放射性粒子植入的规范化治疗

术中粒子植入的优点




直视下术中植入准确性优于经皮穿刺 明确原发/复发病灶范围 得到准确的病理诊断 肿瘤减量手术可以改进放射疗效 粒子植入位置符合剂量学要求 腹腔网膜提供吸收表面，并改善正常组织 循环，氧含量增加。 用网膜填充在粒子周围，保护正常组织。
术中粒子植入方式

直接注入肿瘤或残余肿瘤部位（Mick施源器）， 或植入手术切缘 平面植入到手术范围，用可吸收纱布贴敷到创面， 粒子缝在纱布上，每个粒子应间隔相等（一般间 距 1 cm） 胸腔镜或其它内窥镜下植入
放射性粒子植入的特点


影像指导下的放疗（IGRT） 单次立体定向放疗（SRS）高剂量 —肿瘤局部高剂量 —周围正常组织得到保护 达到根治剂量，提高局部控制率 精确（准确）适形的放疗 —适形指数达100% —降低周围正常组织损伤
植入粒子的物理条件


放射性粒子种类 放射性粒子活度（强度） 放射性粒子的半衰期 放射性粒子的剂量分布（单个叠加剂量）
放射性粒子的剂量率

放射性粒子具非常低的剂量率,使照射时间延长 延长照射时间和低剂量率使正常组织损伤明显减 少,对肿瘤细胞杀伤没有影响 延长照射时间,使乏氧肿瘤细胞有时间发生再氧合, 使放射效果提高 延长照射时间会使亚致死损伤修复 再氧合与亚致死损伤修复是对立的统一,在相当宽 的剂量率范围内,没有剂量率效应,也不降低肿瘤 的放射效应
放射性粒子植入 规范化治疗
放射肿瘤学简介
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%

放射性治疗是恶性肿瘤的 主要手段
●
60%-70%的患者在治疗过程中需要
用放射治疗
●
40%的肿瘤放疗可以根治
恶性肿瘤的综合治疗
放射性粒子植入的优点




局部适形放疗,使肿瘤得到高剂量,而周围正常组 织受量很少,增加肿瘤与正常组织剂量分配的差植, 减少并发症,增加疗效 永久性植入的粒子,长期释放射线,使肿瘤细胞增 殖减少,局部控制率提高 剂量率较低,对氧的依赖性小,降低氧增比,射线作 用增强,部分克服了氧细胞的放射抗拒性 易于防护,半衰期较短
TPS的剂量学要求（2）
注意植入粒子的正确位置 △前列腺植入粒子应大包膜内；植入到周围 软组织中很容易发生迁移。 △中心剂量（尿道剂量）应在V150，否则易引 起合并症 禁止用一根针植入粒子，否则位置难以准 确

TPS的剂量学要求（3）



植入粒子后是相对均匀的。 减少植入导针可减少组织创伤。 肿瘤（前列腺）+边界应当是100%处方剂 量，中心（尿道）应在150%等剂量线以 下。这两条线有如炸面圈，有如马蹄形 分布。 150%的等剂量体积，如用125I，不超过前 列腺60%的体积；用103Pd，不超过65%的 体积。


20世纪70年代，纽约纪念医院
whitmore 首先用I-125粒子行耻骨后前 列腺组织间植入，治疗B、C期患者 20世纪80年代后期，粒子插植适应症 扩大；图像分析技术新放射性核素及 模板指导系统、治疗计划系统相继用 于粒子植入；并发展外照射与粒子植 入联合治疗，使粒子治疗技术进一步 发展与完善 ；
粒子植入用125I的好处




低能125I植入后，γ线立即穿透到周围组织， 保护相邻正常组织 相对较长半衰期，延长放射线到肿瘤体积 的时间 放射诱使肿瘤缩小， 125I粒子密集，局部 剂量自然增加。 持续低剂量放疗，改进肿瘤局部乏氧。
125I粒子植入剂量不均匀原因


内在的放射性物学因素，如散射和各向异 性 技术因素，如不正确的粒子分布。
剂量率不同，治疗不同肿瘤的效果不同。 Tpot<10天，生长较快的肿瘤，Pd-103较好； Tpot>10天，生长较慢的肿瘤，I -125较好
处方剂量 Prescription dose，PD
规定的治疗肿瘤剂量 肿瘤靶区95%的体积应达到PD，即V100 ＞95%，即95%以上的体积有100%的剂量 PD即mPD 靶区一般不超过2PD 肿瘤靶区若90%的体积达不到PD，复发 率高
粒子植入的适应证





