腹盆腔肿瘤125I粒子植入术后个体化防护临床研究

目的 研究腹盆腔肿瘤患者¹²⁵I粒子植入术后周围环境的受照剂量率及有效剂量,为不同人群的安全防护提供参考。方法 采用袖珍辐射仪,监测42例腹盆腔肿瘤患者¹²⁵I粒子植入术后24 h内,距离植入部位各方向不同距离的受照剂量率,比较不同方向不同距离的剂量率差异。对植入粒子的总活度与测量的剂量率及植入深度与标准活度下剂量率进行曲线拟合并得出关系方程。根据公式计算不同人群、不同距离受照射的剂量率与警戒时间的关系。结果 距垂直粒子植入部位30、50、100 cm的受照剂量率分别为（6.92±2.87）、（4.10±1.62）和（1.30±0.48）μSv/h,差异有统计学意义（χ²=73.71,P<0.05）。患者左、右侧面30、50、100 cm受照剂量率分别为（0.378±0.156）和（0.384±0.153）μSv/h、（0.170±0.089）和（0.176±0.086）μSv/h、（0.039±0.014）和（0.043±0.017）μSv/h,差异均有统计学意义（χ²=76.19、76.33,P<0.05）。垂直粒子植入部位的受照剂量率与植入粒子总活度及标准活度下剂量率与植入深度呈线性关系。患者对同住成年人无警戒时间,同床成年人、接触同事、同住未成年人及孕妇的警戒时间与剂量率的关系公式分别为：t（d）=-106.616+83.779lnD（t）、t（d）=26.556+85.933lnD（t）、t（d）=3.088+85.017lnD（t）。结论 ¹²⁵I粒子植入术后患者,监测其周边环境的辐射剂量在辐射安全范围内;且随着植入粒子总活度的减小及植入深度的增大剂量率减小;同时根据术后测得的剂量率或植入粒子的总活度、植入粒子的深度计算不同人群的警戒时间,进行个体化防护。     

125I粒子和60Co γ射线照射对A549及BEAS-2B细胞生物学效应的影响

目的 探讨¹²⁵I粒子和⁶⁰Co γ射线对非小细胞肺癌(NSCLC)A549细胞和正常支气管上皮BEAS-2B细胞生物学效应的影响。方法 A549、BEAS-2B细胞均行¹²⁵I粒子和⁶⁰Co γ射线不同剂量照射;集落形成实验检测细胞存活分数;流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡率;Western blot检测凋亡相关蛋白的表达水平。结果 A549细胞在4、6、8 Gy照射时,¹²⁵I粒子组细胞克隆存活分数较⁶⁰Co组降低更明显(t=6.06、9.42、4.90,P<0.05)。A549细胞在4 Gy时,G₁期细胞比例¹²⁵I粒子组为70.67%±1.49%,⁶⁰Co组为59.59%±0.71%(t=10.77,P<0.05);细胞凋亡率¹²⁵I粒子组为18.09%±0.73%,⁶⁰Co组为9.81%±0.16%(t=19.40,P<0.05)。¹²⁵I粒子照射明显上调Bax、cleaved Caspase-3蛋白的表达,同时下调Bcl-2蛋白的表达。但不同射线同一剂量或相同射线不同剂量下,BEAS-2B细胞的凋亡率及凋亡相关蛋白的表达无明显变化。结论 ¹²⁵I粒子持续低剂量率照射较⁶⁰Co γ射线高剂量率照射抑制A549细胞增殖的效应更明显。Bcl-2/Bax蛋白比失衡,最终致Caspase-3蛋白的活化在¹²⁵I粒子持续低剂量率照射抑制肿瘤细胞增殖的效应中可能发挥重要的作用。     

