近距离放射治疗系统的研究进展

万斌，姚进

四川大学 机械工程学院，四川 成都 610065

引言

恶性肿瘤是威胁人类健康的重要因素之一，大约有70%的肿瘤患者需要进行放射治疗，近距离放射治疗方法在恶性肿瘤的治疗中一直都起着重要作用[1]。近距离放射治疗的发展始终伴随着近距离放射治疗设备的迭代创新，本文通过回顾近距离放射治疗发展过程中的相关文献，总结了以治疗技术及设备发展为主体的“近距离放射治疗简史”，并将其归纳为经验模式、经典模式、图像引导模式及智能模式4个发展阶段（图1）。近距离放射治疗系统经过前三个阶段一百多年的发展，在放射源到位精度与放射剂量计算精度方面取得了长足进步。从1898年居里夫人发现镭元素到1903年Alexander Graham Bell建议物理学家将细小的镭颗粒密封入细玻璃管内，再到1986年，计算机控制的微型多功能后装机研制成功，硬件系统的发展为放射源到位精度的提高带来了革命性的变革；从1932年建立的曼彻斯特系统首次提出剂量参考点的概念（A点、B点），到放射源数学计算模型的逐步优化[2‐3]，再到21世纪，基于三维治疗计划系统（Treatment Planning System，TPS）的图像引导近距离放射治疗（Image Guided Brachytherapy，IGBT）技术的出现，软件系统的发展使肿瘤靶区高剂量区的剂量分布更均匀，个体化治疗更精确和安全。

图1 近距离放射治疗发展历程

随着人工智能及机器人技术的深入研究及应用，近距离放射治疗系统也在逐步进入第四阶段的智能模式。本文详细梳理了近距离放射治疗系统的发展历程，结合近距离放射治疗机及相关配套设备的现状及趋势，探讨了智能模式阶段的发展内涵，为机器人辅助近距离放射治疗系统研发的可行性分析提供部分理论依据。……