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乳腺癌术后胸壁电子线放射治疗肺前缘的剂量分布

2022-07-28
来源:求医网

【摘要】 目的 对乳腺癌术后胸壁放射治疗时不同能量电子线照射不同厚度组织等效膜产生的肺前缘的受照剂量进行测量及分析。方法 以射线选用6及9 MeV电子束的电子直线加速器对仿真人体组织等效模型所拟的典型成年女子左侧乳腺癌术后患者进行模拟照射,用热释光剂量仪进行实际测量。结果 在无膜及体表加盖0.5及1.0 cm组织等效膜后,6 MeV电子线照射时肺前缘平均受照剂量呈明显递减趋势,分别为63.7,30.7和13.4 cGy;9 MeV电子线照射时肺前缘平均受照剂量减少,分别为173.9,101.7和86.9 cGy,同样呈明显递减趋势。结论 不同能量电子线照射在体表加盖相同厚度组织等效膜时,能量大的肺前缘受照剂量大;在体表加盖不同厚度的组织等效膜后,随着等效膜厚度增加肺前缘受照剂量减少。电子线能量相同,随着等效膜厚度的增加,高剂量坪区向表皮移动;可以通过增加一定厚度的等效膜来提高整个靶区治疗的剂量要求,同时肺前缘的受照剂量减少,保护了肺组织,从而减少了放射性肺炎的发生。

【关键词】 乳腺癌 ;放射治疗;肺前缘;高剂量坪区

基金项目:卫生部国家标准资助项目(2002)

加速器产生的电子线进入体表后其能量主要损失在身体浅层,电子线非常适用于杀死浅表的肿瘤细胞。使用电子线照射可迅速杀死乳腺癌术后残存的肿瘤细胞,达到预防复发的作用〔1〕,但长期的临床应用发现,应用电子线进行乳腺癌术后胸壁的照射,在保证足够的皮肤和皮下剂量的同时,须尽量减少肺前缘的受照剂量,从而减少放射性肺炎的发生〔2〕。因此,目前临床上应用电子线照射乳腺癌术后的胸壁,进行预防性治疗的同时添加补偿材料即等效膜,通过增加适当厚度的组织等效膜,既降低了肺前缘的受照剂量,又提高了皮肤的剂量,同时达到了整个靶区治疗的剂量要求,从而增加胸壁的局部控制率,同时保护了肺前缘〔3〕。国内外尚未见有关乳腺癌术后胸壁放射治疗时添加等效膜厚度不同,肺前缘的受照剂量的变化趋势及受照剂量的分布观察的报道。本实验对减少正常组织的受量从而降低放射性损伤的发生,并为能够提高靶区治疗量的同时保护正常组织提供辐射剂量学实验数据,为等效膜的临床应用及完善临床治疗计划提供剂量学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备 借助于四川科艺公司生产的人体组织等效模型,实施间接测量,经国际原子能机构(IAEA)认可。等效膜(25 cm×25 cm,厚度分别为0.5及1.0 cm各一张,等效膜的材料为聚苯乙烯,密度为1.026 g/cm),热释光剂量剂(TLD)及TLD测读仪,FJ427A微机热释光剂量仪,砝码剂量计(经卫生部标准计量学实验室标定),中国人民解放军防化学院生产GR100型 LiF(Mg、Cu、P)粉末,直径4.5 mm,厚0.8 mm,经筛选剂量偏差小于3%。

1.2 实验方法

1.2.1 选择测量点 取等效膜厚度分别为0.5及1.0 cm各一张,肺前缘(相当于胸膜前界)射野区共取5×5个测量点,每个测量点放置TLD片2片,用组织等效材料填充空隙以消除空腔效应,再取一组对照,不加等效膜,与上一组在相应位置取相同数量测量点。

实验中用砝码剂量计标定热释光剂量计,将砝码剂量计的电离室和热释光剂量计同时置于体模表面射野中心,砝码剂量计可以当时读数,热释光剂量计经热释光计量仪测量后可测其发光计数,去除本底计数可得净计数。采用点刻度法测得靶区的受照剂量,计算公式 :D=NTL×(D1/NTL1),式中D为检测剂量计所测剂量,D1为刻度组剂NTL1量计所受剂量,NTL检测剂量计TL净计数,NTL1为刻度剂量计读出的TL净计数。这里D1为砝码剂量计所测剂量(标定剂量),NTL1为于砝码剂量计放在一起得热释光剂量计净计数,NTL为乳腺癌术后靶区中心处待测剂量。

1.2.2 模拟照射步骤(程序) 实验过程中以此体模模拟典型的成年女子左侧乳腺癌术后放疗,使用美国瓦里安23EX型医用电子直线加速器照射,射线选用9 MeV电子束及6 MeV电子束,照射野面积为25.0 cm×25.0 cm,源皮距(SSD)为100 cm。模拟射野范围:上:第一前肋下缘 ;下:相应对侧乳腺皱褶下2 cm;左:中线;右:腋中线水平。选用9 MeV和6 MeV电子束对不加膜、加0.5 cm膜、加1.0 cm膜的人体模型射野区共照射3组,共计6次。