粒子植入术后肿瘤缩小时不同布源方式对剂量的影响

目的 假定¹²⁵I粒子植入术后肿瘤每月以20%速度退缩时,研究等间距与周边密集、中间稀疏2种布源方式对剂量的影响。方法 利用计算机三维治疗计划系统（TPS）勾画4 cm×5 cm的圆柱形肿瘤,根据布源方式不同分为等间距组和周边密集、中间稀疏组,以处方剂量125 Gy载入放射性活度1.85×10⁷Bq ¹²⁵I粒子行术前计划。假设¹²⁵I粒子植入肿瘤后肿瘤高不变,直径每月以20%的速度缩小,粒子随肿瘤均匀向心性集中,分别计算¹²⁵I粒子植入术后0、1、2、3个月时90%靶体积吸收剂量（D₉₀）、90%处方剂量覆盖体积占靶体积的百分比（V₉₀）、150%处方剂量覆盖体积占靶体积的百分比（V₁₅₀）。结果 等间距组载入粒子85颗,植入0、1、2、3个月后的D₉₀分别为126.20、130.41、133.82和139.48 Gy,V₉₀分别为97.0%、98.1%、99.3%和100%,V₁₅₀分别为70.2%、69.9%、71.1%和71.5%;周边密集、中间稀疏组植入粒子75颗,植入0、1、2、3个月后的D₉₀分别为126.46、125.41、123.50和128.83 Gy,V₉₀分别为95.2%、95.7%、94.9%和97.6%,V₁₅₀分别为52.8%、60.4%、62.7%和59.3%。结论 当肿瘤直径每个月以20%速度退缩时,粒子等间距分布时肿瘤预期吸收剂量逐渐增加;周边密集、中间稀疏的布源方式肿瘤预期吸收剂量不变,且高剂量区范围明显小于等间距布源。     

6711型125I种子源剂量学参量的蒙特卡罗模拟研究

目的 计算6711型¹²⁵I种子源的剂量特性。 方法 使用EGSnrc蒙特卡罗模拟程序对种子源的各向异性函数、径向剂量函数和剂量率常数进行计算,并给出了不同介质中的空间剂量率分布,将计算结果与美国医学物理师协会(AAPM)TG43-U1号报告中的推荐值和其他已发表的相关数据进行了比较。 结果 各向异性函数与其他最新发表的数据符合较好;径向剂量函数与TG43-U1推荐值符合较好;剂量率常数为0.951 cGy?h^－1?U^－1,与TG43-U1推荐值在1.45%内吻合。 结论 6711型¹²⁵I种子源剂量场具有低剂量率,高梯度的特点;各向异性函数在近距离小角度处存在小突起的结构。     

6711型125I种子源剂量学参量的蒙特卡罗模拟研究

目的 计算6711型¹²⁵I种子源的剂量特性。 方法 使用EGSnrc蒙特卡罗模拟程序对种子源的各向异性函数、径向剂量函数和剂量率常数进行计算,并给出了不同介质中的空间剂量率分布,将计算结果与美国医学物理师协会(AAPM)TG43-U1号报告中的推荐值和其他已发表的相关数据进行了比较。 结果 各向异性函数与其他最新发表的数据符合较好;径向剂量函数与TG43-U1推荐值符合较好;剂量率常数为0.951 cGy·h^－1·U^－1,与TG43-U1推荐值在1.45%内吻合。 结论 6711型¹²⁵I种子源剂量场具有低剂量率,高梯度的特点;各向异性函数在近距离小角度处存在小突起的结构。     

共面模板辅助CT引导下125I粒子植入治疗脊柱转移瘤疗效分析

目的 探讨共面模板（co-planar template, CPT）辅助CT下植入¹²⁵I放射性粒子近距离治疗脊柱转移瘤质量控制与近期疗效。方法 12例原发肿瘤经病理学明确诊断,影像学改变符合脊柱转移瘤特征,患者共有16个病灶。处方剂量（prescribed dose, PD）80 Gy,粒子活度（1.48×10⁷~2.59×10⁷）Bq（0.4~0.7 mCi）,CPT辅助CT引导下将植入针按术前计划穿刺并种植放射性¹²⁵I粒子。术后即刻扫描观察粒子分布情况,剂量评估。随访复查CT判定瘤体直径变化,进行疗效评估。随访时间为3~29个月。同时给予疼痛分级,评判疼痛改善情况。结果 16个病灶全部穿刺成功植入粒子。植入后剂量验证显示肿瘤靶区接受的平均照射剂量（209.21±37.16）Gy,D₉₀为（115.29±7.87）Gy,D₁₀₀为（76.59±5.53）Gy,V₉₀为（99.30±0.51）%,V₁₀₀为（98.06±1.15）%,适形指数（CI）0.981±0.012,靶区外体积指数（EI）0.012±0.007。脊髓接受的平均照射剂量为（30.47±4.83）Gy。靶区和脊髓接受的平均照射剂量与术前计划比较,差异无统计学意义（P>0.05）。术后3个月病灶完全缓解（CR）18.8%（3/16）, 部分缓解（PR）62.5%（10/16）,疾病进展（PD）6.25%（1/16）,疾病稳定 （SD）6.25%（1/16）,有效率（CR+PR）81.3%;疼痛完全缓解3例,部分缓解7例,轻度缓解2例;生存期11~39个月,中位生存期24个月。所有患者脊髓无放射性损伤发生。结论 应用CPT辅助CT引导可以按照术前计划控制粒子植入的位置和放射剂量,达到治疗肿瘤、并发症少、患者可耐受的目的。     

