电子线照射剂量学2资料资料讲解课件

电子线照射剂量学2资料高能光子的剂量学特点高能光子的剂量学特点o穿透力强、皮肤剂量低、旁向散射小、骨与软组织有相似的穿透力强、皮肤剂量低、旁向散射小、骨与软组织有相似的剂量吸收以及等剂量曲线平坦等优势。剂量吸收以及等剂量曲线平坦等优势。o后图为典型的光子束百分深度剂量曲线，由最大剂量点将曲后图为典型的光子束百分深度剂量曲线，由最大剂量点将曲线分成剂量建成区和指数衰减区。线分成剂量建成区和指数衰减区。o剂量建成区是指从表面至最大剂量点的区域，此区域内剂量剂量建成区是指从表面至最大剂量点的区域，此区域内剂量随深度的增加而增加。由于剂量建成区剂量变化梯度大，一随深度的增加而增加。由于剂量建成区剂量变化梯度大，一般将肿瘤区放在最大剂量点之后。般将肿瘤区放在最大剂量点之后。o随着能量的增加，最大剂量点的深度增加，皮肤剂量下降，随着能量的增加，最大剂量点的深度增加，皮肤剂量下降，在肿瘤区域内剂量曲线较为平坦，但肿瘤后的正常组织受量在肿瘤区域内剂量曲线较为平坦，但肿瘤后的正常组织受量稍有增加。照射野由小变大时，散射线剂量的贡献增加，到稍有增加。照射野由小变大时，散射线剂量的贡献增加，到达一定程度后趋于饱和，低能光子变化较大而对于高能光子达一定程度后趋于饱和，低能光子变化较大而对于高能光子则变化相对较小。则变化相对较小。图：图：高能高能X射线剂量分布特性射线剂量分布特性X线百分深度剂量的影响因素有：线百分深度剂量的影响因素有：1.射线能量。射线能量。（1）高能量射线某深度的）高能量射线某深度的PDD比低能量的要大。如比低能量的要大。如在其它条件相同情况下在其它条件相同情况下5CM处，处，4MVX射线为射线为86.0%而而15MVX线为线为94.4%。（2）高能射线的深度量变化比低能量的要小，）高能射线的深度量变化比低能量的要小，如仍如仍然其它条件不变然其它条件不变5厘米和厘米和10厘米的百分深度差，厘米的百分深度差，6MVX线为线为20.2%（86.0-65.8%）而）而15 MVX线为线为18.5%（94.4%-75.9%）。此点）。此点从临床应用角度考虑，原则上应选高百分值射线，从临床应用角度考虑，原则上应选高百分值射线，这样有利于减少体积积分量，保护正常组织。这样有利于减少体积积分量，保护正常组织。o2.2.野面积和形状。野面积和形状。o面积很小时，某深度点的受量基本上由原射线提供；面积很小时，某深度点的受量基本上由原射线提供；o随着面积的增大，散射线量逐渐增大，深度点的受量随着面积的增大，散射线量逐渐增大，深度点的受量除了原射线提供，还有散射线提供，表现为剂量百分除了原射线提供，还有散射线提供，表现为剂量百分值增大；值增大；o但当面积增至一定程度后，散射线的贡献趋于饱和，但当面积增至一定程度后，散射线的贡献趋于饱和，百分值的增幅也就减慢。这一点在能量越低的射线表百分值的增幅也就减慢。这一点在能量越低的射线表现越为明显，当射线的能量超过现越为明显，当射线的能量超过22MV22MV后，深度量几乎后，深度量几乎不随野面积变化。不随野面积变化。o上述面积均指上述面积均指等效方野等效方野概念概念:它的含义为只要长方形它的含义为只要长方形野或不规则野中心轴上的剂量分布与某个正方形野完野或不规则野中心轴上的剂量分布与某个正方形野完全一致，我们称该野为该长方形野或不规则野的等效全一致，我们称该野为该长方形野或不规则野的等效方野方野 o3.深度影响。在最大剂量之前，随着深度的深度影响。在最大剂量之前，随着深度的增加，百分值逐渐增加，前面已提到该区域增加，百分值逐渐增加，前面已提到该区域内剂量变化大，故临床上不宜将治疗肿瘤放内剂量变化大，故临床上不宜将治疗肿瘤放在此区内。也就是说位置表浅的肿瘤不宜选在此区内。也就是说位置表浅的肿瘤不宜选能量较高的射线。最大剂量之后随着深度的能量较高的射线。最大剂量之后随着深度的增加，百分量渐小。增加，百分量渐小。o4.源皮距影响。源皮距越大，同一深度百分源皮距影响。