近距离治疗剂量学

第三节　近距离治疗剂量学

一、近距离治疗的特点

近距离治疗(brachytherapy)是将封装好的放射源通过施源器或输源管直接植入患者的肿瘤部位进行照射。其基本特征是放射源贴近肿瘤组织，肿瘤组织可以得到有效的杀伤剂量，由于辐射源剂量随距离增加而迅速跌落，故邻近的正常组织所受照射剂量较低。

(一)现代近距离治疗

现代近距离治疗较早期近距离治疗有两个明显的不同，即采用后装技术和高剂量率治疗。所谓后装技术就是在治疗前仅将空施源器放入患者体内，进行拍片及照射剂量分布计算，知道照射剂量的分布满足临床要求后，工作人员离开治疗现场，在控制室通过微机控制放射源进入预先计划的治疗部位进行治疗。该技术的使用，使工作人员和患者减少了不必要的照射。

高剂量率后装是指参考点的剂量率大于每小时12 Gy。与低剂量率后装相比，其治疗时间短，一般几分钟至十几分钟即可完成一次治疗;患者不需住院即可接受治疗，减少行动上的不便;施源器在短时间内固定方便，在治疗过程中易于防止其几何位置的改变;相同的投入，可以治疗更多的患者，节约了社会资源。

现代近距离治疗的其他特性还包括：高活度放射源;放射源微型化，最小的放射源可进入到冠状动脉内治疗血管内再狭窄。正是由于这些特点，高剂量率后装技术备受推崇，并迅速得以推广，成为治疗肿瘤的有力武器。

(二)近距离治疗剂量学特点

现代近距离治疗使用的放射源都是微型化的，比早期的点状源和线状源更小。不管是何种布源和剂量计算方法，以及采用何种治疗方式，其剂量分布都遵循距离平方反比定律。

1.距离平方反比定律距离平方反比定律是指放射源周围的剂量分布随着离开放射源距离的增加而下降，剂量与距离的平方成反比。因此，在距离放射源较近的区域，其剂量变化较大;而在距离放射源较远的区域，其剂量变化较小。例如，距离放射源0.5～1 cm处和3.5～4 cm处的剂量变化分别为4倍和1.3倍。

2.剂量率效应现代近距离治疗有另一个问题，即与传统低剂量照射的剂量率效应问题。近距离剂量率根据参考点剂量率的不同分为3类。参考点剂量每小时2～4 Gy的模式称为低剂量率照射，也就是传统模式;参考点剂量每小时＞12 Gy的模式称为高剂量率照射;基于两者之间的称为中剂量率照射。

传统的低剂量率采用连续照射的方式，经过大量的临床实践，已经取得丰富的经验及较好的疗效。目前采用的高、中剂量率照射，其生物效应与低剂量率相比还不十分清楚。与传统的连续照射不同，一般采用类似外照射的方法，分次照射，分次剂量多为5 Gy。分次治疗水平是指分次剂量和总剂量，一般采用线性平方模式的计算方法，使现代近距离治疗所产生的生物效应与传统低剂量率连续照射方式的生物效应等效。

3.剂量分布的特点基于近距离治疗平方反比定律的特点，它与外照射主要有两个方面的不同。一是近距离治疗的范围有限。如果选择放射源某一点为剂量参考点，那么与该点相比较，近源点的剂量要比该点高，会形成一个超剂量区。二是近距离治疗不采用剂量均匀性的概念。外照射时，计划靶区的剂量变化要求在95%～107%。而近距离治疗时，剂量与距离按平方反比的规律变化，在治疗范围内其剂量不可能均匀。

二、近距离剂量学系统

近距离剂量学系统的内容主要为腔内(intra-cavitary)治疗、管内(intraluminal)治疗和组织间插植(interstitial)治疗，其剂量学也大致分为腔内、管内和组织间插植3类。临床上，胸部肿瘤中的食管癌和支气管肺癌可使用管内近距离治疗，因此本节着重描述管内治疗的剂量学系统。

(一)管内照射概念

将放射源直接放入人体天然管道如食管、直肠等部位进行治疗的方法叫管内照射。管内照射与腔内照射类似，不同点在于管内照射一般都是单管治疗，而腔内照射多采用多管照射。操作步骤是：先将施源器插入治疗部位，然后在植入假源的情况下拍摄定位片，在后装TPS位置重建并进行剂量计算，最后用放射源实施照射。

(二)参考点的设置

管内治疗的剂量参考点大多相对于治疗管而设置，且距离固定，如食管癌、气管肿瘤参考点设在距离放射源10 mm处。根据巴黎系统的定义，中心平面参考点的剂量率成为参考剂量率(RD)，治疗厚度(t)为施源器到参考点的位置(图2-14)。近距离治疗的剂量学特点是：距离小于参考点区域的剂量总是大于参考点剂量。一般将近源处大于2倍参考剂量的区域称为超剂量区。参考点的设置不是强制性的，也不是指到肿瘤靶区边缘的距离，而是为了技术的相对统一和不同医院间相互交流而形成的一种规范。