1.3 统计学处理 所有数据均用Origin 6.0软件进行统计学处理,数据以x±s表示,均数比较采用t检验。

2 结果

2.1 6 MeV电子线照射结果 选用6 MeV电子线照射人体模型,在无组织等效膜、加0.5和1.0 cm 厚组织等效膜三组中,肺前缘受照剂量平均值依次为63.72,30.70和13.39 cGy,呈明显递减趋势,体现了随着膜厚度的增加,肺前缘受照剂量明显减少,见表1。

2.2 9 MeV电子线照射结果 选用9 MeV电子线照射人体模型,在无膜、加0.5和1.0 cm厚膜3组中,肺前缘受照剂量平均值依次为173.90,101.73和86.94 cGy,呈明显递减趋势,体现了随着膜厚度的增加,肺前缘受照剂量明显减少,见表1。

表1 不同能量电子线照射时肺前缘的受照剂量比较(cGy)(略)

与无组织等效膜组比较:1)P<0.01;与0.5 cm 厚组织等效膜组相比较:2)P<0.05

2.3 6 MeV电子线照射结果与 9 MeV电子线照射结果比较 9 MeV电子线照射人体模型,在无组织等效膜、加0.5和1.0 cm厚组织等效膜三组中,肺前缘平均受照剂量均明显高于6 MeV电子线照射人体模型的结果,体现了随着照射的电子线能量的增加,加相同厚度等效膜时肺前缘平均受照剂量也随着增加,见图1。

图1 6(A)和9 MeV(B)电子线照射下肺前缘受照剂量(略)

3 讨论

本研究结果表明,肺组织在6 MeV电子线照射下,无膜的情况下所受剂量比有膜时剂量大很多,而且受照剂量梯度大,分布很不均匀;随着膜厚度的增加,肺前缘的受照剂量明显减少,证明在覆盖1.0 cm厚度组织等效膜后可以最大程度地保护了正常肺组织,从而最有效地减少放射性肺炎发生的可能性。

肺组织在9 MeV电子线照射下,无组织等效膜时所受剂量比有组织等效膜时受照剂量大,其变化趋势及规律与6 MeV电子线照射时测量的数据基本相似,随着膜厚度的增加,肺前缘的受照剂量减少。由于9 MeV电子线的建成深度较大,其穿透深度增加,目前根据国内与欧美人种体形的差别,临床上在使用9 MeV电子线进行放疗时均不提倡使用组织等效膜。本文提供9 MeV电子线的各组实验数据,旨在探索不同能量电子线(6和9 MeV)在乳腺癌术后放疗时肺前缘受照剂量的变化趋势和规律,并对两者进行对比,提供了两种不同能量电子线在实验数据方面的辐射剂量学依据。

电子线存在剂量建成区,6 MeV的建成深度为1.5 cm;9 MeV的建成深度为2.3 cm〔4〕。随着电子线能量的增加,穿透深度增大,最大剂量深度增加,并且高剂量坪区加宽〔5〕。当电子线能量相同(6 MeV)时,加不同厚度等效膜胸壁高剂量坪区位置不同,而且最大剂量深度向表面移动,加膜以后,高剂量坪区中心向表面移动,随着加膜厚度的增加,剂量建成区向皮肤表面移动幅度增大。6和9 MeV电子线照射时肺前缘的平均受照剂量也随着等效膜厚度的增加而减小。

本研究结果说明了覆盖适当厚度的组织等效膜,可以提高皮肤的受照剂量,从而达到了整个靶区治疗的剂量要求,增加胸壁的局部控制率,降低复发率,同时降低了肺前缘的受照剂量,保护了正常肺组织,也减少了放射性肺炎发生的可能性。

【参考文献】
1 狄小云,徐 敏,王 健,等.乳腺癌术后胸壁照射技术剂量分布的研究〔J〕.实用癌症杂志,2002;17(5):5024.

2 谷铣之,殷蔚伯,刘泰福.肿瘤放射治疗学〔M〕.北京:北京医科大学中国协和医科大学联合出版社,1993:329,1256,1329.

3 惠周光,余子豪.早期乳腺癌根治术或改良根治术后的放射治疗〔J〕.中华放射肿瘤学杂志,2001;10(1):624.

4 陈大伟,袁庆海,贺 强,等.热释光方法测量摄影中乳腺癌体的剂量〔J〕.中华放射医学与防护杂志,2003;23(3):2001.

5 贺 强,陈大伟,杨晓光,等.60Co放射治疗过程中膀胱的受照剂量〔J〕.吉林大学学报·医学版,2004;30(3):42930.