源皮距越大，同一深度百分量越高量越高p232 电子束模式电子束模式 加加速速管管中中的的一一窄窄束束加加速速的的电子子束束，束束流流宽宽度度仅仅为为3mm3mm，（由由电电子子枪枪通通过过加加速速管管无无需需通通过过钨钨靶靶）经偏偏转磁磁铁直直接接引引出出，出出射射后后穿穿过过出出射射窗窗、散散射射箔箔、监监测测电电离室、限束离室、限束系统等而扩展成一宽束电子束。系统等而扩展成一宽束电子束。电电子子束束展展开开后后经经次次级级准准直直器器，再再经经电电子子束束限限光光筒筒：形形成成治治疗疗用用照照射射野野增增加加电电子子束束照照射射野野中中散散射射电电子子，以以弥弥补补照照射射野野边边缘缘剂剂量量的的不不足足，使使整整个个射射线线束束变变成成平平坦均匀。（下图）坦均匀。（下图）电子束的剂量学特征电子束的剂量学特征o电子束易散射，浅表剂量高，具有一定的射程，达到最大剂量电子束易散射，浅表剂量高，具有一定的射程，达到最大剂量点后剂量较快跌落，临床主要用来治疗表浅、偏心的肿瘤。点后剂量较快跌落，临床主要用来治疗表浅、偏心的肿瘤。o从皮肤至最大剂量点称为建成区，由于入射电子直接把能量传从皮肤至最大剂量点称为建成区，由于入射电子直接把能量传递给组织，故剂量建成不明显，且表面剂量（皮下递给组织，故剂量建成不明显，且表面剂量（皮下0.5cm0.5cm处的处的剂量）高，一般在剂量）高，一般在70%70%以上，而高能以上，而高能X X线表面剂量在线表面剂量在50%50%以下；以下；o最大剂量点至最大剂量点至90%90%（95%95%）剂量深度处的区域由于剂量变化梯度）剂量深度处的区域由于剂量变化梯度较小而设为治疗区，一般将靶区后缘深度置于较小而设为治疗区，一般将靶区后缘深度置于90%90%（95%95%）剂量）剂量深度处。深度处。o剂量建成区：在表面至最大剂量点深度剂量建成区：在表面至最大剂量点深度DmaxDmax处处o高剂量坪区高剂量坪区:在在DmaxDmax后形成后形成;o剂量跌落区剂量跌落区:90%90%（95%95%）剂量深度以后剂量曲线）剂量深度以后剂量曲线快速跌落快速跌落;使用剂量梯度（使用剂量梯度（G G）来描述剂量跌落的）来描述剂量跌落的程度：程度：G=RpG=Rp（RpRpRqRq），该值约在），该值约在2-2.52-2.5之间。之间。能量不一样，其跌落区的深度是不一样的，这是能量不一样，其跌落区的深度是不一样的，这是临床选择电子线能量的依据之一临床选择电子线能量的依据之一.oX X线污染区：线污染区：在曲线后部形成一条长长的低剂量轫致在曲线后部形成一条长长的低剂量轫致辐射拖尾，辐射拖尾，其量一般为其量一般为DmDm量的量的1.0-5.0%1.0-5.0%，o是电子束从电子窗引出过程中与均整器、限光筒等是电子束从电子窗引出过程中与均整器、限光筒等高原子序数材料相互作用发生康普顿散射引起的。高原子序数材料相互作用发生康普顿散射引起的。o电子线的射程电子线的射程(Rp)：沿入射方向从入射位置至完全：沿入射方向从入射位置至完全停止位置所停止位置所经过的距离经过的距离。（。（入射点：入射点：射野中心轴与人体射野中心轴与人体表面的交点，位于射线进入人体的那一点表面的交点，位于射线进入人体的那一点）o曲线最陡处作一切线与曲线最陡处作一切线与X X线污染外推直线交点的深度线污染外推直线交点的深度称为电子束的射程，临床上根据经验公式来获得：称为电子束的射程，临床上根据经验公式来获得：o射程（射程（RpRp）=（电子束能量）（电子束能量）/2/2oRqRq点：剂量跌落最陡点的切线与点：剂量跌落最陡点的切线与100%100%剂量水平线交剂量水平线交点的深度。点的深度。o电子线的输出因子：定义为电子线的不同限光筒条件电子线的输出因子：定义为电子线的不同限光筒条件下的最大下的最大剂量点剂量点DmaxDmax处的剂量率与处的剂量率与101010cm10cm限光筒条限光筒条件下的比值。件下的比值。oR90：为有效治疗深度，为：为有效治疗深度，为90%PDD处的深度处的深度oR50：为：为50%PDD处的深度或半峰值深度处的深度或半峰值深度(HVD),也也被确定为描述电子线射线值的特征参数。被确定为描述电子线射线值的特征参数。o电子束都有确定的有效治疗深度（电子束都有确定的有效治疗深度（cmcm），它约为电子），它约为电子束能量的束能量的1/3-1/41/3-1/4。