近距离放射治疗设备及应用进展

        一 近距离放射治疗的发展历程

        近距离放射治疗（也称为内照射放射治疗、密封源式放射治疗）是一专用术语，用来描述使用体积小且密封的放射源近距离放射治疗肿瘤。这一治疗模式是将放射源直接植入被治疗的体积内或植入在其周边，在一短的时间段内（一时性植入）或在放射源完全衰变的整个活性期内（性植入）实施连续照射。 
        近距离放射治疗已有很长的历史，1898年居里夫人发现镭，1905年即进行了例镭针插植治疗。1930年，Paterson及Parker建立了曼彻斯特（Manchester）系统，即建立了镭模制作和插植的规则以及剂量计算方法。1935年，小居里夫妇发现了人工放射性同位素。20世纪50年代，外照射放射治疗发展较快，诞生了60Co远距离治疗机及后来迅速发展的电子直线加速器，它们的防护性能好、深度剂量高；而近距离放射治疗的发展则受到一定限制。1965年，Pierquin及Dutrex建立了巴黎剂量学系统,各种放射剂量计算的简单化和近似化使近距离照射剂量的掌握更容易,促进了后装放射治疗的使用。20世纪80年代中期，现代近距离放射治疗迅速发展起来，它安全、可靠、防护好且灵活性高，因而近年来发展很快，取代了传统的近距离放射治疗。 
        与外照射放射治疗相比，近距离放射治疗的物理学优点是辐射剂量主要局限于靶体积，缺点是其仅能用于局限且体积相对小的肿瘤病例。而且，在近距离照射条件下，距离放射源近的区域剂量随距离变化的程度要远大于远距离照射的情况。因此，与外照射相比，近距离照射靶区内的剂量分布很不均匀。在一个放射治疗科，所有接受放射治疗的患者，约有10%～20%采用近距离放射治疗。 
        自20世纪70年代起，出现了近距离照射的后装放疗技术。所谓后装治疗，就是先用施源器和假源放入需要照射的区域，模拟放疗条件，通过验证片及剂量计算和优化后，再将真放射源导入并实施放疗的一项技术。该技术临床应用的初目的是减少工作人员辐射受量，由于技术发展，目前已成为提高近距离放射治疗准确率的一个重要方法。新的后装放疗设备具有三维放疗计划系统，能进行三维的放疗计划设计、优化和剂量显示。 
        现代近距离放射治疗的特点：（1）后装；（2）单一高活度放射源，源运动由微机控制的步进马达驱动；（3）放射源微型化；（4）剂量分布由计算机进行计算。　　

        由上述特点看，后装不但安全，而且治疗更准确，剂量分布更合理。因为在开始后装放射治疗时，仅施源器放入体内，施源器内置X射线定位尺，而后进行摄片及剂量分布计算；如果剂量分布达不到要求，可以调节施源器的位置，再摄片及计算剂量分布，直到满意为止。采用单一高活度放射源，可以按剂量分布的要求命令放射源在不同的驻留点驻留不同的时间；源的运动由微机控制，保证了驻留点及时间的准确性。高活度源保证了治疗时间短，因而保证了治疗的准确性，同时也减少了很多护理工作。放射源的微型化保证施源管可以进入细管内并通过任何角度；而计算机计算剂量分布快速、准确，进而保证了整个治疗过程的安全、准确和迅速，同时又扩大了使用范围。　　

        近距离放射治疗早以镭作为放射性核素应用于临床，但镭衰变过程中所释放的γ射线能量高，通常需要10cm厚的铅来防护，而且镭的半衰期长，衰变过程中可释放出放射性氡。由于镭的上述缺点，镭已经不再被应用于临床放疗，现代近距离放射治疗应用较多的为192Ir、137Cs、60Co等放射性核素。作为暂时性插植常选用192Ir，这是因为其能量低便于防护；作为性插植则常选用125I及103Pd。 
        按照参考点所接受剂量率的高低，近距离照射可以分为：低剂量率照射（0.4～2 Gy/h）、中剂量率照射、高剂量率照射（≥12Gy/h）。目前，临床应用的多为高剂量率的后装治疗机。高剂量率后装治疗每个患者所需时间短，因此该治疗设备可以用于门诊治疗患者和进行分割治疗。宫颈癌是通过后装治疗能取得较好疗效的一种肿瘤，该临床疗效经验来自于低剂量率的后装治疗。但是，关于低剂量率和高剂量率之间放射生物效应的比较和相关转换的等效公式，目前尚在研究之中。 
        二 腔内后装近距离放射治疗 
        腔内照射剂量学分布的计算，以往多数采用巴黎剂量学系统、斯德哥尔摩系统和曼彻斯特系统等经典算法来大致确定肿瘤及周边正常组织器官的剂量。随着后装技术的发展，近年来新的后装放疗计划系统可以将CT或MRI影像引入到治疗计划设计中，医师可以在治疗计划系统内清楚观察到所需要照射的肿瘤范围与所放入实源器的空间位置关系。计划系统还可以根据实源器的空间位置，通过应用强度不等的放射源或调整放射源所到达区域或驻留时间做剂量优化处理，也可以将外照射剂量与近距离照射剂量叠加获得治疗区域内肿瘤靶区和正常组织器官总体受照射情况。在现有的近距离照射治疗计划优化系统中，以调整放射源所到达区域和驻留时间做剂量优化处理更为常见。
        在施源器的设置方面，目前国内外使用的腔内施源器有3类：橡胶管、气囊导管和塑料模型施源器。橡胶管虽操作方便，但难以调节，不易固定，重复性差，剂量分布不理想；气囊导管虽操作方便且易固定，但定向性差，不易调节，剂量分布不理想；塑料模型剂量分布相对较理想，重复性好，但制作复杂，操作不方便，易造成患者黏膜损伤。