放射性125I粒子治疗唾液腺腺源性癌局部区域失败因素分析

目的 总结放射性¹²⁵I粒子治疗唾液腺腺源性癌局部与区域治疗失败的发生规律,分析影响其局部与区域治疗失败的危险因素。方法 按照病例纳入标准,回顾性分析2001年10月至2012年8月,就诊于北京大学口腔医学院口腔颌面外科经放射性¹²⁵I粒子治疗的唾液腺腺源性癌患者,并对影响局部区域控制的因素（年龄、性别、病理学分型、原发或复发、TNM分期、部位、放疗史、治疗情况、周缘剂量等）进行统计学分析。结果 经放射性¹²⁵I粒子治疗的唾液癌患者449例,局部与区域治疗失败共94例,其中局部病理区域均治疗失败者6例,单独局部治疗失败者77例,单独区域治疗失败者11例。局部与区域治疗失败率为20.9%,局部区域治疗失败的复发时间为1.2~117.6个月,平均复发时间是16.2个月。多因素分析显示,手术、放疗、周缘剂量是经放射性¹²⁵I粒子治疗唾液腺癌的局部区域失败的保护因素（OR=0.458、0.297、0.982,P<0.05）;年龄、分期是经放射性¹²⁵I粒子治疗唾液腺癌的局部区域失败的危险因素（OR=1.250、1.483,P<0.05）。结论 经放射性¹²⁵I粒子治疗的唾液癌患者,有20.9%局部区域治疗失败率。手术、放疗、周缘剂量是保护因素,年龄、分期是危险因素。     

基于实验与蒙特卡罗模拟法探究125I粒子间剂量衰减

目的 研究多颗¹²⁵I放射性粒子间剂量衰减规律.方法 利用Geant 4软件包进行蒙特卡罗模拟单颗粒子和多颗粒子周围剂量分布,将模拟结果与TG43-U1报告中推荐剂量计算方法所得结果进行对比,并利用实验测得数据验证蒙特卡罗模拟结果.结果 单颗粒子周围剂量分布的蒙特卡罗模拟结果与TG43-U1计算和实验结果差值分别在±3%和±5%以内.多颗粒子的蒙特卡罗模拟结果对比TG43-U1线性叠加结果,粒子间剂量衰减为3.8%~13.2%,平均剂量衰减为7.2%,实验所得结果与蒙特卡罗模拟结果差值在6%以内.结论 空间中存在多颗放射性¹²⁵I粒子时,由于粒子间的相互影响导致7%左右的剂量衰减,其最大值可超过13%,在人体组织中剂量衰减值会更大.因此,利用TG43-U1方法进行线性叠加计算临床中的剂量分布不够精确.     

