不同間距125I粒子放射性食管支架的劑量學(xué)對(duì)比

于慧敏， 張宏濤， 丁柏英， 隋愛霞， 王 娟， 吳 娟

食管癌是臨床常見的惡性腫瘤，多導(dǎo)致吞咽困難，80%患者發(fā)現(xiàn)時(shí)已無手術(shù)機(jī)會(huì)［1］。放射性食管支架可迅速緩解吞咽困難并具有治療腫瘤作用，可提高患者生存質(zhì)量和延長生存期，已被廣泛應(yīng)用于臨床［2-4］。有關(guān)食管支架捆綁125I粒子放射劑量、數(shù)量、布源方式等目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。本文就常見活度（0.3～0.9 mci）不同間距125I粒子放射性食管支架腫瘤靶區(qū)劑量學(xué)分布特性進(jìn)行一些初步研究。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備

1.1.1 放射性125I粒子（上海欣科醫(yī)藥公司） 外形為圓柱形鈦合金封裝體，直徑為0.8 mm，長度為4.5 mm，γ射線能量 27～35 kev，組織半價(jià)層是17 mm，半衰期 60.2 d，放射性活度 0.3～0.9 mCi。

1.1.2 計(jì)算機(jī)三維治療計(jì)劃系統(tǒng)（TPS） Prowess 3D Version 3.02（美國 SSGI公司）。

1.1.3 Powerlook 1000 激光掃描儀（中國臺(tái)灣世緣資訊科技公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)分組 按粒子縱橫垂直間距將實(shí)驗(yàn)分成A、B、C 3組，相應(yīng)的粒子縱橫垂直間距分別為0.5、1和 1.5 cm。

1.2.2 圖像轉(zhuǎn)換 用激光掃描儀掃描一張畫有直徑為2 cm的圓形并標(biāo)記有5 cm刻度的白紙，以JPEG格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)桌面上。利用圖像轉(zhuǎn)換程序，創(chuàng)建17層圖片，圖片層距為5 mm，模擬直徑2 cm，長度8 cm食管支架，將圖片傳輸?shù)絋PS中。

1.2.3 勾畫腫瘤靶區(qū) 利用TPS勾畫GTV，以模擬食管支架邊界為腫瘤靶區(qū)內(nèi)界，外擴(kuò)0.5 cm為外界，腫瘤靶區(qū)長度為6 cm。具體勾畫步驟如下：打開三維TPS軟件，導(dǎo)入利圖像轉(zhuǎn)換程序創(chuàng)建的17層圖片，調(diào)整圖片坐標(biāo)原點(diǎn)O為（0.2，0.2），模板原點(diǎn)為（－0.25，－0.25），矩陣密度為 128×128，在第 3 層圖片上以模擬食管支架邊界為腫瘤靶區(qū)內(nèi)界，外擴(kuò)0.5 cm為外界勾畫GTV，一直勾畫到第15層圖片。

1.2.4 載入粒子、記錄DVH圖 設(shè)定處方劑量（prescription dose，PD）為 80 Gy，A、B、C 3 組每組先后 7 次載入活度為 0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 mCi粒子。分別記錄每次載入不同粒子活度后的劑量體積直方圖（dose volume histogram，DVH）所示 D80、D90、D100，（80%、90%、100%腫瘤體積接受的處方劑量）、V90、V100、V150（計(jì)劃靶區(qū)接受 90%、1 000%、150%處方劑量的體積百分比）、按照粒子間距不同得到3組上述劑量學(xué)參數(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 13.0 for windows統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。計(jì)量資料用x±s表示。采用One-way ANOVA 分析 3 組的 D80、D90、D100、V90、V100及 V150，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組不同粒子間距的D80、D90和D100值見表1。

表 1 3 組不同粒子間距的 D80、D90和 D100 （x±s，Gy）

2.2 各組不同間距的V90、V100和V150值見表2。

表 2 3 組不同粒子間距的 V90、V100和 V150 （x±s，%）

2.3 各組每種粒子活度D90、V90和粒子活度劑量曲線和劑量分布曲線見圖1～4。

3 討論

圖1 3組每種粒子活度對(duì)應(yīng)D90值

圖2 3組每種粒子活度對(duì)應(yīng)的V90值

圖3 3組不同粒子間距每種粒子活度對(duì)應(yīng)平面各等劑量分布曲線（左側(cè)ISDOSE圖不同顏色對(duì)應(yīng)不同劑量）

圖4 3組不同粒子間距每種粒子活度對(duì)應(yīng)的80 Gy等劑量線三維立體分布圖

125I粒子放射性食管支架因其具有徑向擴(kuò)張作用、持續(xù)低劑量率照射、耐受性好等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于臨床，并取得了一定的療效［5-6］。但多數(shù)報(bào)道內(nèi)容僅限于粒子活度，排列方式，療效及并發(fā)癥等，而對(duì)于放射性食管支架的劑量學(xué)方面報(bào)道較少。

