近距離放射治療設(shè)備及應(yīng)用進(jìn)展
祝守慧 等
一 近距離放射治療的發(fā)展歷程
近距離放射治療(也稱為內(nèi)照射放射治療、密封源式放射治療)是一專用術(shù)語(yǔ)，用來(lái)描述使用體積小且密封的放射源近距離放射治療腫瘤。這一治療模式是將放射源直接植入被治療的體積內(nèi)或植入在其周邊，在一短的時(shí)間段內(nèi)(一時(shí)性植入)或在放射源完全衰變的整個(gè)活性期內(nèi)(永久性植入)實(shí)施連續(xù)照射。
近距離放射治療已有很長(zhǎng)的歷史，1898年居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳，1905年即進(jìn)行了第一例鐳針插植治療。1930年，Paterson及Parker建立了曼徹斯特(Manchester)系統(tǒng)，即建立了鐳模制作和插植的規(guī)則以及劑量計(jì)算方法。1935年，小居里夫婦發(fā)現(xiàn)了人工放射性同位素。20世紀(jì)50年代，外照射放射治療發(fā)展較快，誕生了60Co遠(yuǎn)距離治療機(jī)及后來(lái)迅速發(fā)展的電子直線加速器，它們的防護(hù)性能好、深度劑量高;而近距離放射治療的發(fā)展則受到一定限制。1965年，Pierquin及Dutrex建立了巴黎劑量學(xué)系統(tǒng),各種放射劑量計(jì)算的簡(jiǎn)單化和近似化使近距離照射劑量的掌握更容易,促進(jìn)了后裝放射治療的使用。20世紀(jì)80年代中期，現(xiàn)代近距離放射治療迅速發(fā)展起來(lái)，它安全、可靠、防護(hù)好且靈活性高，因而近年來(lái)發(fā)展很快，取代了傳統(tǒng)的近距離放射治療。
與外照射放射治療相比，近距離放射治療的物理學(xué)優(yōu)點(diǎn)是輻射劑量主要局限于靶體積，缺點(diǎn)是其僅能用于局限且體積相對(duì)小的腫瘤病例。而且，在近距離照射條件下，距離放射源近的區(qū)域劑量隨距離變化的程度要遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)距離照射的情況。因此，與外照射相比，近距離照射靶區(qū)內(nèi)的劑量分布很不均勻。在一個(gè)放射治療科，所有接受放射治療的患者，約有10%～20%采用近距離放射治療。
自20世紀(jì)70年代起，出現(xiàn)了近距離照射的后裝放療技術(shù)。所謂后裝治療，就是先用施源器和假源放入需要照射的區(qū)域，模擬放療條件，通過(guò)驗(yàn)證片及劑量計(jì)算和優(yōu)化后，再將真放射源導(dǎo)入并實(shí)施放療的一項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)臨床應(yīng)用的最初目的是減少工作人員輻射受量，由于技術(shù)發(fā)展，目前已成為提高近距離放射治療準(zhǔn)確率的一個(gè)重要方法。最新的后裝放療設(shè)備具有三維放療計(jì)劃系統(tǒng)，能進(jìn)行三維的放療計(jì)劃設(shè)計(jì)、優(yōu)化和劑量顯示。
現(xiàn)代近距離放射治療的特點(diǎn)：(1)后裝;(2)單一高活度放射源，源運(yùn)動(dòng)由微機(jī)控制的步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng);(3)放射源微型化;(4)劑量分布由計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。
