近距离放疗剂量学

立体定向放射外科治疗的物理剂量学第一节物理剂量学基础一，设计思想及相关技术的比较手术不用刀、无血无创杀灭肿瘤是医学界多年的愿望，曾做过各种探索。

居里发现放射性镭后有了契机，逐渐向此宿愿逼近。

1.近距离后装。

直接放入小放射源杀灭肿瘤，但需有腔道或有插植将源植入瘤内，病变边缘处剂量梯度小。

已有90余年的历史。

2.术中放疗（IORT）。

将病变暴露，直接从外面单次照射大剂量，剂量分布好，但绝对有创。

已有80多年的历史。

3.普通外照射。

在固定野射线路径内好坏细胞一起杀，仅利用正常组织放射敏感性差些，较易恢复，并使之受量小些，展开持久拉锯战。

4.多叶光栅、适形照射、交角照射等。

保护正常组织更多些，但在射线路径内的分散度仍不够。

5.SRS。

单次或分次立体定向放射外科采用空间立体会聚多弧非共面围歼病变，躲避重要器官，靶外剂量能最大限度地分散开，最好地实现了临床剂量学的原则，是变革性的大改进。

二，物理学特性（一）带电粒子的SRS。

利用回旋加速器产生的质子、氦核等离子在穿过的组织中产生的Bragg峰，用2~4个固定野交角照射，可获得理想的剂量分布。

可选择能量及旋转吸收体的厚度等，适用于不同深度和大小的肿瘤。

（二）γ刀的SRS。

（三）加速器的SRS（X刀）。

X刀在技术可分为：①Buenos Aires技术（阿根廷）。

始于1983年，当时用10MV加速器，坐椅式立体定向架，可沿导轨前后旋转，水平转轴通过固定头架的等中心，此等中心与加速器要架左右的旋转中心重合，多用床实现精确的多弧非共面等中心治疗。

准直筒直径为5~30mm或更大，病变中心与系统等中心重合。

②Heidelberg技术（德国）。

始于1984年，当时用4MV的加速器，属Couch Mount 型，对加速器机架和治疗床的等中心误差不做纠正，准直筒为4~40mm或更大，可做多弧非共面旋转治疗，TPS的典型设计是每个等中心11个弧。

③JCRT技术（美国）。

始于1985年，当时在6MV加速器上，用BRW头环固定头部。

子宫颈癌、子宫内膜癌、卵巢癌等常见的妇科恶性肿瘤严重威胁全球女性健康，早期筛查和诊断是降低癌症发病率和死亡率的重要手段。

妇科肿瘤以综合治疗为主，包括手术、化疗、放疗等。

近距离三维后装放疗是放射治疗的方法之一，相比于体外照射放射治疗，后装放疗具有近放射源处剂量高，源周围剂量跌落迅速的优点，在肿瘤放疗中有不可替代的作用［1］。

三维后装放疗是目前后装近距离放疗技术的主流，三维后装治疗计划系统（TPS ）提供正向与逆向优化的计算，并在临床上得到广泛应用。

图形优化（Gro ）是一种正向优化方法，通过手动调整等剂量曲线来实现靶区覆盖，同时兼顾周围正常组织的受量［2］。

模拟退火逆向优化算法（IPSA ）基于解剖结构进行计算，利用模拟退火降温算法对放射源的驻留时间进行优化［3-5］，因普及率Dosimetric analysis of different optimization algorithms for three-dimensional brachytherapy for gynecologic tumorsLING Baozhen 1,2,CHEN Li 2,ZHANG Jun 2,CAO Xinping 2,YE Weijun 2,OUYANG Yi 2,CHI Feng 2,DING Zhenhua 11Department of Radiation Medicine,School of Public Health,Southern Medical University,Guangzhou 510515,China;2Sun Yat-sen University Cancer Center,State Key Laboratory of Oncology in South China,Collaborative Innovation Center for Cancer Medicine,Guangzhou 510060,China摘要：目的比较妇科肿瘤近距离三维后装放疗计划4种不同优化方法的剂量学差异，为妇科肿瘤三维后装治疗优化方法的选用提供依据。

