不同间距125I粒子放射性食管支架的剂量学对比

于慧敏， 张宏涛， 丁柏英， 隋爱霞， 王 娟， 吴 娟

食管癌是临床常见的恶性肿瘤，多导致吞咽困难，80%患者发现时已无手术机会［1］。放射性食管支架可迅速缓解吞咽困难并具有治疗肿瘤作用，可提高患者生存质量和延长生存期，已被广泛应用于临床［2-4］。有关食管支架捆绑125I粒子放射剂量、数量、布源方式等目前尚无统一标准。本文就常见活度（0.3～0.9 mci）不同间距125I粒子放射性食管支架肿瘤靶区剂量学分布特性进行一些初步研究。

1 材料与方法

1.1 实验材料和设备

1.1.1 放射性125I粒子（上海欣科医药公司） 外形为圆柱形钛合金封装体，直径为0.8 mm，长度为4.5 mm，γ射线能量 27～35 kev，组织半价层是17 mm，半衰期 60.2 d，放射性活度 0.3～0.9 mCi。

1.1.2 计算机三维治疗计划系统（TPS） Prowess 3D Version 3.02（美国 SSGI公司）。

1.1.3 Powerlook 1000 激光扫描仪（中国台湾世缘资讯科技公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 实验分组 按粒子纵横垂直间距将实验分成A、B、C 3组，相应的粒子纵横垂直间距分别为0.5、1和 1.5 cm。

1.2.2 图像转换 用激光扫描仪扫描一张画有直径为2 cm的圆形并标记有5 cm刻度的白纸，以JPEG格式存储在计算机桌面上。利用图像转换程序，创建17层图片，图片层距为5 mm，模拟直径2 cm，长度8 cm食管支架，将图片传输到TPS中。

1.2.3 勾画肿瘤靶区 利用TPS勾画GTV，以模拟食管支架边界为肿瘤靶区内界，外扩0.5 cm为外界，肿瘤靶区长度为6 cm。具体勾画步骤如下：打开三维TPS软件，导入利图像转换程序创建的17层图片，调整图片坐标原点O为（0.2，0.2），模板原点为（－0.25，－0.25），矩阵密度为 128×128，在第 3 层图片上以模拟食管支架边界为肿瘤靶区内界，外扩0.5 cm为外界勾画GTV，一直勾画到第15层图片。

1.2.4 载入粒子、记录DVH图 设定处方剂量（prescription dose，PD）为 80 Gy，A、B、C 3 组每组先后 7 次载入活度为 0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 mCi粒子。分别记录每次载入不同粒子活度后的剂量体积直方图（dose volume histogram，DVH）所示 D80、D90、D100，（80%、90%、100%肿瘤体积接受的处方剂量）、V90、V100、V150（计划靶区接受 90%、1 000%、150%处方剂量的体积百分比）、按照粒子间距不同得到3组上述剂量学参数。

1.3 统计学处理

采用SPSS 13.0 for windows统计软件包进行统计学处理。计量资料用x±s表示。采用One-way ANOVA 分析 3 组的 D80、D90、D100、V90、V100及 V150，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组不同粒子间距的D80、D90和D100值见表1。

表 1 3 组不同粒子间距的 D80、D90和 D100 （x±s，Gy）

2.2 各组不同间距的V90、V100和V150值见表2。

表 2 3 组不同粒子间距的 V90、V100和 V150 （x±s，%）

2.3 各组每种粒子活度D90、V90和粒子活度剂量曲线和剂量分布曲线见图1～4。

3 讨论

图1 3组每种粒子活度对应D90值

图2 3组每种粒子活度对应的V90值

图3 3组不同粒子间距每种粒子活度对应平面各等剂量分布曲线（左侧ISDOSE图不同颜色对应不同剂量）

图4 3组不同粒子间距每种粒子活度对应的80 Gy等剂量线三维立体分布图

125I粒子放射性食管支架因其具有径向扩张作用、持续低剂量率照射、耐受性好等优点已被广泛应用于临床，并取得了一定的疗效［5-6］。但多数报道内容仅限于粒子活度，排列方式，疗效及并发症等，而对于放射性食管支架的剂量学方面报道较少。

