第四节 近距离放射治疗

近距离放疗是将封装好的放射源通过施源器或输源导管直接或间接放入或植入患者的肿瘤部位进行照射。其基本特性是放射源可以最大限度地贴近肿瘤组织,使肿瘤组织得到有效的杀伤剂量,周围正常组织受量较低。近距离照射按施治技术主要照射方式包括腔内照射、管内照射、组织间植入、敷贴照射和术中照射等。从放射源在人体置放时间长短划界,近距离放疗又可分为暂时性驻留和永久植入两类,后者常称为放射性粒子植入。

一、近距离照射的物理特点

近距离照射与外照射相比有4个基本区别:①其放射源活度比较小,有几十个MBq(几个mCi,1Ci=3.7×1010Bq)到大约400GBq(10Ci),而且治疗距离短,约0.5~5cm。②射线能量大部分被组织吸收。③放射源距离肿瘤很近或直接插入肿瘤内,肿瘤剂量远较正常组织的剂量高。④由于距离平方反比定律的影响,离放射源近的组织剂量相当高,距放射源远的组织剂量较低,靶区剂量分布的均匀性远比外照射差,故在取处方剂量归一点时必须慎重,防止部分组织剂量过高或部分组织剂量过低。

剂量率效应:低剂量率参考点的剂量率为0.4~2Gy/h,高剂量率为参考点的剂量率>12Gy/h。为了防止高剂量率治疗可能引起的治疗增益比的下降,目前可应用两种方式:①脉冲式剂量率治疗,其特点是在低剂量率连续照射总时间基本相同的时间内,以1小时为一时段,每时段患者持续治疗很短时间,其余大部分时间处于无照射状态,以使高剂量率的生物学效应接近或等效于经典低剂量率连续照射。②高剂量率分次照射,目的也是使其生物效应能尽量接近经典低剂量率连续照射的生物学效应。

二、近距离照射的临床应用

1.腔内和管内照射

通过施源器将放射源放入体内自然管腔中进行照射的一种简单易行的方法。一般来讲,腔内和管内照射适用于较小且较表浅的腔内和管内病变。使用最为广泛的腔内放疗技术是插入宫腔和阴道施源器来治疗宫颈癌。

2.组织间植入

也称组织间照射或组织间插置近距离照射,即通过一定的方法将放射源直接插置在组织间进行照射。组织间插置在临床中应用广泛,如头颈部肿瘤、乳腺癌、前列腺癌、软组织肿瘤等。包括暂时性插置和永久性植入。

3.敷贴照射

主要是将施源器按一定规律固定在适当的模上,敷贴在肿瘤表面进行照射的一种方法。该方法主要用于治疗非常表浅的肿瘤,一般肿瘤浸润深度以小于5mm为宜;也可作为外照射后残存肿瘤或术腔内残存肿瘤的补充照射的手段。

三、放射性粒子植入

1.放射性粒子植入的条件

永久性种植治疗是通过术中或CT、超声引导下,根据三维立体种植治疗计划,利用特殊的设备直接将放射性粒子种植到肿瘤区,放射性粒子永久留在体内。

粒子种植治疗一般需要3个基本条件:①放射性粒子;②粒子种植三维治疗计划系统和质量验证系统;③粒子种植治疗所需要的辅助设备。

(1)放射性粒子短暂种植治疗用粒子剂量率一般为0.5~0.7Gy/h,核素包括192Ir、60Co和125I;永久性粒子剂量率一般为0.05~0.10Gy/h,核素包括198Au、103Pd和125I。短暂种植治疗的放射性核素穿透能力强,不易防护,因此临床应用受到很大程度限制,而永久粒子种植治疗的核素穿透力弱、临床操作易于防护、对患者和医护人员损伤小,尤其是103Pd和125I两种粒子。

(2)三维治疗计划系统和质量验证系统粒子种植治疗有3种方式,包括模板种植、超声和CT引导下种植、术中种植。由于粒子种植在三维空间上进行,而每种放射性粒子的物理特征又不相同,因此每一种核素均需要特殊的三维治疗计划系统。这一系统的原理是根据超声和CT扫描获得靶区图像,计算机模拟出粒子种植的空间分布,同时决定粒子个数和了解靶区周围OAR的剂量分布,指导临床粒子的种植治疗。

粒子治疗后由于人体活动和器官的相对运动,需要通过平片和/或CT扫描来验证粒子的种植质量,分析种植后的粒子空间分布是否与种植前的计划系统相吻合、剂量分布是否有变异和种植的粒子是否发生位移。

(3)粒子种植治疗的辅助设备根据不同部位的肿瘤选择粒子种植治疗的辅助设备,如脑肿瘤可利用Leksell头架辅助三维立体定向种植粒子。头颈和胸腹部肿瘤可利用粒子种植枪或粒子种植针进行术中种植。盆腔肿瘤可在超声或CT引导下利用模板引导种植粒子。其他的一些辅助设备包括粒子储存、消毒和运输装置等,确保放射性粒子的防护安全。

2.放射性粒子植入的优点

(1)有三维治疗计划设计,可以精确重建肿瘤的三维形态,准确设计植入粒子的位置、数量及施入路径,满足靶区剂量具体化、个体化的优化设计要求。

(2)肿瘤接受的剂量明显增加,可以达到高剂量靶区适形。

(3)持续性低剂量率的照射,能够对进入不同分裂周期的肿瘤细胞进行不间断的照射,提高了放射敏感性,有较高的放射生物效应。

(4)由于粒子在组织内的穿射距离短,通过调整粒子源间距和活度,靶区外剂量可得到很好控制,周围正常组织可以得到有效保护。

(5)放射性粒子为钛合金封装的微型粒子,与人体有较好的组织相容性。

(6)操作简便,设备费用低。

(7)短半衰期、低能量、低活度的放射源始终包埋在专用容器内,手术者操作过程中始终不接触粒子,使防护更安全。

戴建荣 吴 昊)