o电子线的能量选择：电子线的能量选择：E=3d后后2-3 o电子线射野的选择：大于电子线射野的选择：大于PTV靶区的最大横靶区的最大横径的径的1.8倍，再放宽倍，再放宽1cm。o电子束限光筒产生电子线的射野形状电子束限光筒产生电子线的射野形状o作业：作业：1、4、7 图：图：电子束的百分深度剂量曲线电子束的百分深度剂量曲线图：图：不同能量电子束的不同能量电子束的PDD曲线曲线图一图一 不同射线进入水后的不同射线进入水后的PDD曲线曲线o能量对百分深度剂量的影响：能量对百分深度剂量的影响：随着电子线能量的增加，表面剂量增加，随着电子线能量的增加，表面剂量增加，高剂量坪区变宽，剂量剃度减小。从临床高剂量坪区变宽，剂量剃度减小。从临床应用角度讲，电子线的优点逐渐丧失。应用角度讲，电子线的优点逐渐丧失。o面积的影响面积的影响o源皮距的影响源皮距的影响o斜入射斜入射电子线百分深度剂量的影响因素有：电子线百分深度剂量的影响因素有：o小野照射时，射野内的电子易散射出野外，故深度增加小野照射时，射野内的电子易散射出野外，故深度增加时剂量下降很快。随着射野的增加，散射出野外的电子时剂量下降很快。随着射野的增加，散射出野外的电子被射野周边的散射电子所补偿并逐渐达到平衡，当照射被射野周边的散射电子所补偿并逐渐达到平衡，当照射野直径大于电子束射程的野直径大于电子束射程的1/21/2时，其深度剂量随射野的时，其深度剂量随射野的变化较小；变化较小；o也是由于电子束散射的特性，源皮距变化对深度剂量的也是由于电子束散射的特性，源皮距变化对深度剂量的影响并不完全遵循平方反比定律，而是通过实际测量获影响并不完全遵循平方反比定律，而是通过实际测量获得的有效源皮距来描述。得的有效源皮距来描述。o此处提及的电子束的此处提及的电子束的“源源”称为虚源，代表入射电子束称为虚源，代表入射电子束的最大可几方向反向投影后的交点位置。当源皮距增加的最大可几方向反向投影后的交点位置。当源皮距增加时，表面剂量降低，最大剂量深度变深，剂量梯度变陡，时，表面剂量降低，最大剂量深度变深，剂量梯度变陡，X X线污染也略有增加。线污染也略有增加。有效源皮距及平方反比定律有效源皮距及平方反比定律o虚源虚源:射线从空间某一点发出射线从空间某一点发出,称虚源点。称虚源点。o不同能量和限光筒大小，这个点都不一致，不同能量和限光筒大小，这个点都不一致，需要确定虚源点的位置，算出电子线的有效需要确定虚源点的位置，算出电子线的有效源皮距，再运用平方反比定律计算出非标准源皮距，再运用平方反比定律计算出非标准状态下的电子线的状态下的电子线的PDDPDD值。值。第八章第八章 近距离放射治疗剂量学近距离放射治疗剂量学o现代近距离照射的特点是采用后装式治疗方法，现代近距离照射的特点是采用后装式治疗方法，放射源用微机控制，剂量分布用计算机治疗汁划放射源用微机控制，剂量分布用计算机治疗汁划系统系统TPS,以及采用新放射源铱替代镭和氡，且以及采用新放射源铱替代镭和氡，且制成微型化。制成微型化。o1989年荷兰核通公司推出新一代计算机控制、年荷兰核通公司推出新一代计算机控制、步进电机驱动的微型步进电机驱动的微型192Ir后装机，辅之严谨的安后装机，辅之严谨的安全连锁系统以及个体化处理的治疗计划系统，使全连锁系统以及个体化处理的治疗计划系统，使近距离治疗有了快速的发展，治疗领域从传统的近距离治疗有了快速的发展，治疗领域从传统的妇瘤扩展到头颈部等全身各系统的肿瘤。妇瘤扩展到头颈部等全身各系统的肿瘤。照射技术分类照射技术分类:o1腔内治疗或管内治疗：先将不带放射源的施腔内治疗或管内治疗：先将不带放射源的施源器或导管置放于人体自然体腔或管道内，固源器或导管置放于人体自然体腔或管道内，固定后再用放射源输送管将施源器或导管与放射定后再用放射源输送管将施源器或导管与放射源贮源鑵连接，遥控操作后装机导入步进源进源贮源鑵连接，遥控操作后装机导入步进源进行照射。行照射。o适用于宫颈、宫体、阴道、鼻咽、气管、支气管、适用于宫颈、宫体、阴道、鼻咽、气管、支气管、肝管、胆管、直肠、肛管等癌肿的治疗。