前列腺癌 肺癌及胸腔肿瘤 肝癌 胰腺癌 骨和软组织肿瘤 眶内肿瘤 头颈部肿瘤 脑肿瘤 盆腔复发肿瘤 椎旁及椎体肿瘤 肾及肾上腺肿瘤
粒子植入的适应证要求

局部进展期，无运处转移 直径≤7cm KPS 60 以上 生长缓慢，分化好的肿瘤

单用粒子植入适应证

匹配周缘剂量 matched perpheral dose，mPD



粒子植入的剂量不均匀，为统一处方剂 量将其定为 mPD mPD 为肿瘤长、宽、高得出的肿瘤近似 体积，即靶区。 mPD 可计算植入导针数及粒子数 mPD 为靶区的周边剂量
永久植入粒子的处方剂量
125I与103Pd的处方剂量不同，因为剂量率不
放射性粒子的活度



放射性粒子的活度实际上代表粒子的放射性强 度，用于植入到肿瘤中的粒子活度一般为0.40.7mCi 活度单位MBq，1mCi=37MBq，1mCi产生 182cGy，1MBq=4.92cGy 计算肿瘤所需放射总活度（mCi）=期望组织 吸收剂量（cGy）×肿瘤器官重量（g）/182。 肿瘤重量可用CT推算 上述计算公式可改为：肿瘤所需放射总活度 （MBq）=期望组织吸收量（cGy）×肿瘤器 官重量（g）/4.92
确定适应证 术前计划（preplane） —CT —选择粒子活性(强度) —植入导针及粒子位置 —剂量分布 —危及（重要）器官受 量(DVH)
植入粒子数的计算公式
（肿瘤长+宽+高）/3×5÷每个粒子活度=粒 子数
粒子植入的治疗计划系统（TPS）

ABS规定：所有患者治疗前都必须有治疗计 划，给出预期的剂量分布。


病理证实 直经7cm以下实体病灶 局部进展期肿瘤植入需结合外照射等综合治 疗措施 局部进展期可用粒子植入达到姑息治疗目的
粒子植入的禁忌证



生存期不超过3个月者 恶液质，一般情况差，不能耐受粒子植入治 疗 空腔脏器慎用 淋巴引流区不用于预防性植入 严重糖尿病 估计重要器官可能受到超过耐受剂量的照射
放射肿瘤学
放射物理 放射生物 临床肿瘤
照射方式
★ 体外照射
直线加速器、钴－60、X线机
★ 近距离治疗 －后装治疗机 －血管内照射 －粒子植入 ★内照射
放疗基本原则
★ 靶区GTV、CTV、PTV,3D-CRT,IMRT,IGRT
★ 目的 根治、姑息、急症 ★ 保护相邻正常组织 ★ 保护全身状态
ICRU 62 定义
粒子植入的历史
，PasTeau 1901年 ，Pierre Curie 发明带包壳同位素，能 埋入组织 1909年和Degrais 用导管将带外壳的镭置入前列腺尿道，

完成第一例近距离治疗前列腺癌 ； 1915年，Barringer在纽约纪念医院，用4-6英寸长镭针，行 会阴插植治疗前列腺癌。因为直肠损伤较大，未能广泛推 广 1931年，Forssell提出“近距离治疗”的术语；Quimby提 出剂量表格计算方法，并由曼彻斯特Paterson和Parker医 生进一步完善 1952年，Flocks首创术中组织间注射胶体金粒子治疗前列 腺癌
放射性粒子的半衰期

一般按3个半衰期计算剂量 半衰期直接影响离子的剂量率,如125I的始 剂量率为7.7cGy/h,剂量率为8-10Gy/h,而 103Pd的始剂量率18cGy/h,剂量率为2024cGy/h
半衰期与临床应用选择


Ling根据实验数据提出数学模型，认为125I 用于增殖慢的肿瘤，如前列腺癌； 103Pd用 于增殖快的肿瘤。临床并未证实上述推论。 临床用两种同位素疗效无区别 临床应用： 125I用于分化中-高的肿瘤， 103Pd用于分化差的肿瘤
植入粒子注意事项




