放射性粒子植入治療技術物理學基礎第1頁，課件共49頁，創作于2023年2月粒子植入中的物理學工作?????項目與技術流程的建立計劃系統驗收和試運行劑量計算和計劃設計技術設備質量保證……第2頁，課件共49頁，創作于2023年2月內容?放射性粒子永久性植入的特點

?一般臨床特點

?臨床物理、劑量學特點?幾個臨床物理學問題?????劑量學中的幾個基本概念粒子活度選擇治療計劃概述劑量處方、報告和評價布源方式第3頁，課件共49頁，創作于2023年2月

外照射放療?分次照射（～次）?治療時間長（～6周）?場地、設備要求高?價格昂貴?電子機械故障導致停機

粒子植入?一次性植入?1-2天的住院或門診治療?場地、設備要求相對較低?相對便宜?沒有停機問題一般臨床特點第4頁，課件共49頁，創作于2023年2月?中短半衰期核素?低能、高線性能量傳遞（LET）?劑量分布特性?劑量率特性?超低劑量率?指數衰減的劑量率物理、劑量學特點第5頁，課件共49頁，創作于2023年2月同位素（天）半衰期常用活度（mCi）90%能量（天）Cs-131 I-125Pd-103

9.759.417.01.1-1.70.3-0.81.1-1.7

33197 58粒子植入常用的放射性核素第6頁，課件共49頁，創作于2023年2月?中短半衰期?低能、高線性能量傳遞（LET）?劑量分布特性?劑量率特性?超低劑量率?指數衰減的劑量率物理、劑量學特點第7頁，課件共49頁，創作于2023年2月同位素Cs-131I-125Pd-103光子平均能量（keV）30.428.520.8半價層（mm鉛）稍高于I-1250.025(2cm組織)0.008粒子植入常用的放射性核素第8頁，課件共49頁，創作于2023年2月北醫三院北京Doserateeffect第9頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE粒子植入的生物學特點?Radiationsensitivity?Recovery?Redistribution?Repopulation?Reoxygenation?Irradiatedvolume第10頁，課件共49頁，創作于2023年2月?中短半衰期?低能、高線性能量傳遞（LET）?劑量分布特性?劑量率特性?超低劑量率?指數衰減的劑量率物理、劑量學特點第11頁，課件共49頁，創作于2023年2月粒子植入典型的劑量分布I-125外照射第12頁，課件共49頁，創作于2023年2月粒子植入的劑量分布特性

外照射放療?靶區內劑量均勻?正常組織接受中低劑量照射（SRS/SRT，IMRT）?對患者和器官運動敏感?受分次擺位誤差影響大

粒子植入?靶區內劑量相對不均勻?靶區外劑量迅速跌落?對患者和器官運動不敏感?對單個粒子植入誤差相對不敏感第13頁，課件共49頁，創作于2023年2月

劑量均勻性臨床和實踐意義?靶區內劑量不均勻性??導致局控失敗或壞死（Simonetal1993）對腫瘤控制意義尚不清楚?靶區和正常組織移行區劑量不均勻性

?有利于正常組織的保護?對腫瘤控制的意義有待研究?劑量體積處方和約束?粒子活度、布源方式第14頁，課件共49頁，創作于2023年2月?中短半衰期?低能、高線性能量傳遞（LET）?劑量分布特性?劑量率特性?超低劑量率?指數衰減的劑量率物理、劑量學特點第15頁，課件共49頁，創作于2023年2月???高劑量率>12Gy/h中劑量率4~12Gy/h低劑量率2~4Gy/h?125I0.07Gy/h?103Pd0.20Gy/h超低劑量率第16頁，課件共49頁，創作于2023年2月

幾個臨床物理學問題

?低OER、高RBE?劑量學中的幾個基本概念?粒子和活度選擇?治療計劃概述?劑量處方、報告和評價?布源方式第17頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE劑量學中的幾個基本概念?放射性核素和放射性粒子?能量、活度和強度?劑量率、劑量和累積劑量?生物等效劑量第18頁，課件共49頁，創作于2023年2月粒子植入常用的放射性粒子第19頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE劑量學中的幾個基本概念?放射性核素和放射性粒子?能量、活度和強度?劑量率、劑量和累積劑量?生物等效劑量第20頁，課件共49頁，創作于2023年2月?顯活度(Aapp,單位mCi)?與給定包裹源具有相同Kerma非濾過點源活度?空氣比釋動能強度(Sk單位U)?1U=1cGycm2h-1?空氣比釋動能和顯活度間的關系?0.876X1.45=1.27U/mCi(125I),?1.29U/mCi(103Pd),0.638U/mCi(131Cs)Sk/Aapp()x[W/e]粒子活度和強度第21頁，課件共49頁，創作于2023年2月

幾個臨床物理學問題

?低OER、高RBE?劑量學中的幾個基本概念?粒子活度選擇?治療計劃概述?劑量處方、報告和評價?布源方式第22頁，課件共49頁，創作于2023年2月

粒子活度選擇?低OER、高RBE?????半衰期射線能量靶區和危及器官幾何關系粒子間距和劑量均勻性粒子數目和時間、經濟成本第23頁，課件共49頁，創作于2023年2月