肝管、胆管、直肠、肛管等癌肿的治疗。o传统的腔内放疗需带源操作，防护性差，现已弃传统的腔内放疗需带源操作，防护性差，现已弃之不用。之不用。o暂时性植入现多采用高剂量率后装分次照射，先将空心针管暂时性植入现多采用高剂量率后装分次照射，先将空心针管植入到组织内或瘤体内，再导入步进源进行照射。植入到组织内或瘤体内，再导入步进源进行照射。o永久性植入需用特殊的施源器将放射性粒子种植到组织内或永久性植入需用特殊的施源器将放射性粒子种植到组织内或瘤体内，粒子可长期留存在体内，最常用的有瘤体内，粒子可长期留存在体内，最常用的有125125I I、103103PdPd钯、钯、198198AuAu。o具体的植入方式可分为以下几种：具体的植入方式可分为以下几种：(1)(1)模板植入；模板植入；o(2)B(2)B超或超或CTCT引导下植入；引导下植入；(3)(3)立体定向植入；立体定向植入；o(4)(4)借助各种内镜辅助植入；借助各种内镜辅助植入；(5)(5)术中直接植入。术中直接植入。o随着后装放疗技术的迅速发展和普及，植入治疗已广泛应用随着后装放疗技术的迅速发展和普及，植入治疗已广泛应用于头颈部、脑、肺、胸膜、前列腺、乳腺、宫颈、软组织及于头颈部、脑、肺、胸膜、前列腺、乳腺、宫颈、软组织及肝等部位肿瘤的治疗，多与外照射联合应用，较少单独应用。肝等部位肿瘤的治疗，多与外照射联合应用，较少单独应用。2组织间植入组织间植入(interstitial implants)治疗或叫放射粒子植入治疗或叫放射粒子植入o3.模具模具(molds)或敷贴器或敷贴器(plaqaes)治疗治疗o将放射源置于按病种需要制成的模具将放射源置于按病种需要制成的模具(一般一般用牙模塑胶用牙模塑胶)或敷贴器内进行治疗，多用于或敷贴器内进行治疗，多用于表浅病变或容易接近的腔内表浅病变或容易接近的腔内(如硬腭如硬腭)。o为降低靶区剂量变化梯度，需避免直接将塑为降低靶区剂量变化梯度，需避免直接将塑管贴敷皮肤表面，可用组织等效材料、蜡块管贴敷皮肤表面，可用组织等效材料、蜡块或凡士林沙布隔开。或凡士林沙布隔开。o辐射源和病变间的距离通常为辐射源和病变间的距离通常为0.5-1cm。近年来已为浅层近年来已为浅层X线或电子束治疗所替代。线或电子束治疗所替代。o4术中置管术后治疗术中置管术后治疗o手术中在瘤体范围预置数根软性塑管，术后手术中在瘤体范围预置数根软性塑管，术后行高剂量率后装分次照射，适用于脑、胰腺、行高剂量率后装分次照射，适用于脑、胰腺、胆管、胸腺等周围有重要器官不宜外照射者胆管、胸腺等周围有重要器官不宜外照射者。剂量率分类剂量率分类:o1 1低剂量率低剂量率 2-4Gy/h(2-4Gy/h(镭疗镭疗)o2 2中剂量率中剂量率 4-12Gy/h 12Gy/h12Gy/ho高剂量率后装放疗必须用多次分割照射法，每次剂高剂量率后装放疗必须用多次分割照射法，每次剂量为量为5-10Gy5-10Gy。近距离治疗特点：近距离治疗特点：1.1.治疗范围有限，会形成一个超剂量区，在肿治疗范围有限，会形成一个超剂量区，在肿瘤组织得到高剂量的同时，近源点的的辐射剂瘤组织得到高剂量的同时，近源点的的辐射剂量要更高；量要更高；2.2.剂量按平方反比规律，随距离增加而迅速剂量按平方反比规律，随距离增加而迅速跌落，治疗范围内剂量不可能均匀。跌落，治疗范围内剂量不可能均匀。3.3.一般作为外照射的辅助治疗手段，可给特一般作为外照射的辅助治疗手段，可给特定部位较高的剂量。定部位较高的剂量。后装后装HDRHDR治疗机组成：治疗机组成：1.1.储储源源器器:储储存存一一枚枚微微型型放放射射源源，又又称称步步进进源源，是是一一籽粒，叫铱源，半衰期籽粒，叫铱源，半衰期74.274.2天，平均能量天，平均能量0.38Mev0.38Mev 机械驱动装置机械驱动装置:用来实现放射源的植入和退出用来实现放射源的植入和退出 控制系统：完成对上述操作的控制控制系统：完成对上述操作的控制 2.2.施源器施源器：导管、转换器、刚性不锈钢针、弹性导：导管、转换器、刚性不锈钢针、弹性导管管3.3.计划系统计划系统：(1.(1.