体位固定材料对放射治疗患者吸收和体表剂量的作用

　　为了确保现代放射治疗高精度的肿瘤定位、高精度的治疗计划设计、高精度的肿瘤治疗的实施,必须确保从肿瘤定位到治疗计划设计、模拟、确认及每天重复治疗的整个定位、摆位过程中,患者体位的一致性.根据现代放射治疗技术要求,一方面让患者得到一个较舒适的、重复性好的正确的治疗体位,另一方面还要求在照射过程中体位保持不变,每次摆位能使体位得到重复,必须借助治疗体位固定器.不使用体位固定器,精确治疗难以实现.体位固定器能确保射束的实际照射范围与靶区计划区域尽量一致[1].但是由于体位固定器的应用,增加了射野路径上的介质,势必会对患者体内的剂量分布产生影响[2],使表面剂量增加[3].本文研究各种条件下的体位固定材料在不同能量 X 射线路径上对放射治疗患者吸收剂量和体表剂量的影响,为临床放射治疗计划设计提供参考依据.

　　1 材料与方法

　　1. 1 材料

　　1. 1. 1 设备、测量仪器及测量环境: 瓦里安 23EX 医用电子直线加速器,X 射线能量两档,分别为 6、15MV,剂量率在 100 ~ 600 cGy / min 范围内.电离室剂量仪符合有关规定的要求.专用有机玻璃模体.直尺、卡尺的测量范围和最小分度值在规定范围内.环境温度、大气压强和相对湿度在规定范围内; 环境辐射为本底.

　　1. 1. 2 被测量材料: U 形面膜、S 形头肩面膜、体部膜,碳纤维头部固定器、头肩部固定器、体部固定器、乳腺托架,1 cm 厚有机玻璃头部固定器、头肩部固定器、体部固定器.

　　1. 2 方法

　　1. 2. 1 体位固定材料对放射治疗患者吸收剂量影响的测量: 将专用有机玻璃模体置于加速器照射野中,并位于加速器等中心处,设置源到模体几何中心的距离( SCD) = 100 cm,将测量电离室插入模体几何中心,在电离室几何中心所在平面与辐射束轴垂直,以辐射束轴为中心的照射野大小 10 cm ×10 cm.在能量分别为 6 MV、15 MV 时,加速器给出 100 MU,分别测量模体上添加 U 形面膜、S 形头肩面膜、体部膜、碳纤维头部固定器、头肩部固定器、体部固定器、乳腺托架,1 cm 厚有机玻璃头部固定器、头肩部固定器、体部固定器前后的剂量,每组数据测量 3 次,取其平均值作为测量结果.增量 = ( 有固定材料剂量 - 无固定材料剂量) /无固定材料剂量 ×100%.

　　1. 2. 2 体位固定材料对放射治疗患者体表剂量影响的测量: 将专用有机玻璃模体置于加速器照射野中,设置源到模体表面的距离 SSD =100 cm,模体表面照射野大小 10 cm ×10 cm,测量电离室插入模体中,使电离室所在平面与射束中心轴垂直,且位于照射野中心,电离室有效测量点位于模体表面.在能量分别为6 MV、15 MV 时,加速器给出 100 MU,分别测量模体上添加 3 cm、5 cm、7 cm 的真空袋,1 mm、2 mm 厚的面膜,孔径为 3 mm、5 mm、10 mm 的面膜前后的剂量,每组数据测量 3 次,取其平均值作为测量结果.增量 = ( 有固定材料剂量 - 无固定材料剂量) /无固定材料剂量 ×100%.

　　2 结 果

　　2. 1 体位固定材料对放射治疗模体吸收剂量的影响X 射线路径上添加体位固定材料后使放射治疗模体的吸收剂量减少,随着 X 射线能量的增加体位固定材料对放射治疗模体吸收剂量的影响变小; 同一能量,有机玻璃对放射治疗模体吸收剂量的影响最大,面膜、真空袋、碳纤维对放射治疗模体吸收剂量的影响不大.见表 1.

　　2. 2 体位固定材料对放射治疗模体体表剂量的影响2. 2. 1 不同厚度真空袋对放射治疗模体体表剂量的影响: X 射线路径上添加真空袋后使放射治疗模体的体表剂量增加,随着 X 射线能量的增加真空袋对放射治疗模体体表剂量的影响变大; 同一能量,真空袋越厚对放射治疗模体体表剂量的增量越大.见表 2.

