碘125放射性粒子概论PPT
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放射性粒子植入概念
马俊刚
放射性治疗是恶性肿瘤的主要手段
❖ 放射治疗是治疗肿瘤三大手段之一 ❖ 70%肿瘤病人需作放射治疗 ❖ 肿瘤治愈率 45%，外科治愈22%
放射治疗治愈18%，化疗治愈5%
近距离治疗 Brachytherapy 用具有包壳的放射性核素植
入组织间进行放射治疗
— 1901 Pierre Curie
植入原则
• 巴黎系统：放射源直线排列，相互平行，放射源之间等距离（ 15~20mm）。剂量分布不均匀。
• 外周密集，中心稀疏，剂量分布力求均匀。外周最小剂量（MPD） 即边缘剂量应达到处方剂量（PD）；中心剂量不超过 2 PD，减少 中心部位剂量。
匹配周缘剂量
• 匹配周缘剂量（MPD）：肿瘤靶区周围的剂量，应达到PD。做治疗 计划时调整粒子位置达到预期剂量要求。
，并扩大边界5mm ➢ ● 按照治疗计划，在影像指导下植入粒子，使放射剂量
分布与肿瘤靶区一致，高度适形 ➢ ● 放射性粒子植入在理论与实践上，均达到EBRT精确放
疗的要求
放射性粒子植入的物理概念
• 种类 • 物理特性 • 活度 • 剂量率 • 半衰期 • 剂量分布
放射性粒子的活度
• 放射性粒子具有的放射性活度 • 肿瘤植入的全部粒子的总活度，应满足治疗计划
肿瘤处方的需要，满足周缘剂量（mPD） • 一般植入要求，每个粒子活度0.4~ 0.7 mCi • 1 mCi 产生182Gy • 肿瘤所需要总活度（mCi）=期望组织吸收剂量
（Gy）×肿瘤重量 （g）/182 • 总活度基础上，增加 15%~ 20%剂量，增加疗
效
剂量率
• 单位时间内，粒子释放的射线强度 • 剂量率与活度有关，随活度下降，剂量率呈指数下降 • 任何时间的总剂量率=初始活度× 1.44 ×半衰期 • 处方剂量可用剂量率描述： 125I 160Gy为 7.72cGy/小时， 103Pd
三维治疗计划系统提供--
观察植入针和目标及周围组织的相互关系
三维治疗计划
• 计算机优化的植入针数量和位 置
• 优化的剂量分布
治疗计划
• 详细描述每颗粒子的活度、空 间坐标
三维质量验证系ຫໍສະໝຸດ Baidu
植入后的真实剂量分布
2D 剂量观察
3D 剂量观察
三维验证分析
植入后质量评估
• 植入后第一天，或水肿半衰期过后，CT或本世纪末 CT/MRI 融合图 像，进行粒子重建
放射性粒子临床适应症
• 肿瘤不全切除，术中植入 • 切缘太近或切缘阳性 • 肿瘤不能切除：医疗原因非手术适应症；肿瘤近邻重要脏器或组织
；患者拒绝手术 • 手术造成形态及功能损伤，粒子植入保存组织及功能
放射性粒子植入比外照射的优势
• 放射性粒子植入可达到完全适形 • 没有或很少周围组织损伤 • 局部可能达到根治肿瘤的剂量获得很高的局部控制率 • 治疗过程简单，微创操作，病人痛苦小，手术时间短
• 显示剂量分布，通过剂量、体积直方图得到重要器官受量 • 画出靶区等剂量曲线
评估植入质量的 3 个数据
• V80、V90、V100、V150、V200 • D90、D100、D150、D200 • TVR（靶-体积比）：接受PD(mPD)剂量的体积与靶区体积之比，
理想的TVR=1.0
植入后评估的剂量参数
• MPD为肿瘤靶区长、宽、高的近似体积 • 植入粒子数=（肿瘤长+宽+高）/3×5/每个粒子活度
靶区勾画
• 以CT及CT/MRI融合图像为基础，画出肿瘤边缘轮廓 • 肿瘤边缘适当外放，不同肿瘤，不同方向的边界外放值不同 • PTV内应为PD100%等剂量线
治疗前治疗计划
• 勾画靶区轮廓 • 预置导针及粒子数，得到剂量分布图 • 得出剂量—体积直方图，计算靶区及重要器官所受剂量 • 预估粒子数及植入位置
放疗安全性
• 手术过程中，术者与放疗工作者，受量均在安全范围内 • 放射防护应检查手术室、手术床、吸引器内有无失落粒子 ，检查病
人体表、05m及1m处的放射剂量 • 胸腔粒子植入后应当距离多远？未予确定。但应预防儿童、孕妇受
