125I粒子條劑量分布研究

楊敏捷， 羅劍鈞，劉清欣， 劉凌曉，張 雯， 方主亭，楊清慧， 顏志平

·實驗研究Experimental research·

125I粒子條劑量分布研究

楊敏捷， 羅劍鈞，劉清欣， 劉凌曉，張 雯， 方主亭，楊清慧， 顏志平

目的 探討連續(xù)線狀排列125I粒子條劑量分布。方法 通過玻璃劑量計及IP板測量粒子條劑量立體分布并與計算軟件結(jié)果比較。結(jié)果玻璃劑量計測量數(shù)據(jù)與軟件計算相關(guān)性良好（r＞0．99，P=0．000）。除R=0．5 cm處外，兩者差異性無統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0．05）。IP板測定2 cm以內(nèi)粒子間存在自吸收現(xiàn)象，自吸收的量約22．8％。結(jié)論連續(xù)線狀排列的125I粒子條輻射等計量分布類似于柱形體，為其應(yīng)用于腔內(nèi)放射治療提供理論依據(jù)。

劑量學(xué)；125I粒子；近距離放射治療

125I粒子作為近距離放射治療源，已廣泛應(yīng)用于前列腺、腦、肺、胰腺、肝臟等各類惡性實體腫瘤的治療［1］。目前，已有連續(xù)線狀排列125I粒子條應(yīng)用于惡性梗阻性黃疸及肝癌伴門脈癌栓的治療的報道［2-4］。當(dāng)前，125I粒子劑量測算主要通過治療計劃系統(tǒng)（treatment planning system，TPS）［5-6］完成。本研究旨在測量連續(xù)線狀排列125I粒子源劑量分布，并與編制和驗證劑量計算軟件模擬比較，為125I粒子源線狀排列的臨床應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1．1 材料

1．1．1125I粒子源及相關(guān)參數(shù)（model 6711型，寧波君安藥業(yè)有限公司） ā0=0．7mCi，半衰期=59．4 d，Φ0．8mm×4．5mm，δ=0．05mm，鈦合金包殼，頂頭焊封，內(nèi)核材料銀絲尺寸φ0．5 mm×3 mm，銀絲表層鍍125I核素。光子能量：27．4 Kev和31．4 Kev的X射線和35．5 Kevγ射線，屬低能輻射；鉛半價層：0．025 mm，細(xì)胞組織半價層：17 mm；在1米處空氣比釋功能率0．88μGy/h。

1．1．2 SM-2型人體等效模塊 （復(fù)旦大學(xué)放射醫(yī)學(xué)研究所研制） 由石蠟、聚乙烯、人骨等材料制成，CT值：－20 Hu。實驗用模塊由自制模具灌制。模塊體積：10 cm×20 cm×30 cm。

1．2方法

1．2．1 計算線狀排列粒子源的劑量分布 根據(jù)125I粒子源劑量計算公式編制線狀排列125I粒子源劑量計算軟件［7-9］，分別計算5、10、15、20粒連續(xù)線狀排列125I粒子源 （model 6711型，ā0=0．7mCi）10、25、50、75、100 Gy等劑量曲線（圖1）；計算10粒連續(xù)線狀排列125I端面（距離粒子條中心點5 cm）放射劑量分布及橫軸 （即距離粒子條距離，R=0．5，1，1．5，2，3，4 cm），長軸（以粒子條長軸中心點為參照，Z= 4．5，3．5，2．5，1．5，0．5，－0．5，－1．5，－2．5，－3．5，－4．5 cm）不同位置劑量分布。

1．2．2 實測125I粒子條輻射劑量IP板MS-2040（FujiFilm，JP）測量的連續(xù)線狀排列125I粒子條體模二維橫軸輻射劑量分布。將連續(xù)線狀排列10粒125I粒子源封裝于4 F導(dǎo)管（BOSTON，USA），插入體模中央，將IP板放于125I粒子條橫軸向平面，粒子條中心點距IP板距離為5 cm。IP板暴露57 s后取出，經(jīng)射線影像分析儀bas-2500（FujiFilm，JP）分析讀數(shù)，IP板讀數(shù)條件L4 S10000 200μm。將讀取數(shù)值與軟件計算數(shù)值比較。