　　2. 2. 2 不同厚度面膜对放射治疗模体体表剂量的影响: X 射线路径上添加面膜后使放射治疗模体的体表剂量增加,随着 X 射线能量的增加面膜对放射治疗模体体表剂量的影响变大; 同一能量,面膜越厚对放射治疗模体体表剂量的增量越大.见表 3.

　　2. 2. 3 不同孔径面膜对放射治疗模体体表剂量的影响: X 射线路径上添加面膜后使放射治疗模体的体表剂量增加,随着 X 射线能量的增加面膜对放射治疗模体体表剂量的影响变大; 同一能量,面膜孔径越大对放射治疗模体体表剂量的增量越小.见表 4.

　　3 讨 论

　　X 射线路径上添加体位固定材料后使放射治疗患者的吸收剂量减少,随着 X 射线能量的增加,体位固定材料对放射治疗患者吸收剂量的影响变小; 同一能量,有机玻璃对放射治疗患者吸收剂量的影响最大.明智[4]采用 6 MV X 射线测量使用与不使用机玻璃体架其剂量差异最高接近 10%.3DCRT、IMRT、IGRT 等现代放疗对体位固定提出了更高要求,只有放射治疗各个环节要求更加严格,才会实现降低肿瘤复发,保护正常组织与器官和提高患者生存率的目标[5].因此,在肿瘤临床放射治疗中,治疗计划设计时,在射野经过的路径上应根据实际情况对剂量进行补偿修正,确保放射治疗患者得到足够准确的剂量.

　　Varian 23EX 医用电子直线加速器,6 MV X 射线的最大剂量深度在水下 1. 5 cm,表面剂量 50. 03% 左右,在 X 射线路径上添加真空袋或面膜后表面剂量增加,真空袋为 7 cm 时,表面剂量增加 11. 97%.15 MV X 射线的最大剂量深度在水下 2. 8 cm,表面剂量 44. 52%左右,在 X 射线路径上添加真空袋或面膜后表面剂量增加,真空袋为 7 cm 时,表面剂量增加16. 17% .能量上升时,表面剂量减少,最大剂量深度随能量增加而增加.

　　从表面到最大剂量深度区域称为剂量建成区域,此区域内剂量随深度而增加.当高能 X 射线入射到人体或模体时,在体表或皮下组织中产生高能次级电子,它们要经过一定的组织深度直至其能量耗尽后才停止,在电子最大射程范围内,由高能次级电子产生的吸收剂量随组织深度增加而增加,并在电子最大射程范围附近达到最大,其总效果是在剂量建成区深度内,总吸收剂量随深度而增加[6].由测量结果可知,添加真空袋或面膜后表面剂量增加,其原因是,使用真空袋或面膜后,相当于在模体表面添加了一层组织等效材料,X 射线的表面剂量建成区出现变化,真空袋或面膜会增加模体表面的散射线的贡献,使放射治疗患者的皮肤剂量提高.在剂量建成区内,材料越厚,对表面剂量的影响越大.面膜孔径越大,表面面膜的厚度越小,所以,面膜孔径越大,其对放疗患者的皮肤剂量影响越小.有资料显示,真空袋材料不同对表面剂量的影响差异高达 10%,甚至超过真空袋厚度对表面剂量的影响[7].在 X 射线路径上体位固定材料会产生剂量建成效应,真空袋、面膜可以明显改变表面建成区的剂量[8],导致皮肤表面的剂量增加[9],面罩和其他热塑材料对建成区后的剂量影响很小[10],对建成区内的剂量影响较大.从临床治疗来看,使用真空袋、面罩的放射治疗患者,在 X 射线路径上皮肤反应较重.因此,在固定体位临床放射治疗时,应考虑体位固定材料附加剂量对放射治疗患者的皮肤剂量的影响和生物效应,做必要的修正,否则会产生较大的剂量误差.

　　参 考 文 献

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　　[4] 李兆斌,徐利明,王晓红,等. 真空定位袋的质量保证与质量控制[J]. 中国医学物理学杂志,2006,23 ( 5) :317 - 319,336.

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