图2-14　管内照射相关参数定义示意图

图2-15　不同施源器的表面剂量和参考剂量的变化

(三)施源器的应用

管内照射所选用的施源器，其作用是固定放射源并撑起照射部位的管壁，防止管壁黏膜受到过量的照射而产生穿孔。黏膜剂量由施源器的直径和参考点剂量决定，而施源器的大小直接影响剂量参考点的选择。如使用细塑管(φ2 mm)作为食管癌管内施源器，剂量参考点设在距管轴10 mm处，在参考剂量(Dr)相同时，患者的黏膜反应比使用标准施源器(φ6 mm)更严重(图2-15)。因此，管内治疗剂量参考点的选择，应根据所用施源器的半径确定。如临床使用施源器直径为1～2 cm，剂量参考点则应选择在距放射源0.8～1.6 cm处。

三、放射源、靶区、施源器及其他解剖结构的空间重建

放射源、靶区和解剖结构的重建是近距离放疗的关键，因此布置好施源器后，要对其进行空间位置定位。定位采用X线照相技术，通常用模拟定位机，其中放射源的定位使用假源来代替。空间位置重建需要两组不同视角拍摄的定位片经数学处理后，获取放射源、靶区、施源器和其他解剖结构的三维空间位置的坐标。重建方法主要有正交定位技术及立体变角技术，而中心投影技术和立体平移技术由于临床使用不多，这里不作介绍。

(一)正交定位技术

正交定位技术即正(AP-PA)位和侧位(LAT)成像技术，也称为等中心照相技术(图2-16)，采用等中心方法，拍摄两张相互垂直的影像片。该方法是临床医生习惯使用的显示人体解剖结构的传统方式。

图2-16　正交定位技术

注：I为等中心;P为重建点。

(二)立体变角技术

该技术是目前使用最多的技术(图2-17)，它是在两个不同机架角的条件下拍摄2张定位片，两个角度无须对称和相等。两个机架角选定原则是，最大限度获得清晰的、尽量避免重叠的投影，两个角度之和为90°。

图2-17　立体变角技术

注：FID为放射源到等中心的距离;IFD为等中心到影像增强器的距离。

四、胸部肿瘤的近距离治疗

胸部肿瘤的近距离治疗主要指食管癌和支气管肺癌的治疗，主要用于外照射的补充和姑息治疗。近距离治疗需要放疗医生、专职护士、后装技术员和物理室这样一组专业人员组成的团队来完成。

(一)近距离治疗的指南

食管癌的近距离治疗分为根治性治疗和姑息性治疗两类。根治性治疗主要用于对外照射局部剂量的补充。食管瘘、颈段食管癌和食管狭窄施源器无法通过的患者不适合于近距离治疗。原发灶长度＜10 cm、肿瘤局限于食管壁的胸内食管癌，无区域淋巴结或远处转移患者的预后较好;而原发灶长度＞10 cm、肿瘤外侵到食管外，有区域淋巴结转移和(或)肿瘤侵犯胃食管结合部或贲门的患者预后较差。

根治性管内照射一般在外照射结束后1～2周进行，如患者外照射和化疗同时进行，则在外照射和化疗结束后2～4周进行。用高剂量率治疗，总剂量10 Gy，每周1次，每次5 Gy。姑息性治疗分为外照射复发和未进行过放疗两类。外照射复发患者，管内照射给予总剂量10～14 Gy，1次或分2次照射;未进行过放疗的患者，在完成外照射后补充近距离治疗，总剂量也是10～14 Gy，1次或分2次照射。

(二)近距离治疗注意事项

1.食管癌患者①患者治疗前空腹，口服2%利多卡因5 ml，分数次口含后慢慢咽下。②放置施源器，边插入患者边做吞咽动作。施源器放到位后，将施源器固定在面罩上，并让患者咬住咬口器，以免患者移动时改变施源器位置。③患者放入施源器后，唾液分泌会明显增加。为了保持卫生，可给口杯承接分泌物。④治疗结束后，嘱患者2小时后方可进食，当天以稀软食物为好。

2.支气管癌患者①首次治疗从未做过气管镜检查的患者，医生需向患者做好解释工作，包括管内治疗的方法、过程和注意事项等，以减少患者的思想负担。②治疗前空腹，插管前肌内注射苯巴比妥、阿托品各1支，2%利多卡因雾化吸入麻醉口鼻部15分钟，做气管镜检查并将塑管施源器插植到位，将体外塑管用胶布牢固粘贴在鼻咽部，以防打喷嚏、咳嗽时脱落。插管时要及时用吸引器排出痰液，如患者感憋气应及时给予氧气吸入。③对此类患者应该尽量减少等候时间，优先做治疗计划并优先予以治疗。④治疗结束拔除施源器时动作要轻而快，以减少拔管时的刺激，防止患者咳嗽。⑤为防止麻醉恢复前食物误入气管发生意外，患者治疗结束1小时后方可进食。

(三)剂量参考点的选择

1.食管癌剂量参考点的选择食管癌管内近距离治疗一般用单管照射，剂量参考点一般根据施源器的设置而定。施源器大多使用0.6～1 cm，剂量参考点一般设在距离放射源1～1.5 cm处，距离施源器的表面0.5 cm左右，这样可使黏膜照射剂量较低。

2.支气管癌剂量参考点的选择支气管癌常使用双管治疗，剂量参考点一般相对坐标系而设置。双管在内镜下将肿瘤夹在其间，剂量参考点在靶区的外围即双管的外侧，根据实际情况，距离放射源1 cm左右。图2-18是双管治疗的剂量分布。

图2-18　支气管癌双管治疗的剂量分布