模拟装机

后装机

1什么是后装机………………………………(1)

2当代后装机的特点…………………………(2)

3后装机的工作过程…………………………(3)

4后装机的使用………………………………(3)

5在各治疗方面的应用举例…………………(5)

6后装机的挑选与评价………………………(8)

后装机

1什么是后装机

后装机即近距离放射治疗机，是新一代肿瘤治疗设备,可

进行后装放射治疗。后装放射治疗是指把不带放射源的治疗

容器置于治疗部位，由电脑遥控步进电机将放射源送入

容器进行放射治疗，如此可避免放置治疗容器过程中医务

人员因放射受伤。可以将放射源准确安全地输送到患者需要

治疗的部位进行放射治疗。由于放置位置准确、距病体

组织近等优点，

在治疗妇科、鼻

咽、食道、支

气管、直肠、

膀胱、乳腺及胰

腺等肿瘤中，取

得了明显的临

床治疗效果。

在20世纪70年代以后，后装放射治疗得到了展，

特别是在妇科腔内放疗中得到了肯定。后装放射治疗已达

到和超过传统的腔内放疗，特别是高剂量率腔内后装放

疗。20世纪80年代后期，反应堆生产出高强度微型

铱一192源，加之经由最初的机械和电机阶段逐渐向电

脑控制发展，使后装治疗进入了新阶段，一些几乎停滞

了的放疗方法，如组织间照射得以发展，手术中及手术后

的后装治疗也有了可能。目前我国近距离放疗几乎已完全

被后装技术取代，多种不同部位的肿瘤接受了后装治疗。

包括头颈部肿瘤，胸部肿瘤，腹部肿瘤，盆腔肿瘤及其

他部位肿瘤等。

2当代后装机的特点

(1)单一性。高强度微型铱-192源，源外径不超过1.1

mm，长度小于10mm，源运动由电脑控制的步进电机

执行，步进距离为2.5mm，5mm及10mm，虽仅为1

个放射源，但源可对1—18个通道进行治疗。单一微型

源可保证各种功能的执行，易于保护，剂量计算更为精

确。

(2)微机化。当代后装机均具有电脑控制的治疗计划

系统及机器控制系统治疗计划系统包括放射源在三维空间

坐标重建，优化处理，保证治疗的个体化控制系统保证

放射源储留位置和储留时间，并使放射源按计划进入不同

的管道治疗，可记录治疗过程，储存资料，显示及笔绘

剂量分布。

(3)多功能。可进行腔内放疗，管道治疗及组织间照

射，可进行手术中照射及手术后照射。

(4)安全性高。采用单一微型铱-192源，严密封闭

于铂金或不锈钢的外套中外套亦具有过滤作用，能吸收源

衰变过程中产

生的非治疗性

射线。后装机离

源lm处剂量每

小时仅0.1

mm，机器有各

种内锁、自

检、摸拟源、

报警、紧急退源、UPS系统使机器安全性得到保证。

3后装机的工作过程

后装机由治疗计划系统、控制系统和后装机三部

分组成。治疗计划系统通过数字化仪将患者的影像进行正

交、半正交和交角的影像重建，通过运算可显示出优

化治疗、三维储存显示剂量分布以及解剖结构，系统可

以自动修正源衰变，根据源位、病灶大小和形态，

计算出等剂量分布曲线。后装机的作用是将放射源准确、

安全、定时地放置到人体病变部位。图1是后装机的工

作原理图，放射源安放在真源轮钢丝绳的最前端，

所载的放射源约为0．9×7mm的圆柱体，一般

放射源强度为10Ci，放射治疗时间一般为3～5mi

n，使用时将塑料导管插入人体各需要治疗的部位，后

装机最多可放置18条塑料管，设置18个治疗部位，

多数情况下为3～4个治疗部位。如图1所示，该机

装有两个相同的绕有钢丝绳的轮，一个是真源轮，

一个是假源轮，两个轮的结构和大小相同，在真源

轮上放有放射源。两个轮分别由两个步进电机驱动，同

时还各装有一个直流电机，用于必要时做快回抽的操

作。

4后装机的使用

后装治疗作为外照射的辅助治疗手段，已广泛应用于各

放疗部门。在近距离治疗中，平方反比定律是影响放射源剂

量分布的主要因素，根据平方反比定律，近放射源处的剂量

随距离变化要比远源处大得多。利用这一特征，肿瘤组织可

以得到有效的杀伤剂量，而邻近的正常组织可得到保护。由

此可

见，作为后装机质量保证内容之一，放射源的到位精度，直

接影响到治疗效果。为此，掌握源到位精度的测定方法，可

提高治疗精度。方法与步骤：目测法：进入WD—HDR1

8后装机治疗计划系统，在主菜单中选择“控制项，按照

换源程序将真源退回运输铅罐。再将预先准备好的仿真源插

