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1、放射性粒子植入放射性粒子植入概念概念 1 1 2 2 放射性治疗是恶性肿瘤的主要手段放射性治疗是恶性肿瘤的主要手段 vv放射治疗是治疗肿瘤三大手段之一放射治疗是治疗肿瘤三大手段之一 vv70 70 肿瘤病人需作放射治疗肿瘤病人需作放射治疗 vv肿瘤治愈率肿瘤治愈率 45 45 外科治愈 外科治愈22 22 放射治疗治愈放射治疗治愈18 18 化疗治愈 化疗治愈5 5 3 3 近距离治疗近距离治疗 BrachytherapyBrachytherapy 用具有包壳的放射性核素植入用具有包壳的放射性核素植入 组织间进行放射治疗组织间进行放射治疗 1901 Pierre Curie 1901 Pier
2、re Curie 4 4 近距离治疗近距离治疗 暂时性 后装治疗机 永久性 粒子植入 两种暂时性 后装治疗机 永久性 粒子植入 两种 放射源植入肿瘤靶区内放射源植入肿瘤靶区内 距离肿瘤靶区最近 放射线释距离肿瘤靶区最近 放射线释 放的能量绝大部分作用在肿瘤组织 最大限度消灭肿瘤细放的能量绝大部分作用在肿瘤组织 最大限度消灭肿瘤细 胞胞 正常组织及重要器官受到射线照射极少 得到保护正常组织及重要器官受到射线照射极少 得到保护 近距离治疗属于高剂量 高精确度放疗近距离治疗属于高剂量 高精确度放疗 5 5 粒子植入治疗特点粒子植入治疗特点 n n 放射性粒子永久植入放射性粒子永久植入 n n 使用初
3、始剂量率低的核素使用初始剂量率低的核素 n n 规范治疗方案规范治疗方案 n n 术前有治疗计划 术后质量验证术前有治疗计划 术后质量验证 n n 多学科协助多学科协助 6 6 放射性粒子临床适应症放射性粒子临床适应症 n n 肿瘤不全切除 术中植入肿瘤不全切除 术中植入 n n 切缘太近或切缘阳性切缘太近或切缘阳性 n n 肿瘤不能切除 医疗原因非手术适应症 肿瘤不能切除 医疗原因非手术适应症 肿瘤近邻重要脏器或组织 患者拒绝手术肿瘤近邻重要脏器或组织 患者拒绝手术 n n 手术造成形态及功能损伤 粒子植入保存手术造成形态及功能损伤 粒子植入保存 组织及功能组织及功能 7 7 放射性粒子植入
4、比外照射的优势放射性粒子植入比外照射的优势 n n 放射性粒子植入可达到完全适形放射性粒子植入可达到完全适形 n n 没有或很少周围组织损伤没有或很少周围组织损伤 n n 局部可能达到根治肿瘤的剂量获得很高的局部可能达到根治肿瘤的剂量获得很高的 局部控制率局部控制率 n n 治疗过程简单 微创操作 病人痛苦小 治疗过程简单 微创操作 病人痛苦小 手术时间短手术时间短 8 8 放疗安全性放疗安全性 n n 手术过程中 术者与放疗工作者 受量均在安全范围内手术过程中 术者与放疗工作者 受量均在安全范围内 n n 放射防护应检查手术室 手术床 吸引器内有无失落粒子放射防护应检查手术室 手术床 吸引器
5、内有无失落粒子 检查病人 检查病人 体表 体表 05m05m及及1m1m处的放射剂量处的放射剂量 n n 胸腔粒子植入后应当距离多远 未予确定 但应预防儿童 孕妇受到胸腔粒子植入后应当距离多远 未予确定 但应预防儿童 孕妇受到 照射照射 n n SmathersSmathers建议 受照率为建议 受照率为5mrem h5mrem h 对公众不形成危害 对公众不形成危害 9 9 粒子植入治疗的行政管理粒子植入治疗的行政管理 n n 工作人员培训 上岗证及培训工作人员培训 上岗证及培训 n n 医院资质医院资质 n n 放射性核素管理放射性核素管理 1010 粒子植入的设备粒子植入的设备 n n
