125I粒子条剂量分布研究

杨敏捷， 罗剑钧，刘清欣， 刘凌晓，张 雯， 方主亭，杨清慧， 颜志平

·实验研究Experimental research·

125I粒子条剂量分布研究

杨敏捷， 罗剑钧，刘清欣， 刘凌晓，张 雯， 方主亭，杨清慧， 颜志平

目的 探讨连续线状排列125I粒子条剂量分布。方法 通过玻璃剂量计及IP板测量粒子条剂量立体分布并与计算软件结果比较。结果玻璃剂量计测量数据与软件计算相关性良好（r＞0．99，P=0．000）。除R=0．5 cm处外，两者差异性无统计学意义（P＜0．05）。IP板测定2 cm以内粒子间存在自吸收现象，自吸收的量约22．8％。结论连续线状排列的125I粒子条辐射等计量分布类似于柱形体，为其应用于腔内放射治疗提供理论依据。

剂量学；125I粒子；近距离放射治疗

125I粒子作为近距离放射治疗源，已广泛应用于前列腺、脑、肺、胰腺、肝脏等各类恶性实体肿瘤的治疗［1］。目前，已有连续线状排列125I粒子条应用于恶性梗阻性黄疸及肝癌伴门脉癌栓的治疗的报道［2-4］。当前，125I粒子剂量测算主要通过治疗计划系统（treatment planning system，TPS）［5-6］完成。本研究旨在测量连续线状排列125I粒子源剂量分布，并与编制和验证剂量计算软件模拟比较，为125I粒子源线状排列的临床应用提供理论基础。

1 材料与方法

1．1 材料

1．1．1125I粒子源及相关参数（model 6711型，宁波君安药业有限公司） Ā0=0．7mCi，半衰期=59．4 d，Φ0．8mm×4．5mm，δ=0．05mm，钛合金包壳，顶头焊封，内核材料银丝尺寸φ0．5 mm×3 mm，银丝表层镀125I核素。光子能量：27．4 Kev和31．4 Kev的X射线和35．5 Kevγ射线，属低能辐射；铅半价层：0．025 mm，细胞组织半价层：17 mm；在1米处空气比释功能率0．88μGy/h。

1．1．2 SM-2型人体等效模块 （复旦大学放射医学研究所研制） 由石蜡、聚乙烯、人骨等材料制成，CT值：－20 Hu。实验用模块由自制模具灌制。模块体积：10 cm×20 cm×30 cm。

1．2方法

1．2．1 计算线状排列粒子源的剂量分布 根据125I粒子源剂量计算公式编制线状排列125I粒子源剂量计算软件［7-9］，分别计算5、10、15、20粒连续线状排列125I粒子源 （model 6711型，Ā0=0．7mCi）10、25、50、75、100 Gy等剂量曲线（图1）；计算10粒连续线状排列125I端面（距离粒子条中心点5 cm）放射剂量分布及横轴 （即距离粒子条距离，R=0．5，1，1．5，2，3，4 cm），长轴（以粒子条长轴中心点为参照，Z= 4．5，3．5，2．5，1．5，0．5，－0．5，－1．5，－2．5，－3．5，－4．5 cm）不同位置剂量分布。

1．2．2 实测125I粒子条辐射剂量IP板MS-2040（FujiFilm，JP）测量的连续线状排列125I粒子条体模二维横轴辐射剂量分布。将连续线状排列10粒125I粒子源封装于4 F导管（BOSTON，USA），插入体模中央，将IP板放于125I粒子条横轴向平面，粒子条中心点距IP板距离为5 cm。IP板暴露57 s后取出，经射线影像分析仪bas-2500（FujiFilm，JP）分析读数，IP板读数条件L4 S10000 200μm。将读取数值与软件计算数值比较。

1．2．3 玻璃剂量计测量 （Chiyoda Technol CO，JP）连续排列的125I粒子源体模内剂量分布并与软件计算结果对比 以距粒子条中心1．0 cm、2．0 cm、4．0 cm为一组，1．5 cm、3．0 cm为一组，0．5 cm为单独一组，每个距离有垂直相对4孔，中心孔（装125I粒子条）直径1．5mm，其余孔（装玻璃剂量计）直径2．5mm，长度为10 mm。玻璃剂量计经乙醇清洁、退火（400℃，30min）、读取并记录本底。将玻璃剂量计装入带编号外壳中，按编号连续排列插入体模块孔眼中，每孔10粒玻璃剂量计。中心孔内正中放入10粒连续排列的125I粒子源，准确计时，暴露1 h后，先取出粒子源后再取出玻璃剂量计。玻璃剂量计经70℃预热30 min后，送入FDG-1000剂量测读仪（Asahi Techno Glass Corporation，JP）上测读数据并记录。每个距离4孔读数取均值，将所得数值除以玻璃剂量计的修正系数后与软件计算值相比较，同时比较横轴（Z=0．5），纵轴（R=0．5，1，1．5，2，3，4）不同距离观察剂量分布趋势。将玻璃剂量计测量数据与软件计算数据作相关性分析，使用统计软件SPSS16，P＜0．05为有统计学差异。

