教培用近距离放疗剂量学课件.ppt

1、近距离放疗剂量学放射治疗按放射源与人体的放射治疗按放射源与人体的相对位置关系分类相对位置关系分类外照射外照射（远距离照射）（远距离照射）内照射内照射（近距离照射）（近距离照射）高能高能 X(X(近距离放疗剂量学近距离放疗剂量学近距离放疗剂量学的主要内容近距离放疗剂量学的主要内容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第一节第一节 概概 述述1 1、什么是近距离放疗？、什么是近距离放疗？近距离放疗也称近距离放疗也称内照射，它与外照内照

2、射，它与外照射（远距离照射）射（远距离照射）相对应，是将封装相对应，是将封装好的放射源，通过好的放射源，通过施源器或输源导管施源器或输源导管直接置入患者的肿直接置入患者的肿瘤部位进行照射。瘤部位进行照射。2 2、基、基 本本 特特 征征1.1.放射源贴近肿瘤组织，肿瘤组织可以得到有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。射剂量随距离增加而迅速跌落，受量较低。2.2.近距离照射近距离照射很少单独使用，一般作为外照射很少单独使用，一般作为外照射的辅助治疗手段的辅助治疗手段，可以给予特定部

3、位，如外，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照射后残存的瘤体等予以较高的剂量,进而进而提高肿瘤的局部控制率。提高肿瘤的局部控制率。3 3、近距离放疗的照射方式、近距离放疗的照射方式1.1.腔内治疗腔内治疗2.2.管内治疗管内治疗3.3.组织间插植治疗组织间插植治疗4.4.术中插植治疗术中插植治疗5.5.表面敷贴治疗表面敷贴治疗4 4、放射源的置放方式、放射源的置放方式 l手工手工 手工操作大多限于低剂量率且易于防护的放手工操作大多限于低剂量率且易于防护的放射源射源 。l后装技术后装技术 后装技术则是指先将施源器后装技术则是指先将施源器 (applicator)(applic

4、ator)置放于接近肿瘤的人体天然腔、管道或将空心针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。机程控近距离放疗设备。5 5、现代近距离治疗的特点、现代近距离治疗的特点1.后装技术。后装技术。2.单一高活度放射源，源运动由微机单一高活度放射源，源运动由微机控制的步进马达驱动。控制的步进马达驱动。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。6 6、近距离放疗按剂量率大小划分、近距离放疗按剂量率大小划分 l低剂量率低剂量率 (LDR)(LDR)：24G

5、y24Gyh h l中剂量率中剂量率 (MDR)(MDR)：4 412Gy12Gyh h l高剂量率高剂量率 (HDR)(HDR)：12Gy12Gyh h 第二节第二节 近距离放疗使用的近距离放疗使用的 放射源放射源1 1、近距离治疗常用的放射性核素、近距离治疗常用的放射性核素2 2、现代近距离治疗常用的放射性核素、现代近距离治疗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线主要射线能能 量量（KeV)KeV)半值厚半值厚（mmPbmmPb）常数常数R.cm/(h.mci)R.cm/(h.mci)镭镭-226Ra-2261622年年 830 830148.258.25钴钴-

6、60-60Co-60Co-605.245.24年年 1173 1173 1332 1332121213.0713.07铱铱-192-192Ir-192Ir-19273.8373.83天天 380 3803 34.624.62第三节第三节 近距离放疗的物理近距离放疗的物理 量、单位制和剂量量、单位制和剂量 计算计算一、近距离放疗的物理量和单位制一、近距离放疗的物理量和单位制l放射源的活度放射源的活度 (activityactivity，A A)：放射性物质的活度定义为源在放射性物质的活度定义为源在 t t 时刻衰变率。时刻衰变率。放射活度的旧单位是居里放射活度的旧单位是居里(CurieCurie

7、)，符号，符号CiCi，它，它定义为定义为1Ci=3.71Ci=3.710101010衰变衰变/秒秒 在标准单位制下放射活度单位是贝克勒尔在标准单位制下放射活度单位是贝克勒尔(Bq)(Bq)，1Bq=ldps=2.701Bq=ldps=2.701010-11-11Ci Ci l密封源的外观活度密封源的外观活度 A Aappapp：在实际应用中，源的有效活度直接受源尺寸、结构在实际应用中，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、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度，即裸源活度与有外壳时放射源

8、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，很大差异，因此派生所谓外观活度的概念，它定义为同种它定义为同种核素、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。置上将产生与实际的有壳密封源完全相同的照射量率。目目前随着源尺寸的微型化，外壳材料变得更薄，导致外观活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与内含活度的差异日趋缩小，外观活度又可称作等效活度。度。l放射性核素的质：放射性核素的质：放射性核素射线的质量用放射性核素射线的