正确选择适应证 正确选择粒子种类，活度 术前计划指导植入剂量分布 术中优化植入计划 术后验证植入质量 严格执行规范
植入方法


ຫໍສະໝຸດ Baidu
模板：均匀分布及 周缘密集、中心稀 疏方法 影像指导：超声、 CT 可在全部导针植入 后，再植入粒子
粒子植入术前计划



临床使用的粒子特征
125I 103Pd 192Ir
────────────────────── 半衰期 60.2d 17d 74d 平均能量 27.4kev 21kev 380kev 源长 4.5mm 4.5mm 直径 0.8mm 0.8mm 标记物长度 3mmAg 1mmPb 初始剂量率 7.7cGy/h 18cGy/h 40cGy/h 剂量率 8-10vGy/h 20-24cGy/h 半价层 0.025mmPb 0.008mmPb 6.3Cm组织 释放94%剂量 240d 68d
照射区 治疗区 临床靶区(CTV) 肿瘤区(GTV)
计划靶区 (PTV)
内靶区(ITV)
放射性粒子植入近距离治疗
Radiative seeds interstitial Brachytherapy
放射性粒子植入


利用具有放射活性的粒子,永久性植入到肿 瘤组织中,借放射性粒子释放的放射线,对 肿瘤进行治疗 放射性粒子植入是近距离治疗的内容之一
组织间植入粒子的特性
125I 103Pd
衰变模型 平均能量 空气比释动能转换 剂量率常数 初始剂量率 RBE
e-电子俘获
27.4kev 1.270U/mCi 0.88cGy/hr.u 7.7cGy/hr 1.4
e-电子俘获
21kev 1.293U/mCi 0.74cGy/hr.u 18-20cGy/hr 1.9
●
早期
●
局部进展期，可手术切除，放疗作为辅助治疗
局部进展期，不可手术切除，放疗作为主要治
●
●
疗手段，化疗及手术为辅助治疗
●
复发/转移，放化疗为主要治疗手段
放疗的作用
● 首次确诊恶性肿瘤，65%～72%为局部进 展期，放疗目的是根治肿瘤 ● 放疗的“根治剂量”可能 —受肿瘤周围正常组织的限制，无法达到真 正根治肿瘤细胞的剂量 —不清楚癌细胞致死剂量究竞是多少 ● “根治剂量”治疗的患者，30% ～50% 可能未控或复发，治疗失败
标准做法：用CT、MR、超声图像（或融合图 像），确定靶区（GTV-PTV），根据轮廓、横断 面（Z）制定植入导针数、粒子数量、及粒子活 度、总活度。 观察剂量分布情况，调整导针及粒子位置。


TPS的剂量学要求（1）

良好的设计始于良好的体积研究 PTV应大于肿瘤器官轮廓，但在各方向上 比GTV（CTV）扩大的数字不同，主要根 据周围是否为重要脏器。 肿瘤靶体积率（TVR）=给予处方剂量的 总体积/肿瘤的总体积，应在1.5-2.0之间 TVR’S＞2.0-3.0，降低适形性，正常组织 受量增加


机器人系统植入
术中粒子植入的剂量学要求
125I粒子源，80%的剂量在1Cm之内吸收 125I半衰期60.2天，如果配合EBRT，应在第一

个半衰期内给予生物学相关剂量 125I的总活性应在毫居级，用Anderson’s nomogram公式计算，每个粒子活度应为0.3～ 0.5mCi Cevc’s公式计算总粒子数=（长+宽+厚） /3×5÷每个粒子活度 125I植入的总剂量，按1年衰变值计算。范围是 12000-16000cGy；第一个半衰期最小表面剂量 是6000cGy-8000cGy

同，但二者的处方剂量生物效应相等 处方剂量需折合为RBE（相对生物效应）。 例如前列腺癌放疗剂量， 125I为145Gy， 103Pd为115Gy，折合为外照射为120Gy
粒子植入的匹配周缘剂量 （matched perpheral dose，MPD）


粒子植入剂量不均匀，为统一处方剂量， 将处方剂量定为MPD MPD为用肿瘤长×宽×高得到的肿瘤近似体 积，即肿瘤的靶区 用MPD计算出粒子植入时的导针数及粒子数 MPD应为靶区周边的剂量
术中粒子植入治疗病例选择标准



Kps＞80，估计生存期＞6个月 病灶限局 经皮穿刺达不到病灶部位 肿瘤体积最大径＜10Cm 没有广泛坏死和瘘
术中粒子植入禁忌证

全身播散 有dm病例应全身化疗
术中粒子植入手术要求



开腹探查，评估病灶范围 手术暴露病灶范围 冰冻切片，证实病理诊断 最大程度保护器官，尽可能行减量切除 残余病灶进行粒子植入