粒子活度的劑量學效應相同處方劑量，粒子活度增加????粒子數、植入針數下降手動計劃設計難度增加均勻性、危及器官保護計劃優化活度選擇范圍可以擴大些第24頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE粒子活度選擇－示例?前列腺癌：0.4mCi（0.3-0.7mCi）?胰腺癌：0.5mCi?頭頸部腫瘤：0.7-0.9mCi?直腸、婦科復發腫瘤?肺癌第25頁，課件共49頁，創作于2023年2月

幾個臨床物理學問題

?低OER、高RBE?劑量學中的幾個基本概念?粒子和活度選擇?治療計劃概述??布源方式劑量處方、報告和評價第26頁，課件共49頁，創作于2023年2月

治療計劃目的和意義?低OER、高RBE?????指導訂購粒子指導術中植入劑量學評價技術項目評價和改進臨床劑量體積效應評價與分析第27頁，課件共49頁，創作于2023年2月

治療計劃?低OER、高RBE?計劃方式??手工計算和經驗公式(Nomograph)計算機化的計劃設計??模擬計劃和實際計劃技術項目流程（術前、術中和術后）第28頁，課件共49頁，創作于2023年2月術前計劃和術中計劃????低OER、高RBE

術前計劃指導訂購粒子和術中植入 術中計劃指導術中植入和劑量學評價 必須做術前計劃?不做術中計劃?可以不做術前計劃?做術中計劃第29頁，課件共49頁，創作于2023年2月

術后計劃?低OER、高RBE?劑量學評價和項目改進??術前、術中劑量體積處方和約束術后劑量學驗證?必要性和時機選擇??前列腺癌非前列腺癌第30頁，課件共49頁，創作于2023年2月

幾個臨床物理學問題

?低OER、高RBE?劑量學中的幾個基本概念?粒子和活度選擇?治療計劃概述??布源方式劑量處方、報告和評價第31頁，課件共49頁，創作于2023年2月

布源方式

?低OER、高RBE目的和評價方式???理想的劑量分布橫斷面劑量分布圖劑量體積直方圖限制條件???靶區和危及器官幾何位置關系處方劑量和耐受劑量影像引導和穿刺、植入技術的限制第32頁，課件共49頁，創作于2023年2月

布源方式

?低OER、高RBE現實選擇??均勻布源計劃優化ABS推薦的前列腺的布源方式????改進的均勻植入改進的周圍植入計劃優化逆向計劃第33頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE幾個臨床物理學問題?劑量學中的幾個基本概念?粒子和活度選擇?治療計劃概述?布源方式?劑量處方、報告和評價第34頁，課件共49頁，創作于2023年2月劑量處方報告和評價的意義

?低OER、高RBE????指導計劃設計和術中植入技術項目評價和改進技術推廣與規范化臨床劑量體積效應研究第35頁，課件共49頁，創作于2023年2月近距離治療劑量學目的

?低OER、高RBE????給予靶區盡可能高的最低劑量每個放射源周圍高劑量區范圍盡可能小， 避免過度壞死盡量控制劑量不均勻性避免冷點、限制熱點第36頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE近距離治療劑量學原則?靶區表面產生均勻劑量?限制靶區內超高劑量區范圍?靶區外劑量迅速跌落第37頁，課件共49頁，創作于2023年2月

劑量處方?低OER、高RBE?劑量分布特點及其臨床意義?劑量處方在包含靶體積的等劑量面上?處方劑量通常以計劃達到的靶區最低劑量表示?粒子植入中通常使用mPD(minimumperipheraldose)第38頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE?mPD(minimumperipheraldose)?D100mPDMPD(matchedperipheraldose)，目前很少使用第39頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE劑量處方內容和適用范圍內容?靶區和危及器官定義?靶區劑量體積處方?危及器官的劑量體積約束適用范圍?術前和術中計劃第40頁，課件共49頁，創作于2023年2月

劑量處方示例－前列腺癌?低OER、高RBE???Pd-10390-100GymPDI-125100-110GymPDCs-13185GymPD?單純粒子植入??Pd-103125GymPDI-125145GymPD?Cs-131115GymPD第41頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE劑量報告與評價?靶區和危及器官定義?靶區和危及器官劑量體積分布?影像引導和植入方式（流程）?粒子的描述?核素種類、粒子類型?活度第42頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE靶區和危及器官劑量體積分布?橫斷面劑量分布圖?劑量體積直方圖術中、術后計劃?前列腺癌?非前列腺癌第43頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE植入方式?植入流程?計劃方式?布源方式第44頁，課件共49頁，創作于2023年2月?低OER、高RBE劑量學報告與評價示例前列腺癌推薦的術后劑量學評價參數?前列腺劑量V100,V150,V200,D90?尿道劑量UV125,UV150,UD50,UD30,UD5?直腸劑量RV100Pro-Qura:UniversityofWashington,Seattle,community-based第45頁，課件共49頁，創作于2023年2月第46頁，課件共49頁，創作于2023年2月直腸劑量效應關系?????放射性直腸炎9%,植入時R100小于1.00cc時2%術后驗證R100小于1.30cc5年2級直腸炎5%,大于1.30cc，18%術中R100<0.5cc,直腸漏小于３%，建議可以進一步限制R50水腫影響,術后驗證時直腸表面劑量大于植入時50%直腸晚期并發癥和MPD、粒子活度和總活度沒有關系