9、质量用核素符号、半衰期核素符号、半衰期和辐射线的和辐射线的平均能量平均能量三要素来表示。三要素来表示。如：钴如：钴Co-60Co-60的半衰期年，的半衰期年，辐射线平均辐射线平均 能能量为量为1.25MeV;1.25MeV;铱铱Ir-192Ir-192的半衰期天，的半衰期天，辐射线平均能量为辐射线平均能量为0.38MeV;0.38MeV;l照射量常数照射量常数:在特定的条件下，单位质量的放射源在单位在特定的条件下，单位质量的放射源在单位距离处的纯距离处的纯 射线的量。射线的量。l吸收剂量吸收剂量 D:D:吸收剂量的定义为吸收剂量的定义为d dE E/d/dmm的商，的商，d dE E为电离为电

10、离辐射在质量为辐射在质量为d dmm的介质中沉积的平均能量。的介质中沉积的平均能量。SISI单位为戈瑞（单位为戈瑞（GyGy）。）。二、剂量计算二、剂量计算距源距源r处吸收剂量：处吸收剂量：D=A f (1/r2)T其中：其中：A：源的外观活度（：源的外观活度（mCi)f：伦琴：伦琴拉德转换因子（拉德转换因子（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组织散射与衰减因子（一）、空间剂量角分布（一）、空间剂量角分布1 1、理想点源的剂量角分布为同心圆、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三

11、、放射源在介质中的剂量分布2 2、微型柱状源的空间剂量角分布、微型柱状源的空间剂量角分布胶片法测量胶片法测量192Ir放射源空间剂量角分布结果放射源空间剂量角分布结果3 3、线源与微型模拟源的剂量分布的比较、线源与微型模拟源的剂量分布的比较4 4、不同核素在水中径向剂量衰减、不同核素在水中径向剂量衰减 近距离放疗剂量学特点近距离放疗剂量学特点l局部剂量高，达到边局部剂量高，达到边缘后剂量陡然下降。缘后剂量陡然下降。l照射范围内剂量分布照射范围内剂量分布不均一，近源处高。不均一，近源处高。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

12、()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

13、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。第四节第四节 近距离放疗的剂量学系统近距离放疗的剂量学系统 1.1.经典妇瘤经典妇瘤 (宫颈癌宫颈癌)剂量学剂量学 2.2.组织间插植的巴黎剂量学系统组织间插植的巴黎剂量学系统 3.3.腔内、管内照射剂量学腔内、管内照射剂量学一、妇瘤腔内照射剂量学系统一、妇瘤腔内照射剂量学系统1.1.斯德哥尔摩系统斯德哥尔摩系统 2.2.巴黎系统巴黎系统 3.3.曼彻斯特系统曼彻斯特系统 4.4.纽约系统纽约系统“系统系统”的含义：的含义：“系统

14、系统”指的是，欲在治疗体积内获得一适指的是，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，如使用放射源的布的规则，如使用放射源的类型、强度、应用的类型、强度、应用的方法和几何设置方法和几何设置；同时；同时“系统系统”也明确了也明确了剂量表剂量表示和计算的方法示和计算的方法。如果改变了放射源的分布规则，。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。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各系统的主要特点比较 3 3个独立源个独立源曼彻斯特曼彻斯特 2个卵形源个卵形源 A-B点系统点系统系系 统统

15、 放射源放射源 强强 度度 治疗时间治疗时间 几何设置几何设置 示意图示意图ICRU38ICRU38号报告的建议号报告的建议 l 除确定靶区和治疗区外，除确定靶区和治疗区外，ICRUICRU还定义了还定义了参考体参考体积积的概念，即参考等剂量面包罗的体积。参考剂量值的概念，即参考等剂量面包罗的体积。参考剂量值对低剂量率对低剂量率2Gy2Gyh)h)治疗为治疗为60Gy60Gy；对高剂量率治疗；对高剂量率治疗为相应的为相应的(60Gy)(G10G3G10。3 3源步进长度的影响问题源步进长度的影响问题 源步进长度可在、源步进长度可在、5 5、10mm10mm等级差中选用，其中等级差中选用，其中选

16、或选或5mm5mm是等效的。这是因为微型铱源活性长度约在是等效的。这是因为微型铱源活性长度约在，选用和，选用和5mm5mm步长均达到模拟等线密度铱丝的效果，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，若治疗管外均可得到连贯的等剂量分布；与此相反，若采用采用10mm10mm步长将会导致高剂量岛和冷、热剂量区交错步长将会导致高剂量岛和冷、热剂量区交错的状况的状况 ，在使用外径较粗的施用器时，这一现象被，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