首先是获得患者的解剖图象和放射源信息首先是获得患者的解剖图象和放射源信息;(2.(2.剂剂量量计计算算和和优优化化处处理理，剂剂量量分分布布显显示示和和治治疗疗计划评估计划评估;(3.(3.生生成成步步进进源源的的驱驱动动文文件件（包包括括治治疗疗所所用用放放射射源源通通道道数数，驻驻留留位位置置及及相相对对驻驻留留时时间间和和总总治治疗疗时时间及参考总剂量）间及参考总剂量）;(4.(4.输入后装治疗机即可实施治疗。输入后装治疗机即可实施治疗。4.4.附加安全设备：附加安全设备：闭路电视和摄像设备。闭路电视和摄像设备。近距离放疗放射源选用原则：近距离放疗放射源选用原则：o1半衰期长短半衰期长短 选用的放射源半衰期不能过短，选用的放射源半衰期不能过短，以避免储运过程中由于衰变而丧失使用价值。同时以避免储运过程中由于衰变而丧失使用价值。同时又不能过长，因源活度又不能过长，因源活度(衰变率衰变率)与核素原子数呈正与核素原子数呈正比，与半衰期呈反比，当源活度确定后对半衰期较比，与半衰期呈反比，当源活度确定后对半衰期较长的核素要求有更多的原子数，源体积相应就大，长的核素要求有更多的原子数，源体积相应就大，不适用于微细腔管或组织间照射。另外，在使用上不适用于微细腔管或组织间照射。另外，在使用上放射源可分为永久和暂时植入两种，前者为一次性放射源可分为永久和暂时植入两种，前者为一次性使用，不再取出，故不能使用长半衰期核素。使用，不再取出，故不能使用长半衰期核素。o2 2核素丰度核素丰度(比活度比活度)丰度低的核素欲达既定的丰度低的核素欲达既定的活度，源尺寸必须要大。活度，源尺寸必须要大。o3 3射线类型射线类型 核素衰变过程主要产生核素衰变过程主要产生或或射线，射线，要求用其主要的一种，而另一种所含百分比要少，要求用其主要的一种，而另一种所含百分比要少，如用如用射线，则要求射线，则要求射线的能量低，便于被源壳射线的能量低，便于被源壳滤过，滤过，源最好为源最好为“纯纯源源”，如，如90Sr90Sr等。等。o4 4射线的能量射线的能量 最适于做组织间插植的最适于做组织间插植的射线能射线能量为量为20-25keV20-25keV，由于治疗区外剂量减弱梯度快，有，由于治疗区外剂量减弱梯度快，有利于正常组织保护。同时希望利于正常组织保护。同时希望射线能谱较为单一射线能谱较为单一和相近，如和相近，如60Co60Co的两种的两种射线能量分别为射线能量分别为1.17MeV1.17MeV和和1.33MeV1.33MeV，较为接近可视为单一能量，而，较为接近可视为单一能量，而226Ra226Ra衰变衰变时放射多达时放射多达7878条条射线，其中射线，其中4949条能谱分布在条能谱分布在0.184-2.45MeV0.184-2.45MeV，另外还有至少，另外还有至少1010种分布在种分布在2.45-2.45-3.80MeV3.80MeV，很不理想。，很不理想。后装放射治疗的基本操作步骤如下：后装放射治疗的基本操作步骤如下：o1治疗计划的设计治疗计划的设计 o2拍摄定位片拍摄定位片 o3放射源空间位置重建放射源空间位置重建 o4治疗计划执行及优化处理治疗计划执行及优化处理 o近距离放射治疗是腔内放射治疗和组织间放射治疗近距离放射治疗是腔内放射治疗和组织间放射治疗的总称。的总称。o近距离照射的剂量梯度使得吸收剂量和吸收剂量率近距离照射的剂量梯度使得吸收剂量和吸收剂量率随着与源的距离平方成反比。还要考虑源的自吸收、随着与源的距离平方成反比。还要考虑源的自吸收、源内的多次散射和源的几何形状等诸多因素。源内的多次散射和源的几何形状等诸多因素。近距离放射治疗剂量计算基本方法：近距离放射治疗剂量计算基本方法：点幅射源的剂量计算点幅射源的剂量计算o放射源的剂量分布与其几何形状密切相关。但任何放射源的剂量分布与其几何形状密切相关。但任何形状均可视为点的集合，因此放射源的剂量计算实形状均可视为点的集合，因此放射源的剂量计算实际上是以点源为基础的。对于点状源，其在各个方际上是以点源为基础的。对于点状源，其在各个方向上的辐射强度是均匀的，在空间某一点上的照射向上的辐射强度是均匀的，在空间某一点上的照射量率与其到幅射源的距离平方成反比。