1．2．3 玻璃劑量計測量 （Chiyoda Technol CO，JP）連續(xù)排列的125I粒子源體模內(nèi)劑量分布并與軟件計算結(jié)果對比 以距粒子條中心1．0 cm、2．0 cm、4．0 cm為一組，1．5 cm、3．0 cm為一組，0．5 cm為單獨一組，每個距離有垂直相對4孔，中心孔（裝125I粒子條）直徑1．5mm，其余孔（裝玻璃劑量計）直徑2．5mm，長度為10 mm。玻璃劑量計經(jīng)乙醇清潔、退火（400℃，30min）、讀取并記錄本底。將玻璃劑量計裝入帶編號外殼中，按編號連續(xù)排列插入體模塊孔眼中，每孔10粒玻璃劑量計。中心孔內(nèi)正中放入10粒連續(xù)排列的125I粒子源，準(zhǔn)確計時，暴露1 h后，先取出粒子源后再取出玻璃劑量計。玻璃劑量計經(jīng)70℃預(yù)熱30 min后，送入FDG-1000劑量測讀儀（Asahi Techno Glass Corporation，JP）上測讀數(shù)據(jù)并記錄。每個距離4孔讀數(shù)取均值，將所得數(shù)值除以玻璃劑量計的修正系數(shù)后與軟件計算值相比較，同時比較橫軸（Z=0．5），縱軸（R=0．5，1，1．5，2，3，4）不同距離觀察劑量分布趨勢。將玻璃劑量計測量數(shù)據(jù)與軟件計算數(shù)據(jù)作相關(guān)性分析，使用統(tǒng)計軟件SPSS16，P＜0．05為有統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié)果

2．1 劑量計算軟件

5、10、15、20粒連續(xù)線狀排列125I粒子源在Z= 0，R=1 cm處初始劑量率分別為23 469．55，30 052．46，32 000．36，32 713．18μGy/h；可見當(dāng)排列粒子超過10粒，中心區(qū)域（Z=0，R=1 cm）范圍內(nèi)劑量分布均勻；距離超過粒子條半徑1．0 cm外，劑量明顯衰減。見圖1。

圖1 不同放射劑量的曲線圖

2．2 IP板測量結(jié)果與軟件計算結(jié)果對比

IP板測定數(shù)值與軟件計算數(shù)值比較距離軸心2 cm以外區(qū)域，IP測定數(shù)值與軟件計算值匹配良好；2 cm以內(nèi)粒子IP版測量值低于軟件計算值，兩者曲線下面積之差為22．8％。見圖2。

2．3 玻璃劑量計測量連續(xù)線狀排列的125I粒子源體模內(nèi)劑量分布并與軟件計算結(jié)果對比

玻璃探測器測得距離125I粒子源R=0．5 cm，1 cm，1．5 cm，2 cm，3 cm，4 cm的分別在Z軸：－4．5 cm至4．5 cm間隔0．5 cm。吸收劑量（經(jīng)能量響應(yīng)校正［10-14］后）與軟件計算的劑量比較顯示：在R為0．5～1．5 cm范圍內(nèi)，玻璃劑量計測量結(jié)果與軟件計算相符，在R=0．5 cm時，中心段區(qū)域（Z為－1．5～1．5 cm），玻璃劑量計測量值低于軟件計算值 （圖3）；兩者曲線下面積之差為11．6％（根據(jù)R=0．5 cm數(shù)據(jù)得）。玻璃劑量計測量數(shù)據(jù)與軟件計算相關(guān)性良好（r＞0．99，P=0．000）。除R=0．5處外，玻璃劑量計測量數(shù)據(jù)與軟件計算劑量兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義（SPSS16．0，配對t檢驗，雙側(cè)P＜0．05）。自吸收主要發(fā)生在距離粒子條R軸 ＜1．0 cm范圍內(nèi)。見圖3。

