剂剂量量分分布布，要要求求必必须须遵遵循循的的一一系系列列放放射射源源分分布布的的规规则则，如如使使用用放放射射源源的的类类型型、强强度度、应应用用的的方方法法和和几几何何设设置置；同同时时“系系统统”也也明明确确了了剂剂量量表表示示和和计计算算的的方方法法。如如果果改改变变了了放放射射源源的的分分布布规规则则，系统所预示的剂量分布也会有所改变。系统所预示的剂量分布也会有所改变。“系统”的含义：“系统”指的是，欲在治疗体积内获得一29各系各系统的主要特点比的主要特点比较斯德哥斯德哥斯德哥斯德哥Ra-226 Ra-226 高高高高较较短短短短宫宫腔腔腔腔:串接串接串接串接尔尔摩摩摩摩(140mgRa)(1(140mgRa)(1天天天天)阴道阴道阴道阴道:平或弯曲平或弯曲平或弯曲平或弯曲巴巴巴巴黎黎黎黎Ra-226 Ra-226 低低低低较较 长长宫宫腔腔腔腔:串接串接串接串接(60 mgRa)(2(60 mgRa)(2天天天天)阴道阴道阴道阴道:3个独立源个独立源曼彻斯特曼彻斯特 Ra-226 Ra-226 中中中中 长长长长 宫腔宫腔宫腔宫腔:串接串接串接串接 (伦琴伦琴伦琴伦琴)(3)(3天天天天)阴道阴道阴道阴道:2个卵形源个卵形源 A-B点系统点系统系系统放射源放射源强 度度治治疗时间几何几何设置置示意示意图各系统的主要特点比较斯德哥 Ra-226 高 30近距离放疗剂量学课件31近距离放疗剂量学课件32纽约系系统纽约系统33ICRU38号号报告的建告的建议 l 除除确确定定靶靶区区和和治治疗疗区区外外，ICRUICRU还还定定义义了了参参考考体体积积的的概概念念，即即参参考考等等剂剂量量面面包包罗罗的的体体积积。参参考考剂剂量量值值对对低低剂剂量量率率2Gy2Gyh)h)治治疗疗为为60Gy60Gy；对对高高剂剂量量率率治治疗疗为为相相应应的的(60Gy)(G10。2剂量梯度变化问题 剂量梯度变化的影响随之而来的另一44近距离放疗剂量学课件45 3源步源步进长度的影响度的影响问题 源源步步进进长长度度可可在在、5 5、10mm10mm等等级级差差中中选选用用，其其中中选选或或5mm5mm是是等等效效的的。这这是是因因为为微微型型铱铱源源活活性性长长度度约约在在，选选用用和和5mm5mm步步长长均均达达到到模模拟拟等等线线密密度度铱铱丝丝的的效效果果，治治疗疗管管外外均均可可得得到到连连贯贯的的等等剂剂量量分分布布；与与此此相相反反，若若采采用用10mm10mm步步长长将将会会导导致致高高剂剂量量岛岛和和冷冷、热热剂剂量量区区交交错错的的状状况况 ，在在使使用用外外径径较较粗粗的的施施用用器器时时，这这一一现现象象被被隐隐含含在在施施源源器器内内尚尚不不足足虑虑；而而用用纤纤细细塑塑管管施施治治，葫葫芦芦状状分布必然会影响疗效，故不应提倡采用。分布必然会影响疗效，故不应提倡采用。3源步进长度的影响问题 源步进长度可在、5、146（二）（二）组织间插植治插植治疗 预预先先将将空空心心针针管管植植入入靶靶区区瘤瘤体体后后，再再导导入入步步进进源源进进行行照照射射，其其剂剂量量分分布布直直接接受受针针管管阵阵列列的的影影响响。若若使使用用模模板板规规则则布布阵阵可可模模拟拟传传统统巴巴黎黎剂剂量量学学系系统统 或或按按步步进进源源剂剂量量学学系系统统 获获得得较较均均匀匀的的剂剂量量分分布布，用用于于乳乳腺腺癌癌、软软组组织织肉肉瘤瘤等等插插植植治治疗疗；亦亦可可采采用用徒徒手手操操作作，非非规规则则布布阵阵，用用于于舌舌癌癌、口口底底癌癌等等解解剖剖结结构构较较复复杂杂，无无法法使使用用模模板板的的部部位位。这这时时可可借借助助优优化化概概念念及及方方法法改改善善剂剂量量分布均匀度。分布均匀度。（二）组织间插植治疗 预先将空心针管植47中剂量率(MDR)：412Gyh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。低剂量率(LDR)：24Gyh照射范围内剂量分布不均一，近源处高。参考体积由剂量分布反映的长(dl)、宽(dw)、高(dh)确定.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。3、物理量、单位制和剂量计算 源的空间剂量分布；以影像为基础的宫颈癌近距离治疗而用纤细塑管施治，葫芦状分布必然会影响疗效，故不应提倡采用。A-B点系统5、现代近距离治疗的特点：剂量分布不均匀校正函数，一般取常数经典妇瘤(宫颈癌)剂量学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。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。早期：1920年代1980年代，LDR放射性物质的活度定义为源在 t 时刻衰变率。