125I粒子治疗舌下腺恶性肿瘤的靶区剂量分布研究

目的 测量并计算¹²⁵I放射性粒子治疗舌下腺恶性肿瘤的放射剂量在口底靶区及靶区周缘黏膜、颌骨、皮肤等组织器官的分布,为临床治疗提供客观依据.方法 利用仿生物人体模型进行实验,分别使用活度为29.6、25.9 MBq/粒的¹²⁵I放射性粒子31粒,处方剂量(即周缘匹配剂量)120 Gy,模拟对单侧舌下腺恶性肿瘤进行组织间植入近距离放疗,采用热释光剂量计测量并计算口底靶区及周围组织器官的剂量值,采用辐射自显影胶片绘制剂量分布曲线.结果 靶区中心剂量达到390~500 Gy,靶区边缘剂量达到160~480 Gy,靶区边缘外1 cm剂量达到90~170 Gy.皮肤的接受剂量为25~81 Gy,下颌骨靶区外的接受剂量为7.9~67 Gy.靶区内剂量分布无明显冷区.结论 ¹²⁵I放射性粒子治疗口底区舌下腺恶性肿瘤,可以达到有效的靶区内治疗剂量分布.对周围组织的放射剂量在安全限值以下.对下颌骨的放射剂量较小,减少了放射性骨损伤的可能.     

模拟胆管内不同弧度125I粒子链的剂量学研究

目的 研究不同弧度胆管内¹²⁵I粒子链剂量学分布情况。方法 在纸上勾画出不同弧度的粒子链模型（弧长=2πr×角度/360）,计算弧长为45 mm对应的0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°的模型。粒子链模型总长度为45 mm（每枚粒子间距为0 mm）。在粒子链模型向心侧和离心侧的中心点及两端点垂直距离5 mm处画标尺。用激光扫描仪扫描模型。每个弧度模型创建3层图片,模拟直径为8 mm的胆管。将图片导入放射性粒子源植入治疗计划系统（TPS）,模拟不同弧度的粒子链。使用TPS勾画大体肿瘤靶区（GTV）用于模拟直径8 mm的胆管,设定粒子初始活度1.85×10⁷ Bq,给予处方剂量60 Gy。计算直径为8 mm模拟胆管的D₉₀和V₁₀₀,以及粒子链中心点、两端点的向心侧及离心侧5 mm处剂量变化情况。结果 粒子链弧度为30°时,D₉₀（132 Gy）和V₁₀₀（100%）最高;弧度为60°时,D₉₀（45 Gy）和V₁₀₀（68%）最低。弧度为30°时,中心点处剂量最高（向心侧剂量为165 Gy,离心侧剂量142 Gy）;弧度为180°时,中心点处剂量最低（向心侧剂量为90 Gy,离心侧剂量50 Gy）。不同弧度时（不含0°）,中心点向心侧剂量均高于离心侧;两端点离心侧的剂量均大于向心侧。结论 随着弧度改变,粒子链剂量分布也相应变化,30°时D₉₀、V₁₀₀最大;弧度近心侧剂量明显高于远心侧。     

125I粒子植入组织间照射对大鼠背根神经节影响的组织形态学研究

目的 探讨125I粒子源照射对SD大鼠背根神经节组织形态学的影响.方法 把体重150～180g的12只成年雄性SD大鼠用随机表法等分成6组;在l～6组大鼠的第5腰背根神经节周围分别植入O(钛质空壳作为健康对照组)、14.8、18.5、22.2、25.9和29.6 MBq的125I粒子源,观察大鼠的行为改变,在植入后不同时期,将大鼠分批处死,用Olympus BX51生物光学显微镜观察植入不同活度粒子,照射不同时间后,神经节及周围肌肉组织的形态学改变,并估算背根神经节受到的剂量.结果 125I粒子源植入后,大鼠的运动功能没有受到影响,7d后体重自然增长.光学显微镜结果显示,钛质空壳植入后引起个别神经节细胞轻度水肿,但核仁清晰,细胞质正常.18.5 MBq的125I粒子源植入30 d后,与植入14 d相比,细胞肿胀更明显,还出现了脱水核固缩、核碎裂现象.29.6 MBq的粒子源植入60d后大量细胞核消失、细胞核溶解、细胞质失水皱缩.同时,活度越大,粒子植入时间越长,神经节周围的肌肉组织纤维化越显著.结论 受到125I粒子源的照射后,背根神经节及周围组织的损伤程度与照射强度存在剂量依赖关系.植入125I粒子源可能对各种难治性疼痛产生一定的镇痛作用.     