剂量学特性是放射治疗的核心，放疗剂量改变5%，会明显影响肿瘤的局部控制率［7］。剂量分布直接受粒子的活度、间距、排列方式等的影响，是决定疗效及并发症的关键。目前临床报道的关于放射性食管支架的粒子活度、间距及排列方式无统一标准，远期并发症尚不明确，大多数学者采用的粒子活度为0.4～0.9 mCi， 每 1～2.5 cm安装一层125I粒子，按照每层放置3～4颗的方式进行布源［8-9］。本研究考虑设定相同处方剂量为80 Gy，通过TPS模拟常见活度不同125I粒子间距放射性食管支架在食管癌这种空腔肿瘤靶区内剂量分布发现：①粒子纵横垂直间距为 0.5 cm： 虽然 V90、V100、V150均为 100%（表 2、图 2），等剂量曲线分布好（图 3、4），但肿瘤靶区均在最高剂量200 Gy（绿色）等剂量曲线包绕范围内，并且随着活度增加，包绕范围越来越大（图3），D80、D90、D100算术平均数均在 200 Gy 以上（表 1、图 1），远远高于处方剂量。 Grado等［10］报道 49例前列腺癌患者，治疗剂量为160 Gy，术后3个月，出现2例血尿，3例尿道远端痛，2例直肠溃疡，1例性功能降低等并发症。对于像前列腺癌这样的实体肿瘤尚不能耐受如此高的剂量，食管支架粒子紧贴食管黏膜，高达200 Gy剂量极易造成肿瘤局部坏死，形成溃疡或穿孔等严重并发症。故此不推荐该粒子排列模式。②粒子纵横垂直间距为1.0 cm：当粒子活度＜0.6 mCi时，剂量学参数水平较低（表 1、2，图1、2），由剂量曲线分布图可见明显的低剂量区域（图3、4），当粒子活度>0.6 mCi时，虽然 V90、V100、V150较为理想（表2，图2），等剂量曲线分布好，但D90高于处方剂量且靶区内高剂量区（200 Gy）较多（见表1，图 1、3、4）。当粒子活度为 0.6 mCi时 D90为 89.17 Gy，V90为95.7%，最接近处方剂量，靶区内无明显的剂量学上冷点、高剂量区较少并均在肿瘤靶区内（表 1、2 图 1、2、3、4）， 这可能更有利于放射性食管支架布源，这与文黎明等［11］研究证实粒子活度为0.6 mCi时治疗食管癌最适宜，与 Guo等［12］认为一般选用活度为0.6 mCi左右的粒子，呈梅花形排列，间距以1 cm为宜相一致。同时王浩［9］研究发现每层相隔1 cm排布的粒子支架能够减少食管癌恶性再狭窄的发生率。故此建议选择该粒子间距进行布源。③粒子纵横垂直间距为1.5 cm：剂量学参数水平均较低，等剂量线分布最差，靶区内存在大量的低剂量区，即使粒子活度为0.9 mCi时，所得V90为64.90%，D90仅为 47.19 Gy（表 1、2，图 1、2、3、4）。 殷蔚伯等［13］认为T1分期肿瘤致死剂量为60 Gy，T4期为80 Gy或以上。由此可知如此低的剂量，极易导致肿瘤未控或复发。故此不推荐以此粒子间距进行布源。

虽然放射性食管支架临床应用越来越广泛，但是如何建立标准的放射性食管支架的剂量学测量模型，明确放射性食管支架的处方剂量、肿瘤靶区及周围正常组织的受照剂量等剂量学分布特性是目前亟待解决的问题。本研究数据基于TPS模拟所得存在一定局限性，实际情况还需要大量临床研究进行证实。

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