6、放射性粒子 放射性粒子 125 125I I 103 103Pd Pd n n TPSTPS n n 相关辅助设备相关辅助设备 粒子植入针粒子植入针 粒子储存仓及装载器粒子储存仓及装载器 引导系统引导系统 固定设备固定设备 1111 放射性粒子植入的方法放射性粒子植入的方法 在影像指引下进行 超声 在影像指引下进行 超声 CTCT等等 在在TPSTPS上 勾划肿瘤靶区 上 勾划肿瘤靶区 GTVGTV 给予处方剂量 给予处方剂量PDPD 并扩大边界并扩大边界5mm5mm 按照治疗计划 在影像指导下植入粒子 使放射剂量分按照治疗计划 在影像指导下植入粒子 使放射剂量分 布与肿瘤靶区一致 高度适形布
7、与肿瘤靶区一致 高度适形 放射性粒子植入在理论与实践上 均达到放射性粒子植入在理论与实践上 均达到EBRTEBRT精确放精确放 疗的要求疗的要求 1212 放射性粒子植入的物理概念放射性粒子植入的物理概念 n n 种类种类 n n 物理特性物理特性 n n 活度活度 n n 剂量率剂量率 n n 半衰期半衰期 n n 剂量分布剂量分布 1313 放射性粒子的活度放射性粒子的活度 n n 放射性粒子具有的放射性活度放射性粒子具有的放射性活度 n n 肿瘤植入的全部粒子的总活度 应满足治疗计划肿瘤植入的全部粒子的总活度 应满足治疗计划 肿瘤处方的需要 满足周缘剂量 肿瘤处方的需要 满足周缘剂量 m
8、PDmPD n n 一般植入要求 每个粒子活度一般植入要求 每个粒子活度0 4 0 7 mCi0 4 0 7 mCi n n 1 mCi 1 mCi 产生产生182Gy182Gy n n 肿瘤所需要总活度 肿瘤所需要总活度 mCimCi 期望组织吸收剂量 期望组织吸收剂量 GyGy 肿瘤重量肿瘤重量 g g 182 182 n n 总活度基础上 增加总活度基础上 增加 15 20 15 20 剂量 增加疗效剂量 增加疗效 1414 剂量率剂量率 n n 单位时间内 粒子释放的射线强度单位时间内 粒子释放的射线强度 n n 剂量率与活度有关 随活度下降 剂量率剂量率与活度有关 随活度下降 剂量率
9、 呈指数下降呈指数下降 n n 任何时间的总剂量率任何时间的总剂量率 初始活度初始活度 1 44 1 44 半衰期半衰期 n n 处方剂量可用剂量率描述 处方剂量可用剂量率描述 125 125I 160Gy I 160Gy为为 7 72cGy 7 72cGy 小时 小时 103 103Pd 144Gy Pd 144Gy为为 7 00cGy 7 00cGy 小时小时 1515 半衰期半衰期 n n 不同种类粒子 半衰期不同不同种类粒子 半衰期不同 n n 125125I I 半衰期是半衰期是 103 103Pd Pd的的 3 53 5倍 因此倍 因此103 103Pd Pd 沉积的总剂量时间是沉
10、积的总剂量时间是 125 125I I的 的 1 41 4 n n 半衰期与粒子治疗生物效应有关 半衰期与粒子治疗生物效应有关 125 125I I半 半 衰期长 治疗分化好的肿瘤衰期长 治疗分化好的肿瘤 103 103Pd Pd 半衰期半衰期 短短 剂量率高 使癌细胞修复减少 治疗分剂量率高 使癌细胞修复减少 治疗分 化差 恶性度高的肿瘤化差 恶性度高的肿瘤 1616 剂量分布剂量分布 n n 按放射源的距离平方成反比方式下降按放射源的距离平方成反比方式下降 n n 源表面剂量最高 随距离增加剂量迅速下源表面剂量最高 随距离增加剂量迅速下 降 但落差梯度逐渐减缓 距源降 但落差梯度逐渐减缓
11、距源1 2cm1 2cm为为4 4 倍 倍 3 4 cm1 83 4 cm1 8倍 距源倍 距源 2 4cm2 4cm间 剂量间 剂量 减少减少 80 93 80 93 n n 125125I I 源放射线射程源放射线射程 1 7cm1 7cm 80 80 的剂量在的剂量在 1cm1cm之内之内 1717 影响剂量分布的因子影响剂量分布的因子 n n 放射性粒子种类放射性粒子种类 n n 活度活度 n n 粒子数粒子数 n n 粒子植入的位置粒子植入的位置 以上以上4 4个变量在不同治疗计划中均可调整个变量在不同治疗计划中均可调整 1818 植入原则植入原则 n n 巴黎系统 放射源直线排列