携带125I粒子导管和徒手粒子植入模拟病灶后粒子纵向间距准确性的对比研究

目的 对比携带¹²⁵I粒子的可降解导管植入和徒手粒子植入后粒子纵向间距的准确性。方法 本研究用薯蓣制成24个模拟病灶,分为徒手组和粒子导管组,每组12个模拟病灶,由3位医师完成粒子和粒子针插植,每位医师每组插植4个病灶,每组共插植60针道,并按设定粒子间距（0.5和1.0 cm）分别在两组模拟病灶内行粒子植入。术后CT复查,并测量粒子纵向间距。配对t检验分析徒手组和导管组与设定间距偏离的差异。结果 徒手组与设定间距的偏离程度分别为（0.184±0.047）和（0.127±0.051）cm,导管组与设定间距的偏离程度分别为（0.007±0.006）和（-0.003±0.006）cm,导管组粒子的偏离程度明显小于徒手组（t=3.804、2.499,P<0.05）。结论 携带¹²⁵I粒子导管的应用,使粒子纵向间距的准确性优于徒手组,受术者的影响较小。     

3D打印共面坐标模板辅助125I放射性粒子植入治疗盆壁复发宫颈癌的剂量学研究

目的 探讨放疗后盆壁复发宫颈癌患者采用3D打印共面坐标模板（3D-PCT）辅助¹²⁵I放射性粒子植入治疗剂量精确性实施的可行性。方法 本研究为单中心的回顾性研究,选取2016年4月至2017年12月北京大学第三医院应用3D-PCT辅助¹²⁵I放射性粒子植入治疗的放疗后盆壁复发宫颈癌患者资料10例。患者年龄37~71岁,中位年龄53.5岁,KPS评分≥ 70分。所有患者均接受过盆腔放疗。病灶体积为3.5~58.0 cm³（中位31.9 cm³）,处方剂量120~180 Gy,粒子活度0.55~0.67 mCi（1 Ci=3.7×10¹⁰Bq）,术前计划植入粒子数目为50（12~81）颗。根据术前计划在3D-PCT引导下行放射性粒子植入术。术后实际植入粒子数目为53（10~82）颗。评估剂量学参数包括D₉₀、D₁₀₀、V₁₀₀、V₁₅₀、V₂₀₀、靶区外体积指数（EI）、适形指数（CI）和均匀性指数（HI）,以及危及器官剂量D_{2 cm³}、D_{1 cm³}和D_{0.1 cm³}。术前计划与术后计划参数的比较采用相关样本非参数检验。结果 术后实际植入粒子数目多于术前计划设计,差异有统计学意义（Z=-2.255,P<0.05）。术后计划与术前计划的靶区剂量学参数D₉₀、D₁₀₀、V₁₀₀、V₁₅₀、V₂₀₀、EI、CI和HI比较,差异均无统计学意义（P>0.05）。膀胱、肠道的D_{2 cm³}、D_{1 cm³}和D_{0.1 cm³}、直肠D_{0.1 cm³}的术后计划与术前计划剂量差异均无统计学意义（P>0.05）。直肠D_{2 cm³}和D_{1 cm³}术后计划剂量低于术前计划,差异均有统计学意义（Z=-2.100、-2.240,P<0.05）。结论 3D-PCT辅助¹²⁵I放射性粒子植入治疗盆壁复发宫颈癌,通过术中剂量优化,术后实际剂量达到术前计划设计,可以保证¹²⁵I放射性粒子植入盆壁复发宫颈癌的剂量精确实施。     

Self-expandable stent loaded with 125I seeds: feasibility and safety in a rabbit model

Objective

To evaluate technical feasibility and acute and subacute radiotolerance of a self-expandable stent loaded with ¹²⁵I seeds in the rabbit esophagus.

Methods

A self-expandable stent designed for esophageal application was made of 0.16 mm nitinol wire and loaded with ¹²⁵I seeds (CIAE-6711). Twenty-seven stents with three different radioactive dosages (n = 9 in each dosage group) were implanted in the esophagus of healthy rabbits, while nine stents alone were used as controls. The stents were perorally deployed into the esophagus under fluoroscopic guidance. Radiological follow-up included plain chest film, CT scan, and barium esophagography which were undertaken in all rabbits of each group at 2, 4, and 8 weeks, respectively, which were correlated to histopathological findings. The stented esophageal segments along with their adjacent tissues were harvested for histopathological examinations.