靶区定位、施源器及解剖结构的空间重建中剂量率(MDR)：412Gyh48（三）（三）术中插植治中插植治疗l 手手术中中置置管管术后后照照射射该技技术主主要要用用于于受受限限要要害害器器官官，手手术切切缘不不净，亚临床床灶灶范范围不不清清的的情情况况。这时可可在在瘤瘤床床范范围预埋埋数数根根软性性塑塑管管，术后后导入入步步进源源做做补充充照照射射。该方方法法适适用用于于部部分分脑瘤瘤(邻近近中中枢枢部部位位)，胰胰腺腺、胆胆管管、膀膀胱胱癌癌、胸胸膜膜瘤瘤等等手手术，有有利利于于提提高高肿瘤瘤控控制制率率、减减少少复复发以以及及便便于于分分次次多多程程照照射射。实施施过程程中中需需做做好好瘤瘤床床金金属属标记，理理顺软塑塑管管排排布布次次序序和和走走向向，避避免免扭扭曲曲、折折损和和交交错，最最好好使使用用有有硬硬芯芯的的塑塑料料管管，这是保是保证术后后顺利施治的前提。利施治的前提。（三）术中插植治疗 手术中置管术后照射该技术主要用于受49（四）表面敷（四）表面敷贴治治疗l 用用于于表表浅浅皮皮肤肤癌癌治治疗，根根据据巴巴黎黎剂量量学学原原则按按单平平面面插插植植条条件件布布源源，为降降低低靶靶区区剂量量变化化梯梯度度，需需避避免免直直接接将将塑塑管管贴敷敷在在皮皮肤肤表表面面，可可用用组织等等效效材材料料、蜡蜡块或或凡凡士士林林纱布布隔隔开开。另另外外，切切忌忌用用于于深深层(lcm)肿瘤瘤的的治治疗，因因为剂量量梯梯度度落落差差可可能能导致致肿瘤瘤在在达达到到控控制制剂量量之之前前，皮皮肤肤剂量量已已远远超超出出其其耐耐受受水水平平，而而产生生严重重烧伤。（四）表面敷贴治疗 用于表浅皮肤癌治疗，根据巴黎剂量学50近距离放近距离放疗临床床剂量学步量学步骤 1.疗前准前准备、施用器置放及、施用器置放及护理措施；理措施；2.靶区定位、施源器及解剖靶区定位、施源器及解剖结构的空构的空间重重建；建；3.剂量参考点的量参考点的设置；置；4.计算源在各个算源在各个驻留位的照射留位的照射时间和和优化化处理，理，显示示剂量分布；量分布；5.出源照射治出源照射治疗；6.治治疗结束后，取出施用器。束后，取出施用器。近距离放疗临床剂量学步骤 1.疗前准备、施用器置放及护51靶区定位、施源器及解剖靶区定位、施源器及解剖结构的空构的空间重建重建1.正交定位技正交定位技术2.立体平移技立体平移技术3.立体立体变角技角技术靶区定位、施源器及解剖结构的空间重建正交定位技术52正交定位技正交定位技术正交定位技术53立体平移技立体平移技术立体平移技术54立体立体变角技角技术立体变角技术55宫颈癌腔内放癌腔内放疗技技术宫颈癌腔内放疗技术56宫颈癌腔内放癌腔内放疗的的 l早期：早期：1920年代年代1980年代，年代，LDRl现代：代：1980年代年代本世本世纪初，初，HDRl未来：本世未来：本世纪初，初，3D影像影像为基基础宫颈癌腔内放疗的 早期：1920年代1980年代，LDR57宫颈癌近距离治癌近距离治疗现代代l高高剂量率后装遥控近量率后装遥控近距离治距离治疗技技术l高高强度的微型源度的微型源:铱192为代表代表l高高强度（度（10-20Ci）,步步进源源l体体积微小（直径）微小（直径）l治治疗时间短短l操作方便操作方便l通通过源源驻留留调整整实现剂量量优化化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治疗时间58宫颈癌近距离治癌近距离治疗现代代l步步进源后装治源后装治疗l驻留点留点时间优化化宫颈癌近距离治疗现代步进源后装治疗59宫颈癌近距离治癌近距离治疗本世本世纪l3D影像影像为基基础靶体靶体积确定确定l3D治治疗计划划设计l三三维空空间的的剂量量优化化lDVH分析分析宫颈癌近距离治疗本世纪3D影像为基础靶体积确定60以以3影像影像为基基础的的宫颈癌近距离治癌近距离治疗以3影像为基础的宫颈癌近距离治疗61以影像以影像为基基础的的宫颈癌近距离治癌近距离治疗以影像为基础的宫颈癌近距离治疗62以影像以影像为基基础的的宫颈癌近距离治癌近距离治疗以影像为基础的宫颈癌近距离治疗63近距离放疗剂量学课件64小小结1 概述：概述：近距离治近距离治疗的定的定义、特征；、特征；分分类：近距离放近距离放疗使用放射源的种使用放射源的种类及特点及特点2 近距离放近距离放疗的物理量、的物理量、单位制和位制和剂量量计算算放射放射强度的表示方法。度的表示方法。放射源周放射源周围的的剂量分布。量分布。源的空源的空间剂量分布；量分布；水中与空气中水中与空气中剂量量转换。小 结1 概述：653、近距离放、近距离放疗的的剂量学系量学系统和施治技和施治技术（1）腔内治）腔内治疗剂量学量学（2）插植治）插植治疗剂量学：巴黎系量学：巴黎系统的基本原的基本原则。（3）管内治）管内治疗剂量学：参考点的量学：参考点的选择。（4）施治技）施治技术：4近距离放近距离放疗临床床剂量学步量学步骤步步骤:放射源的定位方法：放射源的定位方法：3、近距离放疗的剂量学系统和施治技术66近距离放疗剂量学课件67