12、相互平行 巴黎系统 放射源直线排列 相互平行 放射源之间等距离 放射源之间等距离 15 20mm15 20mm 剂量分布 剂量分布 不均匀 不均匀 n n 外周密集 中心稀疏 剂量分布力求均匀外周密集 中心稀疏 剂量分布力求均匀 外周最小剂量 外周最小剂量 MPDMPD 即边缘剂量应达到 即边缘剂量应达到 处方剂量 处方剂量 PDPD 中心剂量不超过 中心剂量不超过 2 PD2 PD 减少中心部位剂量 减少中心部位剂量 1919 匹配周缘剂量匹配周缘剂量 n n 匹配周缘剂量 匹配周缘剂量 MPDMPD 肿瘤靶区周围的 肿瘤靶区周围的 剂量 应达到剂量 应达到PDPD 做治疗计划时调整粒子 做
13、治疗计划时调整粒子 位置达到预期剂量要求 位置达到预期剂量要求 n n MPDMPD为肿瘤靶区长 宽 高的近似体积为肿瘤靶区长 宽 高的近似体积 n n 植入粒子数植入粒子数 肿瘤长 肿瘤长 宽宽 高 高 3 5 3 5 每每 个粒子活度个粒子活度 2020 靶区勾画靶区勾画 n n 以以CTCT及及CT MRICT MRI融合图像为基础 画出肿瘤融合图像为基础 画出肿瘤 边缘轮廓边缘轮廓 n n 肿瘤边缘适当外放 不同肿瘤 不同方向肿瘤边缘适当外放 不同肿瘤 不同方向 的边界外放值不同的边界外放值不同 n n PTVPTV内应为内应为PD100 PD100 等剂量线等剂量线 2121 治疗前
14、治疗计划治疗前治疗计划 n n 勾画靶区轮廓勾画靶区轮廓 n n 预置导针及粒子数 得到剂量分布图预置导针及粒子数 得到剂量分布图 n n 得出剂量得出剂量 体积直方图 计算靶区及重要体积直方图 计算靶区及重要 器官所受剂量器官所受剂量 n n 预估粒子数及植入位置预估粒子数及植入位置 2222 三维治疗计划系统提供三维治疗计划系统提供 观察植入针和目标及周围组织的相互关系观察植入针和目标及周围组织的相互关系 2323 三三 维维 治治 疗疗 计计 划划 n n 计算机优化的植入针数量和位计算机优化的植入针数量和位 置置 n n 优化的剂量分布优化的剂量分布 2424 治治 疗疗 计计 划划
15、n n 详细描述每颗粒子详细描述每颗粒子 的活度 空间坐标的活度 空间坐标 2525 三维质量验证系三维质量验证系 植入后的真实剂量分布植入后的真实剂量分布 3D 剂量观察 2D 剂量观察 2626 三三 维维 验验 证证 分分 析析 2727 2828 植入后质量评估植入后质量评估 n n 植入后第一天 或水肿半衰期过后 植入后第一天 或水肿半衰期过后 CTCT或或 本世纪末本世纪末 CT MRI CT MRI 融合图像 进行粒子重融合图像 进行粒子重 建建 n n 显示剂量分布 通过剂量 体积直方图得显示剂量分布 通过剂量 体积直方图得 到重要器官受量到重要器官受量 n n 画出靶区等剂量
16、曲线画出靶区等剂量曲线 2929 评估植入质量的评估植入质量的 3 3 个数据个数据 n n V80V80 V90V90 V100V100 V150V150 V200V200 n n D90D90 D100D100 D150D150 D200D200 n n TVRTVR 靶 靶 体积比 接受体积比 接受PD mPD PD mPD 剂量剂量 的体积与靶区体积之比 理想的的体积与靶区体积之比 理想的TVR 1 0TVR 1 0 3030 植入后评估的剂量参数植入后评估的剂量参数 n n DnDn 剂量参数 靶体积 剂量参数 靶体积 n n 得到的累积得到的累积 剂量 即剂量 即 D100D100 D90D90 D80D80等等 n n VnVn 体积参数 靶区达到 体积参数 靶区达到 PD PD 的百分数的百分数 如 如 V200V200 V150V150 V100V100 n n TVRTVR 靶 靶 体积比 体积比 3131 举例举例 n n V90 90 V90 90 即有 即有90 90 的靶区接受的靶区接受 90 90 的处方剂量的处方剂量 n n D90 130GyD90 1