到照射 • Smathers建议，受照率为5mrem/h。对公众不形成危害
近距离治疗
➢ 暂时性（后装治疗机）、永久性（粒子植入）两种 ➢ ● 放射源植入肿瘤靶区内,距离肿瘤靶区最近，放射线释
放的能量绝大部分作用在肿瘤组织，最大限度消灭肿瘤 细胞 ➢ ● 正常组织及重要器官受到射线照射极少，得到保护 ➢ ● 近距离治疗属于高剂量、高精确度放疗
粒子植入治疗特点
• 放射性粒子永久植入 • 使用初始剂量率低的核素 • 规范治疗方案 • 术前有治疗计划，术后质量验证 • 多学科协助
剂量分布
• 按放射源的距离平方成反比方式下降 • 源表面剂量最高，随距离增加剂量迅速下降，但落差梯度逐渐减缓
。距源1-2cm为4倍，3-4 cm1.8倍，距源 2-4cm间，剂量减少 80%~ 93% • 125I 源放射线射程 1.7cm，80%的剂量在1cm之内
影响剂量分布的因子
• 放射性粒子种类 • 活度 • 粒子数 • 粒子植入的位置 以上4个变量在不同治疗计划中均可调整
• Dn（剂量参数）：靶体积 n %得到的累积剂量，即 D100、D90、 D80等
• Vn（体积参数）：靶区达到 PD 的百分数，如 V200、V150、V100 • TVR（靶-体积比）
举例
144Gy为 7.00cGy/小时
半衰期
• 不同种类粒子，半衰期不同 • 125I 半衰期是 103Pd的 3.5倍，因此103Pd沉积的总剂量时间是 125I的
1/4 • 半衰期与粒子治疗生物效应有关。 125I半衰期长，治疗分化好的肿瘤
; 103Pd 半衰期短, 剂量率高，使癌细胞修复减少，治疗分化差、恶 性度高的肿瘤
粒子植入治疗的行政管理
• 工作人员培训：上岗证及培训 • 医院资质 • 放射性核素管理
粒子植入的设备
• 放射性粒子： 125I ， 103Pd • TPS • 相关辅助设备 —粒子植入针 —粒子储存仓及装载器 —引导系统 —固定设备
放射性粒子植入的方法
➢ 在影像指引下进行，超声、CT等 ➢ ● 在TPS上，勾划肿瘤靶区（GTV），给予处方剂量PD
马俊刚
放射性治疗是恶性肿瘤的主要手段
❖ 放射治疗是治疗肿瘤三大手段之一 ❖ 70%肿瘤病人需作放射治疗 ❖ 肿瘤治愈率 45%，外科治愈22%
放射治疗治愈18%，化疗治愈5%
近距离治疗 Brachytherapy 用具有包壳的放射性核素植
入组织间进行放射治疗
— 1901 Pierre Curie
植入原则
• 巴黎系统：放射源直线排列，相互平行，放射源之间等距离（ 15~20mm）。剂量分布不均匀。
• 外周密集，中心稀疏，剂量分布力求均匀。外周最小剂量（MPD） 即边缘剂量应达到处方剂量（PD）；中心剂量不超过 2 PD，减少 中心部位剂量。
匹配周缘剂量
• 匹配周缘剂量（MPD）：肿瘤靶区周围的剂量，应达到PD。做治疗 计划时调整粒子位置达到预期剂量要求。
，并扩大边界5mm ➢ ● 按照治疗计划，在影像指导下植入粒子，使放射剂量
分布与肿瘤靶区一致，高度适形 ➢ ● 放射性粒子植入在理论与实践上，均达到EBRT精确放
疗的要求
放射性粒子植入的物理概念
• 种类 • 物理特性 • 活度 • 剂量率 • 半衰期 • 剂量分布
放射性粒子的活度
• 放射性粒子具有的放射性活度 • 肿瘤植入的全部粒子的总活度，应满足治疗计划
肿瘤处方的需要，满足周缘剂量（mPD） • 一般植入要求，每个粒子活度0.4~ 0.7 mCi • 1 mCi 产生182Gy • 肿瘤所需要总活度（mCi）=期望组织吸收剂量
（Gy）×肿瘤重量 （g）/182 • 总活度基础上，增加 15%~ 20%剂量，增加疗
效
剂量率
• 单位时间内，粒子释放的射线强度 • 剂量率与活度有关，随活度下降，剂量率呈指数下降 • 任何时间的总剂量率=初始活度× 1.44 ×半衰期 • 处方剂量可用剂量率描述： 125I 160Gy为 7.72cGy/小时， 103Pd
三维治疗计划系统提供--
观察植入针和目标及周围组织的相互关系
三维治疗计划