圖2 IP板測量結(jié)果與軟件結(jié)果比較

圖3 玻璃劑量計測量結(jié)果與軟件結(jié)果比較

3 討論

自1972年Whitmore等［15］首次報道125I粒子源治療局部和轉(zhuǎn)移性前列腺癌以來，125I粒子源近距離插植已廣泛用于包括前列腺癌、頭頸部惡性腫瘤、胰腺癌、肺癌和肝癌等惡性腫瘤的治療［16-24］。125I為低劑量率放射性核素，初始劑量率只有0.001 3 Gy/ min，組織間植入近距離放療屬于極低劑量率放療［25］。γ射線的能量低、衰減非?？?，因此其劑量分布變化較為復(fù)雜。目前已有將放射性粒子源封裝在導(dǎo)管內(nèi)治療乳腺癌、膽道腫瘤等相關(guān)報道［26-29］，但其劑量分布尚未進(jìn)一步明確。

玻璃劑量計測量靈敏、穩(wěn)定且體積較小，方便應(yīng)用于125I粒子條不同位點的劑量測量。IP板在獲取端面劑量數(shù)值同時可生成劑量二維分布圖較為直觀。玻璃劑量計測量結(jié)果與軟件計算比較在R= 0.5 cm時，中心段區(qū)域（Z為-1.5～1.5 cm），玻璃劑量計測量值低于軟件計算值，而2 cm以內(nèi)粒子IP版測量值低于軟件計算值。這可能是由于125I粒子外層為鈦合金包殼使得射線衰減，尤其包殼兩端焊封，線狀排列的粒子條縱向鈦合金剝殼及銀絲疊加，故端面自吸收率較大。在臨床應(yīng)用時應(yīng)注意125I粒子條應(yīng)緊貼于癌栓，尤其值得注意的是粒子條的長度應(yīng)稍大于惡性梗阻段長度。由于臨床實際應(yīng)用中粒子條末端位于管腔中，軟件設(shè)計中未就125I粒子條端面自吸收的情況做相應(yīng)修改，在距離軸線2 cm以內(nèi)計算結(jié)果與IP板測量差距較大，這也證實了端面自吸收現(xiàn)象。關(guān)于粒子條遠(yuǎn)端的劑量的軟件測量，需要進(jìn)一步研究。

連續(xù)線狀排列的125I粒子條輻射分布等計量曲線為一柱形體，為其應(yīng)用于腔內(nèi)放射治療提供理論依據(jù)。

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Dosimetry of consecutive linear arranged125I seeds

YANG Min-jie，LUO Jian-jun，LIU Qing-xin，LIU Ling-xiao，ZHANGWen，F(xiàn)ANG Zhu-ting，YANG Qing-hui，YAN Zhi-ping.Department of Interventional Radiology，Zhongshan Hospital，F(xiàn)udan University，Shanghai200032，China

yan.zhiping@zs-hospital.sh.cn

ObjectiveTo investigate the radiation distribution of consecutive linear arranged125I seeds in vitro．MethodsThe in vitro 3-D radiation distribution wasmeasured by radiophoto-luminescent glass detectors and imaging plate（IP）using a SM-2 model．The results were then compared with the data obtained from the software calculation．ResultsStrong correlation existed between the software calculation and data obtained from radiophoto-luminescent glass detector measurements（r＞0．99，P=0．000）．No statistically significant difference was found between the twomethods except at R=0．5 cm area（P＜0．05）．A proportion about 22．8％self-absorption within 2 cm was observed when IP measurement was used．Conclusion The isodose lines of consecutive linear arranged125I seeds conform to tubular structure，which provides theoretical basis for its application in intraluminal brachytherapy．（J Intervent Radiol，2015，24：59-63）

dosimetry；125Iseed；brachytherapy

R735

A

1008-794X（2015）-01-0059-05

2014-04-08）

（本文編輯：俞瑞綱）

10．3969／j．issn．1008－794X．2015．01．014

上海市衛(wèi)生和計劃生育委員會2013年度先進(jìn)適宜技術(shù)推廣（2013SY060）

200032 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院介入治療科

顏志平 E-mail：yan．zhiping@zs-hospital．sh．cn