量率与其到幅射源的距离平方成反比。o .A X =r2为放射源的照射量率常数为放射源的照射量率常数,单位单位C/kgsA为该源的放射性活度为该源的放射性活度,为某一点距源的距离为某一点距源的距离 巴黎系统：巴黎系统：o巴黎系统是当前世界范围内影响较大的剂量巴黎系统是当前世界范围内影响较大的剂量系统之一，是使用系统之一，是使用192Ir丝状源的组织间治丝状源的组织间治疗剂量系统。疗剂量系统。o基本的插植规则：基本的插植规则：o放射源是相互平行的直线源，其长度相等，放射源是相互平行的直线源，其长度相等，各源之间的距离相等，且源的中点在同一平各源之间的距离相等，且源的中点在同一平面，即中心平面面，即中心平面(下图下图)o现代近距离放射治疗使用的放射源趋向于微现代近距离放射治疗使用的放射源趋向于微型化，以近似于点源来模拟线原型化，以近似于点源来模拟线原(组织间插组织间插植可模拟巴黎系统植可模拟巴黎系统)，通过源的步进运动，通过源的步进运动，使其在不同位置停留不同时间，达到合适的使其在不同位置停留不同时间，达到合适的剂量分布。剂量分布。o选用选用2.5mm和和5mm步长均可达到模拟等步长均可达到模拟等线密度铱丝的效果，因微型铱源活性长度约线密度铱丝的效果，因微型铱源活性长度约为为4.5mm。近距离放射治疗的临床结果：近距离放射治疗的临床结果：o近近1010余年来，我国近距离放疗发展很快，治疗的主要肿余年来，我国近距离放疗发展很快，治疗的主要肿瘤有鼻咽、鼻腔癌、口腔癌、脑瘤、气管、支气管癌、瘤有鼻咽、鼻腔癌、口腔癌、脑瘤、气管、支气管癌、胆囊、胆管癌、胰腺癌、宫颈癌、子宫内膜癌、阴道癌、胆囊、胆管癌、胰腺癌、宫颈癌、子宫内膜癌、阴道癌、膀胱癌、前列腺癌、乳腺癌、皮肤及软组织恶性肿瘤等。膀胱癌、前列腺癌、乳腺癌、皮肤及软组织恶性肿瘤等。o近距离放疗配合外照射，取得了明显的治疗效果，一些近距离放疗配合外照射，取得了明显的治疗效果，一些早期肿瘤，单纯放疗也获得治愈。早期肿瘤，单纯放疗也获得治愈。o宫颈癌的传统腔内镭疗加盆腔四野外照射的方法，取得宫颈癌的传统腔内镭疗加盆腔四野外照射的方法，取得了极好的治疗效果，高剂量率后装加外照射的治疗效果了极好的治疗效果，高剂量率后装加外照射的治疗效果不亚于低剂量率照射，且并发症低于低剂量率照射。不亚于低剂量率照射，且并发症低于低剂量率照射。o作业：作业：1 1、3 3、6 6 放射性活度（放射性活度（A）(RADIOACTIVE ACTIVITY)p13 是指一定量是指一定量的放射性核素在一个很短的时间间隔的放射性核素在一个很短的时间间隔dt内发生内发生的核衰变数的核衰变数dN dN A=-=N=N0e-t=A0e-t dt 式中：式中：dN-时间间隔时间间隔dt内放射性核素的核衰变数，内放射性核素的核衰变数，-衰变常数，表示单位时间内每个原子核衰变的衰变常数，表示单位时间内每个原子核衰变的 概率，概率，A0-初始时刻该放射性核素的放射性活度。初始时刻该放射性核素的放射性活度。国际单位：贝可勒尔（国际单位：贝可勒尔（Bq），MBq，GBq，TBq 专用单位专用单位：居里（：居里（Ci），毫居里（），毫居里（mCi）1Ci=3.7x1010Bq=3.7x104MBq=3.7x10GBq =3.7x10-2TBq第九章第九章 中子中子近距离照射剂量学近距离照射剂量学o锎中子后装治疗机的治癌机理锎中子后装治疗机的治癌机理:o利用同位素利用同位素252Cf252Cf自发裂变产生的中子射线，采用遥控自发裂变产生的中子射线，采用遥控后装技术，对恶性肿瘤实施近距离照射。快中子射线对后装技术，对恶性肿瘤实施近距离照射。快中子射线对肿瘤内乏氧细胞的杀伤力大、照射后几乎没有致死（或肿瘤内乏氧细胞的杀伤力大、照射后几乎没有致死（或亚致死）损伤修复的独特优势，中子源贴近病灶组织实亚致死）损伤修复的独特优势，中子源贴近病灶组织实施近距离治疗，能够达到最大程度地杀灭癌细胞，对正施近距离治疗，能够达到最大程度地杀灭癌细胞，对正常组织损伤较小的目的常组织损伤较小的目的。