带金属植入物对放疗剂量分布的影响

张晶，张永昶，刘博宇

（吉林省肿瘤医院，吉林 长春 130021）

随着科学技术的不断进步，各种进入植入物经常会被植入到放疗患者的体内。当放疗靶区或者周边区域包含了这些金属植入物时，或者这些金属植入物处于光子射野的通路范围内时，体内的金属植入物会影响原射线的衰减、以及散射线和次级电子[1]。本研究对不同材质的金属植入物在放疗射线中的剂量分布进行了分析，报告如下。

1 对象与方法

1.1 一般资料 用医科达synergy直线加速器系统6 MV和15 MV的高能X射线，对钛合金内固定板、钛合金髓内钉条、不锈钢钢板照射，用美国领先特品公司（ISP）的EBT2胶片在拓能VENUS-SPD模体中进行测量，用彩色平板扫描仪EPSON 10000XL扫描胶片。用Film QA Pro分析剂量分布。

1.2 金属材料 钛合金内固定板长度为14.0 cm，宽度1.3 cm，厚度0.5 cm。钛合金髓内钉条的长度33.0 cm，宽度1.3 cm，厚度0.8 cm。不锈钢钢板的长度14 cm，宽度1.3 cm，厚度0.8 cm。

1.3 检测方法 在医科达synergy直线加速器系统下，将免洗胶片垂直放置于拓能VENUS-SPD模体里，每根金属条分别用薄组织补偿膜包括为直径为1.4 cm的圆柱体，沿着加速器枪靶的方向，水平放于拓能VENUS-SPD模体圆形电离室的插孔中，与免洗胶片进行端面的对接。用等中心摆位，照射野大小为8 cm×8 cm，射野中心置于胶片前0.5 cm

模体电离室插孔的中心轴上，转床5°，用6 MV和15 MV高能X线行机架角10°、90°、190°、270°四野进行照射，照射总剂量200 cGy。照射钛合金内固定板、钛合金髓内钉条、不锈钢钢板，并进行测量。经过测量后的胶片，由带透射板的平板扫描仪进行扫描，用胶皮分析软件进行分析。

2 结果

2.1 基线剂量、最大剂量及增长率 三种金属材料对高能X线的辐射剂量分布均有明显的影响，在金属材料的端面发生了剂量突变和升高的情况，见表1。

表1 金属植入物对基线剂量、最大剂量及其变化的影响

2.2 不同能量对金属植入物剂量的影响 将辐射能量从6 MV增加为15 MV，不锈钢钢板的基线均值剂量从215.1 cGY降为198.3 cGY，最大剂量从256.2 cGY升为259.1 cGY，最大端面剂增幅从21.5%增加为32.2%。钛合金内固定板的基线均值剂量从210.3 cGY降为200.2 cGY，最大剂量从236.0 cGY升为230.0 cGY，剂量增加比例从12.9%增加为15.8%。

3 讨论

在人体内，各种组织不均匀，对剂量分布会造成影响。同样，在体内植入的金属物，也会造成类似的影响。金属植入物造成的影响，主要表现为对原射线衰减的影响，以及对散射线分布以及次级电子注量的影响。金属植入物的材质、大小、形状等都与剂量分布有关，对放疗剂量分布存在明显影响[3]。以往在指定放疗计划时，物理师一般考虑金属植入物对入射线束的衰减导致靶区组织的剂量减少造成的影响，而很少对金属植入物入射面的剂量增强情况进行分析。金属植入物与模体的表面交界沉积的原射线、散射线和次级电子较多。我们发现金属植入物交界面剂量出现了明显的增长，三种进入植入物的最大端面剂量增加率分别为12.9%、16.8%和21.5%，并发现金属植入物与模体的交界表面剂量分布明显升高。随着原子序数和辐射能量的上升，金属植入物与模体的交界表面剂量升高的幅度较大升高。可以从金属植入物的散射线和次级电子大量进入组织中解释这一现象，这与其他学者的研究结论较好的吻合，证实了金属植入物射线入射面表面剂量的显著增加，是因为金属材料的背向散射所致，而这一情况与植入物的原子序数大小、射野大小、射线的能量大小等有关[5]。从金属材质简单来看，原子序数越大，散射截面越大。

综上，应慎重考虑金属植入物散射线对放疗剂量分布的影响，根据不同金属植入物的特点对剂量进行修正。