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内照射放疗行业技术路线

随着现代医学的飞速发展,放疗作为癌症治疗的重要手段,其技术路线不断创新和完善。内照射作为肿瘤治疗的重要手段之一,凭借其独特的治疗机制与精准靶向能力,为诸多肿瘤患者的个体化治疗提供了有效解决方案,在肿瘤治疗中发挥着日益重要的作用。内照射(BrachyTherapy,BT),又称近距离放射治疗或植入放射治疗,是指将放射性核素直接置入肿瘤内部或其邻近组织,以实现对病灶的高剂量、局部化辐射作用。

01 近距离放射治疗发展

18世纪末居里夫人发现Ra-226(镭),19世纪初开始应用镭针进行前列腺癌的治疗,并开始命名为近距离放射治疗;直到19世纪末开始引入影像学技术,至此近距离放射治疗开始蓬勃发展。
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(居里夫人发现镭元素)

我国近距离治疗始于解放前的上海镭锭医院,20世纪70年代前,主要采用传统的腔内镭疗治疗妇科肿瘤及少量头颈部肿瘤,如牙龈癌、舌癌的植入治疗;70年代后,应用手动操作的后装近距离治疗机,开始引进和应用国外生产的高、低剂量率后装机;90年代初,我国生产的计算机控制、步进电机驱动的微型高剂率,Ir-192后装机投入临床使用,标志着我国后装治疗进入新的阶段。2000年,引入I-125籽源植入治疗肿瘤技术,并将适应症扩大全身范围。
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(上海镭锭医院原址)

02  近距离放射治疗分类

2.1 按治疗靶区放射源的放置方式分类
# 组织间插值照射:
适用于实体肿瘤,通过手术或其他介入方法,将微型放射源(如放射性粒子)直接植入肿瘤组织内或其周围腔体内,实现精确靶向治疗。
# 术中插值照射:
医生在手术过程中将放射源置于肿瘤内部或附近,以实现精准治疗。
# 接触式近距离照射:
将放射源放置于靠近靶区组织的空间。接触式可细分为:(1)腔内近距离治疗:通过体腔照肿瘤,如通过阴道照射子宫颈癌;(2)管腔内近距离治疗:通过食管、气管、胆管照射;

(3)敷贴式近距离治疗:放射源放置表面覆盖治疗组织,如通过皮肤照射。

(4)血管内近距离治疗:通过血管治疗冠状动脉支架内再狭窄疾病。

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2.2 按剂量照射的持续时间分类
# 永久性近距离治疗:
将微型放射源(如碘-125、钯-103等低能β发射体或钇-90等高能β发射体)植入肿瘤内或周围,永久的留在体内,放射性逐渐衰减。如前列腺癌的粒子植入疗法。
# 暂时性近距离治疗:
放射源撤回前停留一段固定的时间(一般是几分钟或几小时)。具体的治疗时间长短受许多因素影响,包括治疗剂量率、肿瘤的类型、大小、位置。如将封装放射性核素的导管、导丝或胶囊等装置临时置入体内(乳腺癌的腔内管状施源器治疗或宫颈癌的后装治疗),治疗结束后移除放射源。
2.3 按肿瘤接受到的剂量率或“强度”分类
#   低剂量率(LDR/Low dose rate)近距离放疗:
指植入的放射源的照射剂量率在2 Gy/h之内。低剂量率的近距离治疗通常适用于口腔癌,咽癌,肉瘤and前列腺癌
#  中剂量率(MDR/Medium dose rate)近距离放疗:
应用中等剂量率的放射源进行治疗,剂量率范围为2 Gy/h至12 Gy/h。
#  高剂量率(HDR/High dose rate)近距离放疗:
指剂量率超过12 Gy/h的情况。高剂量率近距离治疗最常见的治疗部位包括:宫颈、食管、肺,乳腺与前列腺。多数高剂量率治疗是以门诊的形式进行,但也会因为治疗身体部位的不同而有所变化。
# 脉冲式剂量率(PDR/Pulsed dose rate)近距离放疗:
包括短时脉冲式照射。通常每次治疗一小时,以模拟低剂量率治疗的总剂量率及疗效。脉冲式近距离治疗通常可治疗妇科及头颈部肿瘤。