252252CfCf锎中子锎中子:o252252CfCf的化学特性的化学特性:o锎的化学分离十分困难，最稳定化合价态是锎的化学分离十分困难，最稳定化合价态是+3+3价，其氧化物价，其氧化物是是Cf2O3Cf2O3，氧化锎的熔融温度高达氧化锎的熔融温度高达23002300，热稳定性极佳。，热稳定性极佳。属极毒类放射物质。属极毒类放射物质。o锎的物理性质锎的物理性质:o252252CfCf是放射性同位素，同时自发裂变时放出大量中子，锎是放射性同位素，同时自发裂变时放出大量中子，锎-252252的有效半衰期是的有效半衰期是2.652.65年。平均能量是年。平均能量是2.13 MeV2.13 MeV，按能量，按能量分类主要是快中子。分类主要是快中子。o锎锎-252-252在在a a衰变和自发裂变过程中，还伴有衰变和自发裂变过程中，还伴有射线，能量较射线，能量较低低,主要来源于三个部分：主要来源于三个部分：a a衰变过程产生的衰变过程产生的射线、裂变的射线、裂变的瞬发瞬发射线和裂变产物放出的射线和裂变产物放出的射线。射线。252Cf252Cf的放射损伤效应的放射损伤效应:252Cf 252Cf经自发裂变产生大量中子，平均能经自发裂变产生大量中子，平均能量是量是2.13MeV2.13MeV，快中子是高，快中子是高LETLET射线，在单位路射线，在单位路径内传递很高的能量，可直接破坏径内传递很高的能量，可直接破坏DNADNA、RNARNA、蛋白质，中子诱发的辐射损伤很少修复，细胞蛋白质，中子诱发的辐射损伤很少修复，细胞主要发生致死性损伤。主要发生致死性损伤。此外，此外，252Cf252Cf经经衰变和裂变产物放出衰变和裂变产物放出光子，它产生的次级电子与水分子相互作用产光子，它产生的次级电子与水分子相互作用产生自由基，扩散一定距离到达靶位可造成损伤。生自由基，扩散一定距离到达靶位可造成损伤。锎中子治癌的优势锎中子治癌的优势:o大多数恶性肿瘤都存在乏氧细胞，由于这一部大多数恶性肿瘤都存在乏氧细胞，由于这一部分细胞的抗放射性而常常导致低分细胞的抗放射性而常常导致低LETLET放射治疗失放射治疗失败。败。o252Cf252Cf作为中子源的一种，它产生的中子线进行作为中子源的一种，它产生的中子线进行近距离放疗时，既具有高近距离放疗时，既具有高LETLET的优势，又具有剂的优势，又具有剂量分布的优势，这种综合优势使得量分布的优势，这种综合优势使得252Cf252Cf成为近成为近距离放疗的理想放射源距离放疗的理想放射源。中子治癌与常规射线比较具有的优点中子治癌与常规射线比较具有的优点o1.LET1.LET（传能线密度）较高，中子线属于高（传能线密度）较高，中子线属于高LETLET射线，对癌细射线，对癌细胞杀伤力强，它对细胞胞杀伤力强，它对细胞DNADNA分子的作用主要是直接作用，对分子的作用主要是直接作用，对细胞的杀伤主要是单击致死性损伤，很少有亚死性损伤，没细胞的杀伤主要是单击致死性损伤，很少有亚死性损伤，没有或很少有亚致死损伤修复，也没有潜在致死性损伤修复，有或很少有亚致死损伤修复，也没有潜在致死性损伤修复，即根治的可能性大，治愈率高。即根治的可能性大，治愈率高。o2.2.中子中子RBERBE（相对生物效应系数）较大，（相对生物效应系数）较大，o 快中子的放射生物效应高于常规射线，中子的快中子的放射生物效应高于常规射线，中子的RBERBE在在1.41.45 5之间，它随快中子的能谱、照射方式、细胞和组织类之间，它随快中子的能谱、照射方式、细胞和组织类型、生物学终点等因素而不同。不同细胞和不同组织对型、生物学终点等因素而不同。不同细胞和不同组织对X X线线的敏感性差异很大，但对中子而言，差异要小得多。癌细胞的敏感性差异很大，但对中子而言，差异要小得多。癌细胞的存活曲线肩区比的存活曲线肩区比X X线小，因此线小，因此,相对常规放疗射线而言，中相对常规放疗射线而言，中子疗效高。子疗效高。o3.中子的中子的OER（氧增效比）较低，（氧增效比）较低，即乏氧癌细胞对中子抗拒性小，中即乏氧癌细胞对中子抗拒性小，中子的抑癌能力较强。子的抑癌能力较强。