组织间插植剂量系统

二、组织间插植剂量系统

组织间插植照射也称组织照射,是指根据靶区的形状和范围,将一定规格的多个放射源直接插植入人体组织,对肿瘤组织(或瘤床部位)进行高剂量照射。

为使治疗部位获得满意的剂量,必须根据放射源周围剂量分布特点,按一定的规则排列这些放射源。规范不同放疗中心对组织间照射的描述,便于在技术上的相互理解和交流。有较大影响的是曼彻斯特系统(或称Pater-son-Parker系统)和巴黎系统。

(一)曼彻斯特系统

曼彻斯特剂量学系统的目标是使得治疗体积接受均匀剂量正负10%的处方剂量,将相等线活度的密封源,基于靶体积的大小按一定规则,不均匀地分布在一个平面内,构成平面施源器,由于放射源的分布是不均匀的,获得平面中心附近组织数量与边缘组织数量接近不均匀度小于10%,多个这样的平面施源器,构成均匀的立体施源器。曼彻斯特系统的插植规则如下(图10-2-6):

1.典型的单平面插植,放射源必须互相平行,且之间的距离不能大于1cm。在互相平行的放射源的端点,有与其相垂直的直线源与之交叉,交叉点距放射源活性区不大于lcm,形成封闭的平面。

图示

图10-2-6 曼彻斯特系统的单平面插植

2.如受临床条件限制,放射源不能形成封闭的辐射平面,则治疗面积会有所减少,一般单侧无交叉,面积减少10%;双侧无交叉,减少20%左右。

3.平面插植,周边源与中心源的强度之比由辐射平面的面积而定:面积小于25cm2,周边源为总量的三分之二;25~100cm2,为二分之一;大于100cm2为三分之一。

4.双平面插植,两平面应该互相平行,并且都应按规则1~3进行插植。

(二)巴黎系统

巴黎系统要求放射源与过中心点的平面垂直,使用线源且线源相互平行,所有放射源的中心必须位于同一平面中心平面,所有线源的强度活度需均匀和等值相邻放射源的间距必须相等,在垂直于线源的平面内,各源可成直线,等边三角形或正方形排布(图10-2-7)。巴黎系统的插植基本规则是所有放射源的线比释动能率相等,为4.2~6.4μGy·h-1·m-2·cm-1。放射源是相互平行的直线源,插植时其强度、长度及各放射源之间的距离相等,且各源的中心在同一平面,即中心平面。多平面插植,放射源排列为等边三角形或正方形。

图示

图10-2-7 巴黎系统组织间插植规则排布源阵列

按照巴黎系统布源规则,根据靶区大小,使用放射源的数目和排列方式排布源阵列,线源活性长度AL应比靶区长度L长20%,源间距S在保持平行度的前提下,允许范围为5~20mm,否则剂量梯度变化大,源周围组织易发生坏死,靶区宽度W(单平面插植)要比两外缘放射源之间的距离各宽出0.37倍S值。当靶区厚度T≤12mm时,使用单平面插植,S≈T/0.6;T>12mm,使用多平面插植,多数使用双平面插植,若按等边三角形布源,S≈T/1.2,按正方形布源,S≈T/1.5~1.55。巴黎系统以中心平面各源之间的最小值做基准剂量率。单平面插植基准点选在两源连线的中点,正方形布源选在四边形对角线交点,三角形布源选在各边中垂线交点。参考剂量率RD=0.85BD。

(三)步进源剂量学系统

近距离后装机是采用一个微型放射源,由微机控制,以步进驻留方式模拟线源照射,该系统基于巴黎系统步源规则,根据靶体积的形状大小,确定放射源的排列方式和间距剂量计算,采用对每一步进驻留位停留时间优化处理的剂量学系统,通常是等间距步长,优化停留时间,满足临床剂量分布要求。该系统是在巴黎系统的基础上发展和建立起来的,因此仍要严格按照巴黎系统的布源规则,仅在选择放射源长度方面有所不同,放射源驻留长度要略短于靶区长度,AL=L-10mm。通过优化计算,基准点剂量率与参考剂量率的关系仍维持RD=0.85BD。

(四)ICRU58号报告的建议

ICRU58号报告对组织间插植治疗推荐的质量剂量学参数包括临床靶体积、放射源植入技术和治疗时间处方点剂量,中心平面的参考剂量,平均中心质量和周边质量高低剂量区和均匀性和剂量体积直方图,DVH最小剂量在肿瘤控制中很重要,因此需要记录周边剂量及高剂量区大于150%处方剂量区域和低剂量区小于90%周边剂量区域。具体包括:(https://www.daowen.com)

1.治疗技术的描述:

组织间照射可分为暂时性插植和永久性插植。根据放射源的排列方式,可分为单平面插植、双平面插植、多平面插植,以及直接用插植的几何形状等予以描述。

2.靶区的描述:

组织间照射需要明确肿瘤区(GTV)、临床靶区(CTV)和治疗区(TV),对计划靶区则少有重视。

3.剂量模式:

最小靶剂量(MTD):是临床靶区内所接受的最小剂量,一般位于临床靶区的周边范围。

平均中心剂量(MCD):是中心平面内相邻放射源之间最小剂量的算术平均值。

高剂量区:为150%平均中心剂量曲线所包括的最大体积。

低剂量区:在临床靶区内,由90%处方剂量曲线所包括的最大体积。

最小剂量离散度:在中心平面、放射源之间每一最小剂量相对于平均中心剂量的变化。

剂量均匀性指数:定义为最小靶剂量与平均中心剂量的比值。

4.时间—剂量模式:

照射时间:放射源对患者直接照射的时间。

总治疗时间:从第一次照射开始,到最后一次照射结束的总时间。

瞬时剂量率:指在分次照射或脉冲式照射时,剂量与照射时间的比值。

治疗平均剂量率:总剂量与总时间的比值,这一概念主要用于没有或仅有短暂中断的连续低剂量率照射和一些脉冲式照射。

5.放射源的描述:包括核素及滤过壳层结构、源类型(如丝源、子粒源、串源等)、源的几何尺寸、源的参考空气比释动能率、源强分布等。

(陈 晗 张雅婷)