03 近距离放射治疗的独特优势

# 高度局部化治疗:
近距离放疗通过将放射性源直接放置在肿瘤内部或其邻近位置,实现了对病灶的高度定向辐射。这种近距离照射方式极大地增强了对肿瘤组织的辐射剂量,同时降低了对周围正常组织的照射剂量,从而提高了治疗的针对性和有效性,减少了对正常组织结构和功能的损害。
# 优化剂量分布:
近距离放疗利用放射性核素释放的短程射线(如β射线)或局部效应强烈的α粒子,其能量迅速衰减,使得辐射剂量在肿瘤区域内快速达到峰值,而在远离放射源的正常组织中迅速降低,形成陡峭的剂量梯度。这种剂量分布特性有助于在保证肿瘤获得足够治疗剂量的同时,最大限度地保护临近关键器官和结构。
# 个体化剂量定制:
近距离放疗可以根据患者的具体肿瘤体积、形状、位置以及周围组织情况,灵活设计和调整放射源的数量、种类、活度以及分布,实现个体化的剂量规划。例如,永久性植入可根据肿瘤三维形态精确植入粒子,暂时性植入可通过后装技术动态调整放射源位置和活动时间,口服或静脉给药则可根据药物在体内的分布特点进行个性化给药。
# 协同增效与互补作用:
近距离照射可与外照射、化疗、靶向治疗、免疫治疗等多种治疗手段相结合,发挥协同增效作用。例如,对于外照射难以控制的肿瘤边缘或乏氧区域,内照射可以提供额外的局部控制;对于对化疗耐药的肿瘤,内照射可作为有效的替代或补充治疗。这种互补作用拓宽了治疗适应症,提升了整体治疗效果。
# 潜在的低毒性和良好生活质量:
由于近距离照射减少了对正常组织的照射,理论上可能导致较少的急性及晚期放射性并发症,如皮肤反应、黏膜炎、肺纤维化、心肌损伤等。这可能意味着患者在治疗期间和治疗后的生活质量更高,且长期生存者可能出现的治疗相关副作用较低。
#  对复杂解剖结构和特殊类型肿瘤的适应性: 
对于某些位于复杂解剖区域、形状不规则或与重要器官紧密相邻的肿瘤,如前列腺癌、宫颈癌等,近距离照射能更好地适应肿瘤的解剖特点,提供更为精准和安全的治疗选择。

04 近距离放疗放射源

#  放射源
粒子植入(介入)治疗:短期插值常用:Ir-192、Cs-137、Co-60、Y-90等,永久植入常用:I-125、Au-198、Pd-103等;近距离敷贴治疗:常用核素Sr-90、Co-60、I-125、P-32等;近距离后装治疗:常用核素Cs-137、Co-60、Ir-192等;

#  放射源物理学特性
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来源:中国同辐

05 近距离治疗典型产品及厂商

目前市场上活跃着多家专注于近距离照射技术研发与产品制造的企业,以下列举部分代表性产品及厂商:
5.1 后装治疗机
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#  原理
治疗时先将不带放射源的治疗容器(施源器)置于治疗部位,然后在安全防护条件下用遥控装置将放射源通过导管送到已安装在患者体腔内的施源器内进行放射治疗,由于放射源是后来装上去的,故称之为“后装”。近距离后装治疗在放射治疗中居重要地位。
#  优势适应症
宫颈癌、子宫内膜癌、乳腺癌、前列腺癌、皮肤癌等。
#  优缺点简析:
后装治疗机的优势明显,能够在短时间内通过精密的施源器和三维治疗计划系统实现精准照射确保靶区高剂量,而周围正常组织受到辐射剂量低,同时治疗疗程短且单次治疗时间短。但仍然具有一些劣势,比如微创的操作要求,经皮穿刺或者腔道插入施源器等,同时由于给予肿瘤区域高剂量率的辐射,短期内可能出现较明显的局部反应,如局部淤血,肿胀,流血,插植部位流脓或不适等,需要密切监测并通过药物或者改变饮食等进行调整。
#  主要厂商
(1)进口厂商①Elekta(瑞典)②Varian(美国)③Nucletron(荷兰,被医科达收购)④IntraOp(美国)⑤Zeiss(德国)⑥Nordion(加拿大)⑦Curium Netherlands B.V.(荷兰,为瓦里安提供放射源)等 