氧具有放射增敏作用，氧浓度直接影响细胞对放氧具有放射增敏作用，氧浓度直接影响细胞对放射线的敏感性；射线的敏感性；22%22%的氧浓度（与空气相似）下细胞对放射线的敏感的氧浓度（与空气相似）下细胞对放射线的敏感性是无氧状态下细胞的性是无氧状态下细胞的3 3倍。倍。o细胞对低细胞对低LETLET线的放射敏感性与细胞含氧状态有很高的依赖性，而细胞线的放射敏感性与细胞含氧状态有很高的依赖性，而细胞对高对高LETLET射线的放射敏感性与细胞含氧状态的依赖性很小；而大多数恶射线的放射敏感性与细胞含氧状态的依赖性很小；而大多数恶性肿瘤都存在乏氧细胞，在使用低性肿瘤都存在乏氧细胞，在使用低LETLET照射情况下，由于一部分细胞的照射情况下，由于一部分细胞的抗放射性而常常导致放射治疗失败。氧增效比随抗放射性而常常导致放射治疗失败。氧增效比随LETLET增大而减少，高增大而减少，高LETLET线（中子、质子线等）线（中子、质子线等）OEROER大约为大约为1.01.01.81.8，如中子，如中子OEROER为为1.61.6。所。所以要取得好治疗效果的放射源必须是氧增效比较低，同时又具有足以以要取得好治疗效果的放射源必须是氧增效比较低，同时又具有足以治疗深部肿瘤的穿透力的射线为最优的放射源，中子则比较符合上述治疗深部肿瘤的穿透力的射线为最优的放射源，中子则比较符合上述的要求。的要求。o4.细胞增殖周期不同时期的细胞对中子放射敏感性差别较小，有利于细胞增殖周期不同时期的细胞对中子放射敏感性差别较小，有利于对腺癌或特殊病种癌细胞的杀伤。对腺癌或特殊病种癌细胞的杀伤。o中子治癌的适应范围也有一定的限制，根据目前临床资料，对于中子治癌的适应范围也有一定的限制，根据目前临床资料，对于膀胱膀胱癌癌、脑癌可能因水肿及严重脱水改变而引起严重反应，被列为禁忌使、脑癌可能因水肿及严重脱水改变而引起严重反应，被列为禁忌使用，这说明中子治癌技术仍有一定的局限性。用，这说明中子治癌技术仍有一定的局限性。主要用途及适应症范围主要用途及适应症范围:o主要用于治疗人体腔道和体表部位的肿瘤。主要用于治疗人体腔道和体表部位的肿瘤。o由于锎中子的独特性质，许多采用其它常规放疗手由于锎中子的独特性质，许多采用其它常规放疗手段治疗效果不佳或易复发的肿瘤类型，尤其适合进段治疗效果不佳或易复发的肿瘤类型，尤其适合进行中子后装治疗，如亚致死性放射损伤恢复力强的行中子后装治疗，如亚致死性放射损伤恢复力强的肿瘤，放疗后肿瘤细胞的再充氧过程较差或含乏氧肿瘤，放疗后肿瘤细胞的再充氧过程较差或含乏氧细胞比例较高的肿瘤，分化程度较高的肿瘤以及生细胞比例较高的肿瘤，分化程度较高的肿瘤以及生长缓慢的肿瘤。长缓慢的肿瘤。o目前已经临床证明有确切疗效的适应症为子宫颈癌、目前已经临床证明有确切疗效的适应症为子宫颈癌、子宫内膜癌、直肠癌、子宫内膜癌、直肠癌、食道癌食道癌、皮肤黑色素瘤等恶、皮肤黑色素瘤等恶性肿瘤。性肿瘤。252252锎步进源参考点剂量计算锎步进源参考点剂量计算:o252252锎中子后装机采用一个步进源实施治疗，由于放射源经锎中子后装机采用一个步进源实施治疗，由于放射源经停不同的驻留点位置和不同的驻留时间，会形成不同的剂停不同的驻留点位置和不同的驻留时间，会形成不同的剂量分布，因此，必须根据某些人体或医学参考点的剂量要量分布，因此，必须根据某些人体或医学参考点的剂量要求，形成若干约束条件，从而确定放射源在每个驻留点的求，形成若干约束条件，从而确定放射源在每个驻留点的驻留时间，进而输出包括驻留点位置和对应的驻留时间的驻留时间，进而输出包括驻留点位置和对应的驻留时间的一系列治疗参数（数组），以这些数组为基础的治疗方案一系列治疗参数（数组），以这些数组为基础的治疗方案可以满足临床要求。按照临床治疗要求和放疗原则，针对可以满足临床要求。按照临床治疗要求和放疗原则，针对各类肿瘤不同的分布和侵润情况，从中筛选出一些比较合各类肿瘤不同的分布和侵润情况，从中筛选出一些比较合适的权重数组，作成剂量分布图，治疗时调出供临床使用，适的权重数组，作成剂量分布图，治疗时调出供临床使用，即称之为即称之为“标准治疗程序标准治疗程序”。o作业：作业：1 1、4 4、6 6此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