至真源送丝轮，并返回治疗机放射源屏蔽罐原真源所处位

置。在治疗机分度头处，安装后装机专用刻度测量尺。然后

调用驻留点间不同步长的计划，分别模拟实际运行情况。同

时，在治疗室内直接观察仿真源的步进长度。若发现运行长

度与施源管实际长度差距较大，则必须仔细检查各类施源

管，确保它们长度完全一致后。退出主菜单，使用“ADJU

ST命令对真源运行长度进行最终调整。并做好记录以便日

后比对。胶片法：后装治疗机安装真源，将施源软管敷贴

于封有胶片的密封套上伸直固定，并与治疗机分度头连接。

调用驻留点间不同步长的治疗计划，分别实际运行。可根据

不同源强控制治疗时间，以获得清晰的感光点，测量感光点

间中心距判断源到位精度。结论：上述两种方法结合使用，

能较准确测量放射源的到位精度。源到位精度允许误差为1

mm。初次使用或维修后都应该完成该项质保检测，以期达

到放射治疗设备的更安全性和精确性

5在各治疗方面的应用举例

（1）在血管治疗中的应用

反复发作的再狭窄疾病是经皮肤冠状血管成

形术(PTCA)后的主要并发症，据统计，在PTCA后六

个月后约有40％的病人发生此病。再狭窄疾病也常发生

在经皮肤血管成形术

(PTA)后的周边动脉狭

窄。血管内近距离放疗

是治疗血管或血管内的

心脏小动脉(2至4毫

米直径)或周边多分支

大动脉(3至7毫米直

径)再狭窄的较新方式。再狭窄本质上是经PTCA或PTA

后动脉的疤痕组织形成。1960年，有研究者注意到放射

治疗能够抑制瘢痕瘤和其它形式疤痕组织的生长，研究者使

用一个铱一1927射线作近距离治疗，成功地预防了再

狭窄。其机理是放射治疗可减少组织的再生长并减少PTC

A或PTA后导管的收缩“0】。在心脏的小动脉中，射

线存在大体积正常组织照射的不利条件，辐射窗体穿透

性较差，而口射线则有利。对分支的大动脉，B射线不

能穿透脉管壁，而7射线表现的更适宜。使用7射线照

射的最大优点是具有较好的均匀剂量分布，这种剂量分

布在8射线或带状放射线支架上均不可能得到，因此广泛

于国内外近距离放疗的高剂量率后装机中。

血管内近距离后装机的特点

①放射源：血管内后装机所使用的铱一192放射源分为

单粒和多粒两种，单粒源利于以较小曲率半径输送，并可灵

活组成多种串列排列；多列串源可减少治疗时间。血管内

后装机连接钢丝的直径，比普通近距离放疗后装机要精细得

多，其直径为0．45mm±0．05mm(普通后装机

放射源直径为1．1mm)。②治疗计划系统：血管

内后装机是通过DSA设备(而不是像普通近距离放疗后

装机通过放疗模拟机)获得各通道放射源的驻留点位置，治

疗距离基本在0．1cm—lcm之间(普通近距离放疗常

在lcm以上)，且0．1cm一个间隔，在角度方向

上约10。一个间隔。辐射剂量函数取五阶多项式，通过

蒙特卡罗MCNP4A码计算铱一192点源相关参数。得到

的剂量分布曲线图是叠加在DSA三维影像上，与叠加在由

放疗模拟机拍摄的X线平片上的方式相比，能够更清晰地、

立体地显示各种解剖结构所受的照射剂量。

③双控制台：血管内后装机通常配备了两套控制台，一

套是置于控制室中的常规控制台，在放疗时起到与普通近

距离放疗后装机控制台一样的作用。另一套是置于治疗室内

的控制台，插管时医生可用手动方式驱动假源钢丝，应用

DSA设备使假源经导管到达预定的治疗部位，并记录治

疗时各通道放射源的驻留点位置，将其及时传输至后装机

的治疗计划系统。

④治疗导管：血管内后装机使用的是介入放射导管，具

有多种形式。常用的类似于PTCA心导管，柔韧纤细，辅

有导丝，在DSA配合下能使导管到达冠状动脉组织曲折狭

小的末梢。管内有一带盲端的管腔，是放射源钢丝输送的

管道。还有一种复合后装心脏导管，管内除有导丝、管

腔外还辅有螺旋气囊，螺旋间隙使血流通过，可与PTCA

同步进行。

⑤钢丝长度：血管内后装机所使用的钢丝除直径不足于

普通后装机放射源钢丝的一半，其长度至少为1600

mm(为病人股动脉到冠状动脉的心导管的管腔距离135

0mm与后装机机头到治疗床距离250mm之和)，

远远大于普通后装机的送丝长度(850mm一1000

mm)。

（2）在宫颈病发症中的治疗

应用SELECTROR高剂量率后装治疗机治疗宫体癌，

按F．A连线计算剂量．在我院治疗时间短．但它的近期