劑量學(xué)特性是放射治療的核心，放療劑量改變5%，會(huì)明顯影響腫瘤的局部控制率［7］。劑量分布直接受粒子的活度、間距、排列方式等的影響，是決定療效及并發(fā)癥的關(guān)鍵。目前臨床報(bào)道的關(guān)于放射性食管支架的粒子活度、間距及排列方式無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)期并發(fā)癥尚不明確，大多數(shù)學(xué)者采用的粒子活度為0.4～0.9 mCi， 每 1～2.5 cm安裝一層125I粒子，按照每層放置3～4顆的方式進(jìn)行布源［8-9］。本研究考慮設(shè)定相同處方劑量為80 Gy，通過TPS模擬常見活度不同125I粒子間距放射性食管支架在食管癌這種空腔腫瘤靶區(qū)內(nèi)劑量分布發(fā)現(xiàn)：①粒子縱橫垂直間距為 0.5 cm： 雖然 V90、V100、V150均為 100%（表 2、圖 2），等劑量曲線分布好（圖 3、4），但腫瘤靶區(qū)均在最高劑量200 Gy（綠色）等劑量曲線包繞范圍內(nèi)，并且隨著活度增加，包繞范圍越來越大（圖3），D80、D90、D100算術(shù)平均數(shù)均在 200 Gy 以上（表 1、圖 1），遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于處方劑量。 Grado等［10］報(bào)道 49例前列腺癌患者，治療劑量為160 Gy，術(shù)后3個(gè)月，出現(xiàn)2例血尿，3例尿道遠(yuǎn)端痛，2例直腸潰瘍，1例性功能降低等并發(fā)癥。對(duì)于像前列腺癌這樣的實(shí)體腫瘤尚不能耐受如此高的劑量，食管支架粒子緊貼食管黏膜，高達(dá)200 Gy劑量極易造成腫瘤局部壞死，形成潰瘍或穿孔等嚴(yán)重并發(fā)癥。故此不推薦該粒子排列模式。②粒子縱橫垂直間距為1.0 cm：當(dāng)粒子活度＜0.6 mCi時(shí)，劑量學(xué)參數(shù)水平較低（表 1、2，圖1、2），由劑量曲線分布圖可見明顯的低劑量區(qū)域（圖3、4），當(dāng)粒子活度>0.6 mCi時(shí)，雖然 V90、V100、V150較為理想（表2，圖2），等劑量曲線分布好，但D90高于處方劑量且靶區(qū)內(nèi)高劑量區(qū)（200 Gy）較多（見表1，圖 1、3、4）。當(dāng)粒子活度為 0.6 mCi時(shí) D90為 89.17 Gy，V90為95.7%，最接近處方劑量，靶區(qū)內(nèi)無明顯的劑量學(xué)上冷點(diǎn)、高劑量區(qū)較少并均在腫瘤靶區(qū)內(nèi)（表 1、2 圖 1、2、3、4）， 這可能更有利于放射性食管支架布源，這與文黎明等［11］研究證實(shí)粒子活度為0.6 mCi時(shí)治療食管癌最適宜，與 Guo等［12］認(rèn)為一般選用活度為0.6 mCi左右的粒子，呈梅花形排列，間距以1 cm為宜相一致。同時(shí)王浩［9］研究發(fā)現(xiàn)每層相隔1 cm排布的粒子支架能夠減少食管癌惡性再狹窄的發(fā)生率。故此建議選擇該粒子間距進(jìn)行布源。③粒子縱橫垂直間距為1.5 cm：劑量學(xué)參數(shù)水平均較低，等劑量線分布最差，靶區(qū)內(nèi)存在大量的低劑量區(qū)，即使粒子活度為0.9 mCi時(shí)，所得V90為64.90%，D90僅為 47.19 Gy（表 1、2，圖 1、2、3、4）。 殷蔚伯等［13］認(rèn)為T1分期腫瘤致死劑量為60 Gy，T4期為80 Gy或以上。由此可知如此低的劑量，極易導(dǎo)致腫瘤未控或復(fù)發(fā)。故此不推薦以此粒子間距進(jìn)行布源。

雖然放射性食管支架臨床應(yīng)用越來越廣泛，但是如何建立標(biāo)準(zhǔn)的放射性食管支架的劑量學(xué)測量模型，明確放射性食管支架的處方劑量、腫瘤靶區(qū)及周圍正常組織的受照劑量等劑量學(xué)分布特性是目前亟待解決的問題。本研究數(shù)據(jù)基于TPS模擬所得存在一定局限性，實(shí)際情況還需要大量臨床研究進(jìn)行證實(shí)。

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