由上述特點(diǎn)看，后裝不但安全，而且治療更準(zhǔn)確，劑量分布更合理。因?yàn)樵陂_(kāi)始后裝放射治療時(shí)，僅施源器放入體內(nèi)，施源器內(nèi)置X射線定位尺，而后進(jìn)行攝片及劑量分布計(jì)算;如果劑量分布達(dá)不到要求，可以調(diào)節(jié)施源器的位置，再攝片及計(jì)算劑量分布，直到滿意為止。采用單一高活度放射源，可以按劑量分布的要求命令放射源在不同的駐留點(diǎn)駐留不同的時(shí)間;源的運(yùn)動(dòng)由微機(jī)控制，保證了駐留點(diǎn)及時(shí)間的準(zhǔn)確性。高活度源保證了治療時(shí)間短，因而保證了治療的準(zhǔn)確性，同時(shí)也減少了很多護(hù)理工作。放射源的微型化保證施源管可以進(jìn)入細(xì)管內(nèi)并通過(guò)任何角度;而計(jì)算機(jī)計(jì)算劑量分布快速、準(zhǔn)確，進(jìn)而保證了整個(gè)治療過(guò)程的安全、準(zhǔn)確和迅速，同時(shí)又?jǐn)U大了使用范圍。
近距離放射治療最早以鐳作為放射性核素應(yīng)用于臨床，但鐳衰變過(guò)程中所釋放的γ射線能量高，通常需要10cm厚的鉛來(lái)防護(hù)，而且鐳的半衰期長(zhǎng)，衰變過(guò)程中可釋放出放射性氡。由于鐳的上述缺點(diǎn)，鐳已經(jīng)不再被應(yīng)用于臨床放療，現(xiàn)代近距離放射治療應(yīng)用較多的為192Ir、137Cs、60Co等放射性核素。作為暫時(shí)性插植常選用192Ir，這是因?yàn)槠淠芰康捅阌诜雷o(hù);作為永久性插植則常選用125I及103Pd。
按照參考點(diǎn)所接受劑量率的高低，近距離照射可以分為：低劑量率照射(0.4～2 Gy/h)、中劑量率照射、高劑量率照射(≥12Gy/h)。目前，臨床應(yīng)用的多為高劑量率的后裝治療機(jī)。高劑量率后裝治療每個(gè)患者所需時(shí)間短，因此該治療設(shè)備可以用于門診治療患者和進(jìn)行分割治療。宮頸癌是通過(guò)后裝治療能取得較好療效的一種腫瘤，該臨床療效經(jīng)驗(yàn)來(lái)自于低劑量率的后裝治療。但是，關(guān)于低劑量率和高劑量率之間放射生物效應(yīng)的比較和相關(guān)轉(zhuǎn)換的等效公式，目前尚在研究之中。
二 腔內(nèi)后裝近距離放射治療
腔內(nèi)照射劑量學(xué)分布的計(jì)算，以往多數(shù)采用巴黎劑量學(xué)系統(tǒng)、斯德哥爾摩系統(tǒng)和曼徹斯特系統(tǒng)等經(jīng)典算法來(lái)大致確定腫瘤及周邊正常組織器官的劑量。隨著后裝技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)新的后裝放療計(jì)劃系統(tǒng)可以將CT或MRI影像引入到治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中，醫(yī)師可以在治療計(jì)劃系統(tǒng)內(nèi)清楚觀察到所需要照射的腫瘤范圍與所放入實(shí)源器的空間位置關(guān)系。計(jì)劃系統(tǒng)還可以根據(jù)實(shí)源器的空間位置，通過(guò)應(yīng)用強(qiáng)度不等的放射源或調(diào)整放射源所到達(dá)區(qū)域或駐留時(shí)間做劑量?jī)?yōu)化處理，也可以將外照射劑量與近距離照射劑量疊加獲得治療區(qū)域內(nèi)腫瘤靶區(qū)和正常組織器官總體受照射情況。在現(xiàn)有的近距離照射治療計(jì)劃優(yōu)化系統(tǒng)中，以調(diào)整放射源所到達(dá)區(qū)域和駐留時(shí)間做劑量?jī)?yōu)化處理更為常見(jiàn)。
在施源器的設(shè)置方面，目前國(guó)內(nèi)外使用的腔內(nèi)施源器有3類：橡膠管、氣囊導(dǎo)管和塑料模型施源器。橡膠管雖操作方便，但難以調(diào)節(jié)，不易固定，重復(fù)性差，劑量分布不理想;氣囊導(dǎo)管雖操作方便且易固定，但定向性差，不易調(diào)節(jié)，劑量分布不理想;塑料模型劑量分布相對(duì)較理想，重復(fù)性好，但制作復(fù)雜，操作不方便，易造成患者黏膜損傷。
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