2 结果

2．1 剂量计算软件

5、10、15、20粒连续线状排列125I粒子源在Z= 0，R=1 cm处初始剂量率分别为23 469．55，30 052．46，32 000．36，32 713．18μGy/h；可见当排列粒子超过10粒，中心区域（Z=0，R=1 cm）范围内剂量分布均匀；距离超过粒子条半径1．0 cm外，剂量明显衰减。见图1。

图1 不同放射剂量的曲线图

2．2 IP板测量结果与软件计算结果对比

IP板测定数值与软件计算数值比较距离轴心2 cm以外区域，IP测定数值与软件计算值匹配良好；2 cm以内粒子IP版测量值低于软件计算值，两者曲线下面积之差为22．8％。见图2。

2．3 玻璃剂量计测量连续线状排列的125I粒子源体模内剂量分布并与软件计算结果对比

玻璃探测器测得距离125I粒子源R=0．5 cm，1 cm，1．5 cm，2 cm，3 cm，4 cm的分别在Z轴：－4．5 cm至4．5 cm间隔0．5 cm。吸收剂量（经能量响应校正［10-14］后）与软件计算的剂量比较显示：在R为0．5～1．5 cm范围内，玻璃剂量计测量结果与软件计算相符，在R=0．5 cm时，中心段区域（Z为－1．5～1．5 cm），玻璃剂量计测量值低于软件计算值 （图3）；两者曲线下面积之差为11．6％（根据R=0．5 cm数据得）。玻璃剂量计测量数据与软件计算相关性良好（r＞0．99，P=0．000）。除R=0．5处外，玻璃剂量计测量数据与软件计算剂量两者差异无统计学意义（SPSS16．0，配对t检验，双侧P＜0．05）。自吸收主要发生在距离粒子条R轴 ＜1．0 cm范围内。见图3。

图2 IP板测量结果与软件结果比较

图3 玻璃剂量计测量结果与软件结果比较

3 讨论

自1972年Whitmore等［15］首次报道125I粒子源治疗局部和转移性前列腺癌以来，125I粒子源近距离插植已广泛用于包括前列腺癌、头颈部恶性肿瘤、胰腺癌、肺癌和肝癌等恶性肿瘤的治疗［16-24］。125I为低剂量率放射性核素，初始剂量率只有0.001 3 Gy/ min，组织间植入近距离放疗属于极低剂量率放疗［25］。γ射线的能量低、衰减非常快，因此其剂量分布变化较为复杂。目前已有将放射性粒子源封装在导管内治疗乳腺癌、胆道肿瘤等相关报道［26-29］，但其剂量分布尚未进一步明确。

玻璃剂量计测量灵敏、稳定且体积较小，方便应用于125I粒子条不同位点的剂量测量。IP板在获取端面剂量数值同时可生成剂量二维分布图较为直观。玻璃剂量计测量结果与软件计算比较在R= 0.5 cm时，中心段区域（Z为-1.5～1.5 cm），玻璃剂量计测量值低于软件计算值，而2 cm以内粒子IP版测量值低于软件计算值。这可能是由于125I粒子外层为钛合金包壳使得射线衰减，尤其包壳两端焊封，线状排列的粒子条纵向钛合金剥壳及银丝叠加，故端面自吸收率较大。在临床应用时应注意125I粒子条应紧贴于癌栓，尤其值得注意的是粒子条的长度应稍大于恶性梗阻段长度。由于临床实际应用中粒子条末端位于管腔中，软件设计中未就125I粒子条端面自吸收的情况做相应修改，在距离轴线2 cm以内计算结果与IP板测量差距较大，这也证实了端面自吸收现象。关于粒子条远端的剂量的软件测量，需要进一步研究。

连续线状排列的125I粒子条辐射分布等计量曲线为一柱形体，为其应用于腔内放射治疗提供理论依据。

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Dosimetry of consecutive linear arranged125I seeds

YANG Min-jie，LUO Jian-jun，LIU Qing-xin，LIU Ling-xiao，ZHANGWen，FANG Zhu-ting，YANG Qing-hui，YAN Zhi-ping.Department of Interventional Radiology，Zhongshan Hospital，Fudan 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）

（本文编辑：俞瑞纲）

10．3969／j．issn．1008－794X．2015．01．014

上海市卫生和计划生育委员会2013年度先进适宜技术推广（2013SY060）

200032 复旦大学附属中山医院介入治疗科

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