Results

The stent was successfully deployed into the targeted esophageal segment in all rabbits. Neither ¹²⁵I seeds dislodged from the stent during the deployment, nor they did during the follow-up period. The greatest (16.2 Gy) absorbed dose was found in the tissue 10 mm from ¹²⁵I seeds at 8 weeks.Slight epithelial hyperplasia on the stent surface and submucosal inflammatory process developed at 2 weeks, which reached the peak at 8 weeks after the procedure. Significant thickness of the esophageal muscular layer was found at 8 weeks only in the groups with ¹²⁵I seeds. On radiologic follow-up, moderate strictures on both ends of the stents developed at 4 weeks and became severe at 8 weeks after the procedure in all groups.

Conclusion

Deployment of a self-expandable stent loaded with ¹²⁵I seeds is technically feasible and safe within the first 8 weeks. Acute and subacute radiotolerance of the treated esophagus and its adjacent tissues by ¹²⁵I seeds is well preserved in a healthy rabbit model.     

放射性125I粒子胃管治疗晚期食管癌10例临床分析

目的 探讨放射性¹²⁵I粒子胃管治疗晚期食管癌的可行性、安全性及初步疗效。方法 选择10例晚期食管癌患者,根据术前CT影像,在治疗计划系统中勾画肿瘤靶区,处方剂量60 Gy,粒子放射性活度2.22×10⁷ Bq,估算出¹²⁵I粒子数,选择合适的胃管,根据肿瘤位置于胃管外周按一定的规律固定上¹²⁵I粒子,制成粒子胃管。在C臂X射线透视下将其置入到患者食管内肿瘤部位,并随访。结果 10例患者¹²⁵I粒子胃管均顺利置入,未出现食管穿孔、出血等并发症,且术后均未出现胸痛、出血、肺炎等相关并发症。术后1个月所有患者的吞咽困难, Stooler 分级评分均为2~3级,其中1例在术后3个月死于其他基础疾病,6例在术后4个月时吞咽困难, Stooler 分级评分达到0~1级,3例达到1~2级。结论 放射性¹²⁵I粒子胃管既能提供鼻饲,解决营养问题,又能腔内照射肿瘤,抑制肿瘤生长,临床使用是安全、可行的,可作为晚期食管癌患者的一种姑息性治疗手段。     

125I粒子植入治疗中心型肺癌合并肺不张的可行性研究

目的探讨CT联合支气管镜引导放射性¹²⁵I粒子植入治疗中心型肺癌合并肺不张的可行性、疗效及安全性。方法回顾性分析2016年5月至2019年10月天津医科大学第二医院因医学原因不可手术的中心型非小细胞肺癌合并肺不张患者29例。所有患者先于支气管镜引导直视下行大气管内肿瘤粒子植入,再行CT联合模板引导经皮穿刺肺门部肿瘤粒子植入,后期序贯接受吉西他滨联合顺铂或培美曲塞联合顺铂方案化疗4周期。选用¹²⁵I粒子活度18.5~29.6 MBq,处方剂量120 Gy,术前及术后行治疗计划和质量验证。观察肺不张再通率、剂量验证满意率、气促指数改善情况、生存时间(OS)、术中及术后不良事件。结果29例肺癌合并肺不张患者均顺利完成支气管镜及CT引导粒子植入,术后质量验证满意率为93.1%。术后2、6、12、18和24个月肺不张再通率达到93.1%、89.7%、78.6%、76.2%和60%。患者治疗前的气促指数为(2.8±0.8)级,治疗后气促指数为(1.4±0.9)级,治疗后呼吸困难、乏氧症状较前明显缓解,改善持续时间为5~28个月。中位随访20个月,中位生存期21个月。与粒子治疗相关的不良事件包括气胸、咳血、咳嗽、发热及粒子移位,无3级或更高级别不良事件发生。结论对于中心型非小细胞肺癌合并肺不张患者,CT联合支气管镜引导放射性粒子植入治疗局部再通率高,可以迅速改善临床状况和提高生活质量,不良反应少,可作为安全有效的治疗选择之一。