放射治疗剂量学放射治疗治愈率为18% 手术治愈率为22%大约2/3的肿瘤患者在病情的不同阶段出于不同目的需要放射治疗，根治性放射治疗可以是单一放射治疗。

放射治疗可分为：根治性姑息性1895年德国伦琴发现X线1896年居里夫人、贝克勒尔发现镭以上两种射线源的发现标志使用射线放射肿瘤的开始1922年第一台深部X线机按放射源位于肿瘤的位置，将放射治疗照射方式分为外照射和内照射。

外照射：放射源位于患者体外，在体外距体表一定距离处放出射线并穿过人体，进行照射治疗。

常规外照射：固定源皮距照射和等中心照射（固定源轴距照射）内照射治疗亦称近距离治疗，是将封闭的放射源送到腔内，管内组织间进行照射治疗。

带电粒子：电子、质子、α粒子↑辐射：电离辐射{直接电离辐射}{间接电离辐射}和非电离辐射↓不带电粒子的辐射：光子、中子弹性碰撞：没有能量损失非弹性碰撞：有能量损失X(γ)射线与物质的相互作用半价层（HVL）:为X(γ)射线穿过物质强度衰减到其初始值的一半时所对应的吸收体的厚度。

X(γ)光子与物质的相互作用的主要过程有：光电效应、康普顿效应（本质：X(γ)光子与自由电子发生相互作用的结果。

）、电子对效应等。

（HVL）ⁿ=1/2=0.05ⁿn=In20/In2=4.32全挡时要求使得原射线的穿射量超过5%照射量：表征X射线和γ射线在关心的体积内用于电离空气的能量。

适用介质：空气适用辐射类型：X(γ)射线辐射吸收剂量：表征任何辐射在所关心的体积内被物质吸收的能量。

适用介质：任何介质适用辐射类型：任何类型和能量的电离辐射比释动能：表征非带电粒子在所关心的体积内交给带电粒子的能量。

适用介质：任何介质适用辐射类型：非带电粒子辐射标准体膜：长宽高分别为30cm的立方体水模。

剂量测量方法：实验室使用：量热法、化学剂量法现场应用：电离室、半导体剂量计、胶片法、热释光法↓是被国际权威机构和国家监督部门确定的、用于放射治疗剂量校准和日常监测的主要方法。

近距离放射治疗近距离放射治疗简史1898年居里夫妇宣布发现了一种称为镭的放射性物质。

1901年物理学家Becquera 在实验中意外受到镭的灼伤。

1903年由Goldberg等首先用镭盐管直接贴近皮肤表面治疗皮肤基底细胞癌，并取得了人们意想不到的疗效。

1913年镭首次用于宫颈癌的治疗。

1914年Failla收集了镭蜕变时释放的气体—氡，装入小型的容器中，植入瘤体做永久性植入，开始了组织间放射治疗。

1921年Sievert提出了点源、线源的剂量计算公式并一直延用至今。

由于近距离放疗时操作人员受量过大以及误认为外照射可以应付一切，使近距离放疗的应用受到一定的限制，主要只用于妇科肿瘤。

为了解决放射防护问题，自上世纪60年代初，在英国、瑞士……等国的几个医疗中心分别研制了“后装式”腔内放疗机，提出了后装技术。

上世纪80年代中期，应用程控步进马达驱动高活度微型放射源，辅以严谨的安全连锁系统的计算机控制后装机的出现，使近距离放疗技术得以迅速发展，扩展至全身多种肿瘤的治疗，它与外照射配合，体现了放疗发展的新趋势。

近距离放射治疗定义近距离放疗是指将封闭的放射源直接放置在人体内或体表需要治疗的部位进行放射治疗。

近距离放疗的特点放射源的强度较小，有效治疗距离短，射线能量大部分被组织吸收。

剂量分布遵循平方反比定律，它是近距离放射治疗剂量学最基本最重要的特点，即放射源周围的剂量分布，是按照与放射源之间距离的平方而下降。

在近距离照射条件下，平方反比定律是影响放射源周围剂量分布的主要因素，基本不受辐射能量的影响。

因此在治疗范围内，剂量不可能均匀，近源处剂量高，随距离增加剂量快速下降。

剂量率效应：根据参考点剂量率划分为低剂量率、中剂量率（4~12Gy/h）和高剂量率。

放射源近距离放射治疗使用放射性同位素源，除镭-226外，均为人工合成放射性同位素。

镭-226是天然放射性同位素，半衰期为1590年，先衰变为放射性气体氡，后者在衰变为稳定的同位素铅。