疗效却令人十分满意。

有关治疗方案，是以

外照射为主的全盆腔

照射法．高剂量率后

装腔内治疗只作为补加剂量的措施可使肿瘤缩小，恢复了

原来显著变形的解剖位置，有利于高剂量率后装的正确执

行，可避免困肿瘤造成的形态改变可能出现的高剂量区。

2．高剂量率腔内治疗，近年来国内各大医院通过大量子

宫内膜癌标本，发现病灶生长部位主要在宫底部及后壁，

少数在侧壁，前壁及下段。为使宫腔内剂量形成合理的倒

梨形剂量分布，对宫腔内膜癌腔内放疗的设计，采用2个

剂量参照点，一是相当于宫颈癌腔内放射通用的A点，另

一是位于宫腔放射

源顶端中轴旁开2cr／1，代表子宫底部肿瘤受量的

F点，剂量以F-A点连线计算。I期患者F点剂量可高

于A点剂量，Ⅱ期以上患者F点剂量与A点剂量大致相同，

以使宫颈侵犯得到足够剂量。采用全盆外照射，高剂量率

后装机治疗只作补加剂量的措施，放疗后即行单子宫切除

术

的方案，从近期疗效观察，效果满意。放疗反应轻，无

严重并发症。治疗方案简便，可使宫体癌得到较广泛的治

疗。远期疗效及并发症有待进一步观察。

6后装机的挑选与评价

近年来，国内出现了许多生产后装机的厂家，其产

品、质量、性能、价格也不尽相同。后装机通常由三十

部分组成t治疗计划部分、监控计算机(有的厂家治疗计

划和监控共用一台计算机)和后装机主机，对后装机的挑

选可从下面几方面入手：

1治疗计划部分

治疗计划部分由硬件(计算机、效字化仪、打印机、绘图

仪、摄像机)和软件(操作系统和治疗计划系毵软件)组

成。

(I)486微机基本可以满足计算速度的需要，奔黯微机运

算速度为486微机的三倍以上，而价格仅差二、三千

元．故宜选奔骑以上的微机．打印机宜选24针打印

机．其故障率低，操作简便．绘图仪应为八笔绘图仪。

(2)治疗计划系统软件(TPs)为各厂家自行设计，多为工

作在DOS操作系统下。TPS直接关系到治疗剂量大

小．应在功能、准确性上仔细挑选。

①治疗舒重建：

重建方法有正交重建法和变角重建法，二者各有

优劣。

②参考点设置：参考点设置有自动和手动设置．自动设

置快速简便，应注意在两通道治疗时，参考点应设在1-2

通道所对应的驻留点的连线延长线上手动设置可以把参考

点设置于三维空间任意位置，应注意其操作是否简

便．

③计算方法：计算方法要有优化计算和非优化计算，功

能更完善的TPS，还有几何优化计算等方法。对于TPS

计算出的等剂量曲线是否准确，用实际测量很麻烦，也并

非绝对准确。我们采用与被普遍认为的棱通UPS进比对

的方法，选择食道癌患者一例，用优化计算I富颈癌患者

一例采用曼彻斯特系统用非优化计算I选择乳腺癌患者一

倒采用巴黎系统多针插植、几何优化法计算．把这三十病

人的胶片分别输入TPS和棱通UPS系统，给定同样的

剂量、参考点、驻留点、计算打印出治疗单和等剂量曲

线图。将TPS和UPS的结果比较-如等剂量曲线图基本

重合，总驻留时间相差在5以内-则TPS可以认为是准

确的。2监控计算机和后蓑主机监控计算机和后装主机共同

完成治疗全过程．监控部分发出动作指夸，显示出动作

状态I后装机主执行指夸、检测动作状态。出源时观察驻

留点与驻留间是否与TPS的要求一致．测定主机的到位

精度和位的重复性。到位精度：用厂家提供的到位精

度尺测量，误差应小于土Imm。重复性源到位的变化

范雷同样用到位精度尺测量．其变化范目应在土0．5

mm。通过上面的验证，TPS软件正确，驻留时间准确，

源到位精确．就可以肯定一台后装机合格。如有条件，还

可以作进一步的剂量学验证．测量空间一点的剂量是否与

TPS计算的剂量相等，其方法请参阅后装机验收规程。

参考文献：

《当代后装机特点及维修》萍王丽英医疗卫生装备-2005年7期

《放射治疗后装机机械结构及设计要点》杨金利田作奎机械设计-2002

年8期

《三通道后装机监控系统的设计与实现》罗毅李莺...四川理工学院学

报：自然科学版-2012

年3期

《后装机的挑选与评价》何金莲鲁旭蔚中国医学物理学杂志-1998年2期

《血管内近距离后装机的应用》富强张汉源...医疗设备信息-2007年7期

《后装机治疗外周型肺癌20例临床分析》侯振才魏长虹...陕西肿瘤医学-1999

年4期

《高剂量率后装机治疗宫体癌参照点剂量的应用》李芳宋承霞江

苏医药-2000年2期