17、。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（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用模板规则布阵可模拟传统巴黎剂量学系统 或按步或按步进源剂量学系统进源剂量学系统 获得较均匀的剂量分布，用于乳腺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，无规则布阵，用于舌癌、口底

18、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。剂量分布均匀度。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

19、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（三）术中插植治疗（三）术中插植治疗l 手术中置管术后照射该技术主要用于受限要害器官手术中置管术后

20、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，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充照射。该方法适用于部分脑瘤 (邻近中枢部位邻近中枢部位)，胰，胰腺、胆管、膀胱癌、胸膜瘤等手术，有利于提高肿瘤腺、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

21、和交错，最好使用有硬芯的塑料管，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。，这是保证术后顺利施治的前提。（四）表面敷贴治疗（四）表面敷贴治疗l 用于表浅皮肤癌治疗，根据巴黎剂量学原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，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。可用组织等效材料、蜡块或凡士林纱布隔开。另外，切忌用于深层另外，切忌用于深层(lcm)(lcm)肿瘤的治疗，因肿瘤的治疗，因为剂量梯度落差可能导致肿瘤在

22、达到控制剂量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，而产之前，皮肤剂量已远远超出其耐受水平，而产生严重烧伤。生严重烧伤。近距离放疗临床剂量学步骤近距离放疗临床剂量学步骤 1.1.疗前准备、施用器置放及护理措施；疗前准备、施用器置放及护理措施；2.2.靶区定位、施源器及解剖结构的空间重靶区定位、施源器及解剖结构的空间重建；建；3.3.剂量参考点的设置；剂量参考点的设置；4.4.计算源在各个驻留位的照射时间和优化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；处理，显示剂量分布；5.5.出源照射治疗；出源照射治疗；6.6.治疗结束后，取出施用器。治疗结束后

23、，取出施用器。靶区定位、施源器及解剖结构的空间重建靶区定位、施源器及解剖结构的空间重建1.正交定位技术正交定位技术2.立体平移技术立体平移技术3.立体变角技术立体变角技术正交定位技术正交定位技术立体平移技术立体平移技术立体变角技术立体变角技术宫颈癌腔内放疗技术宫颈癌腔内放疗技术宫颈癌腔内放疗的宫颈癌腔内放疗的 l早期：早期：19201920年代年代19801980年代，年代，LDRLDRl现代：现代：19801980年代年代本世纪初，本世纪初，HDRHDRl未来：本世纪初，未来：本世纪初，3D3D影像为基础影像为基础宫颈癌近距离治疗宫颈癌近距离治疗现代现代l高剂量率后装遥控近高剂量率后装遥控近

24、距离治疗技术距离治疗技术l高强度的微型源高强度的微型源:铱铱192192为代表为代表l高强度（高强度（10-20Ci10-20Ci）,步进源步进源l体积微小（直径体积微小（直径）l治疗时间短治疗时间短l操作方便操作方便l通过源驻留调整实现通过源驻留调整实现剂量优化剂量优化宫颈癌近距离治疗宫颈癌近距离治疗现代现代l步进源后装治疗步进源后装治疗l驻留点时间优化驻留点时间优化宫颈癌近距离治疗宫颈癌近距离治疗本世纪本世纪l3D3D影像为基础靶体积确定影像为基础靶体积确定l3D3D治疗计划设计治疗计划设计l三维空间的剂量优化三维空间的剂量优化lDVHDVH分析分析以以3 3影像为基础的宫颈癌近距离治疗影

25、像为基础的宫颈癌近距离治疗以影像为基础的宫颈癌近距离治疗以影像为基础的宫颈癌近距离治疗以影像为基础的宫颈癌近距离治疗以影像为基础的宫颈癌近距离治疗小小 结结1 1 概述：概述：近距离治疗的定义、特征；近距离治疗的定义、特征；分类：分类：近距离放疗使用放射源的种类及特点近距离放疗使用放射源的种类及特点2 2 近距离放疗的物理量、单位制和剂量计算近距离放疗的物理量、单位制和剂量计算 放射强度的表示方法。放射强度的表示方法。放射源周围的剂量分布。放射源周围的剂量分布。源的空间剂量分布；源的空间剂量分布；水中与空气中剂量转换。水中与空气中剂量转换。3 3、近距离放疗的剂量学系统和施治技术、近距离放疗的剂量学系统和施治技术 （1 1）腔内治疗剂量学）腔内治疗剂量学 （2 2）插植治疗剂量学：巴黎系统的基本原则。）插植治疗剂量学：巴黎系统的基本原则。（3 3）管内治疗剂量学：参考点的选择。）管内治疗剂量学：参考点的选择。（4 4）施治技术：）施治技术：4 4近距离放疗临床剂量学步骤近距离放疗临床剂量学步骤 步骤步骤:放射源的定位方法：放射源的定位方法：