• 计算机优化的植入针数量和位 置
• 优化的剂量分布
治疗计划
• 详细描述每颗粒子的活度、空 间坐标
三维质量验证系ຫໍສະໝຸດ Baidu
植入后的真实剂量分布
2D 剂量观察
3D 剂量观察
三维验证分析
植入后质量评估
• 植入后第一天，或水肿半衰期过后，CT或本世纪末 CT/MRI 融合图 像，进行粒子重建
放射性粒子临床适应症
• 肿瘤不全切除，术中植入 • 切缘太近或切缘阳性 • 肿瘤不能切除：医疗原因非手术适应症；肿瘤近邻重要脏器或组织
；患者拒绝手术 • 手术造成形态及功能损伤，粒子植入保存组织及功能
放射性粒子植入比外照射的优势
• 放射性粒子植入可达到完全适形 • 没有或很少周围组织损伤 • 局部可能达到根治肿瘤的剂量获得很高的局部控制率 • 治疗过程简单，微创操作，病人痛苦小，手术时间短
• 显示剂量分布，通过剂量、体积直方图得到重要器官受量 • 画出靶区等剂量曲线
评估植入质量的 3 个数据
• V80、V90、V100、V150、V200 • D90、D100、D150、D200 • TVR（靶-体积比）：接受PD(mPD)剂量的体积与靶区体积之比，
理想的TVR=1.0
植入后评估的剂量参数
• MPD为肿瘤靶区长、宽、高的近似体积 • 植入粒子数=（肿瘤长+宽+高）/3×5/每个粒子活度
靶区勾画
• 以CT及CT/MRI融合图像为基础，画出肿瘤边缘轮廓 • 肿瘤边缘适当外放，不同肿瘤，不同方向的边界外放值不同 • PTV内应为PD100%等剂量线
治疗前治疗计划
• 勾画靶区轮廓 • 预置导针及粒子数，得到剂量分布图 • 得出剂量—体积直方图，计算靶区及重要器官所受剂量 • 预估粒子数及植入位置
放疗安全性
• 手术过程中，术者与放疗工作者，受量均在安全范围内 • 放射防护应检查手术室、手术床、吸引器内有无失落粒子 ，检查病
人体表、05m及1m处的放射剂量 • 胸腔粒子植入后应当距离多远？未予确定。但应预防儿童、孕妇受
到照射 • Smathers建议，受照率为5mrem/h。对公众不形成危害
近距离治疗
➢ 暂时性（后装治疗机）、永久性（粒子植入）两种 ➢ ● 放射源植入肿瘤靶区内,距离肿瘤靶区最近，放射线释
放的能量绝大部分作用在肿瘤组织，最大限度消灭肿瘤 细胞 ➢ ● 正常组织及重要器官受到射线照射极少，得到保护 ➢ ● 近距离治疗属于高剂量、高精确度放疗
粒子植入治疗特点
• 放射性粒子永久植入 • 使用初始剂量率低的核素 • 规范治疗方案 • 术前有治疗计划，术后质量验证 • 多学科协助
剂量分布
• 按放射源的距离平方成反比方式下降 • 源表面剂量最高，随距离增加剂量迅速下降，但落差梯度逐渐减缓
。距源1-2cm为4倍，3-4 cm1.8倍，距源 2-4cm间，剂量减少 80%~ 93% • 125I 源放射线射程 1.7cm，80%的剂量在1cm之内
影响剂量分布的因子
• 放射性粒子种类 • 活度 • 粒子数 • 粒子植入的位置 以上4个变量在不同治疗计划中均可调整
• Dn（剂量参数）：靶体积 n %得到的累积剂量，即 D100、D90、 D80等
• Vn（体积参数）：靶区达到 PD 的百分数，如 V200、V150、V100 • TVR（靶-体积比）
举例
144Gy为 7.00cGy/小时
半衰期
• 不同种类粒子，半衰期不同 • 125I 半衰期是 103Pd的 3.5倍，因此103Pd沉积的总剂量时间是 125I的
1/4 • 半衰期与粒子治疗生物效应有关。 125I半衰期长，治疗分化好的肿瘤
; 103Pd 半衰期短, 剂量率高，使癌细胞修复减少，治疗分化差、恶 性度高的肿瘤
粒子植入治疗的行政管理
• 工作人员培训：上岗证及培训 • 医院资质 • 放射性核素管理
粒子植入的设备
• 放射性粒子： 125I ， 103Pd • TPS • 相关辅助设备 —粒子植入针 —粒子储存仓及装载器 —引导系统 —固定设备
放射性粒子植入的方法
➢ 在影像指引下进行，超声、CT等 ➢ ● 在TPS上，勾划肿瘤靶区（GTV），给予处方剂量PD