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(2)国产厂商①山东新华  ②中国核动力研究设计院  ③江苏海明  ④北京科霖众
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5.2 粒子植入治疗
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#  原理
在影像设备的引导下,将放射性核素粒子插值到肿瘤靶区内或受肿瘤周围,通过放射性核素持续发出的射线,使肿瘤组织受到最大程度的杀伤,正常组织不损伤或仅有微小创伤,从而有效治疗肿瘤。
#  优势适应症
全身各部位实体肿瘤
#  优缺点简析
粒子植入治疗的优势主要是对周围组织器官及内环境影响很小,不受呼吸运动影响,且肿瘤剂量可以达到外放疗剂量的2倍以上使得疗效显著,同时治疗通常仅需1-2小时即可完成。但缺点也比较明显,需要微创治疗(即穿刺将粒子植入到预定的位置)使得一些大血管和重要脏器完全遮蔽的种类不适用,空腔脏器多数也不适用,同时目前治疗规范还需持续有效落地。
#  主要厂商
(1)进口厂商①IsoRay Medical(美国)②Best Medical International(美国)③CivaTech Oncology(美国)④Theragenics Corporation(美国)等
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2)国产厂商①中国核动力研究设计院   ②北京科霖众 等
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06 近距离放疗技术发展

近年来,随着医学影像技术和放射性药物的不断进步,近距离放疗技术也得到了显著的发展:
#  精准施源技术
借助现代影像导航(如CT、MRI、PET/CT)与三维治疗计划系统,实现放射源的精确植入与剂量优化,提高治疗精确度与安全性。
#  新型放射性核素研发
开发具有更优治疗窗口、更低正常组织毒性及更强肿瘤摄取特性的新型放射性同位素,如碘-125、钌-106、铱-90等。
#  机器人辅助植入
利用机器人手术平台进行放射性粒子的精准植入,减少人为误差,特别是在复杂解剖区域的应用,提升手术效率与患者舒适度。
#  个体化治疗策略
结合基因组学、蛋白质组学等生物标志物,制定基于患者个体差异的内照射方案,实现放射性核素或载体的选择、剂量计算、定位导航的个体化与精准化。

07 CONCLUSION 

近距离放疗作为癌症治疗的核心手段之一,凭借其独特的治疗机制在临床实践中扮演着不可或缺的角色。这项技术的核心在于将放射源精准递送至肿瘤病灶内部或其紧邻区域,实现对恶性组织的高精度、高强度辐射照射,与此同时,通过对放射能量的聚焦与控制,最大限度地减轻对周边正常组织的损害。尽管内照射放疗已展现出显著的疗效并逐渐被广泛应用,但其在临床实践中仍面临一系列固有的局限与挑战,诸如精确施源技术的进一步提升、个体化剂量优化、并发症预防与管理、以及适应症拓展等问题,这些都需要通过持续的科研创新与技术迭代来逐一攻克。随着放疗科学与工程技术的不断突破,近距离放射治疗有望在保持其现有优势的基础上,进一步拓宽治疗范围以及突破技术难点,提升治疗效率与安全性,惠及更广泛的癌症患者群体,为个性化、精准化癌症治疗开启新的篇章。
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文章名称:《内照射放疗行业技术路线》
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