GZP型60Co源剂量学参数的蒙特卡洛模拟

目的 GZP型⁶⁰Co源高剂量率后装机在临床中已有应用,模拟计算GZP型⁶⁰Co源的剂量学参数。方法 使用EGSnrc蒙特卡洛软件模拟计算已知的BEBIG ⁶⁰Co源(Co0.A86)剂量学参数,与其结果进行对比,验证方法的可行性。对GZP型高剂量率后装机⁶⁰Co源进行建模,用同样方法模拟计算GZP型⁶⁰Co源剂量学参数。结果 对BEBIG⁶⁰Co源,结果与标准数据吻合很好,单位活度空气比释动能强度S_K/A相差0.2%,剂量率常数Λ相差1.0%,径向剂量函数g_L (r)和各向异性函数F (r,θ))曲线吻合。计算得到的GZP型⁶⁰Co源(1、2)号通道的S_K/A和Λ分别是3.011×10^-7cGycm²h^-1Bq^-1和1.118cGyh^-1U^-1, GZP (3)号通道⁶⁰Co源的S_K/A和Λ分别是3.002×10^-7cGycm²h^-1Bq^-1和1.110cGyh^-1U^-1,g_L (r)、F (r,θ)和水模中单位空气比释动能强度的剂量率参照AAPM推荐列出。     

热释光剂量仪测量体模植入125I粒子源的剂量学参数可行性

目的 探讨应用热释光剂量仪在体模中测量植入¹²⁵I粒子源(型号Sinko BT-125-1)的剂量学参数可行性。方法 将测量体模进行改进使其可适用于剂量学测量。根据AAPM TG43建议测量的参数包括剂量率常数Λ、径向剂量函数g_L(r)和各向异性函数F (r, θ)等,所测数据与文献中其他构造相似的¹²⁵I粒子源数据进行比较。结果 ¹²⁵I粒子源的Λ为0.928cGyh^－1U^－1。所测得的g_L(r)范围为径向距离在1.0~10.0 cm内所对应的值。F (r,θ)范围为角度在0°~90°内所对应的值。与型号Amersham 6711¹²⁵I粒子源相比,二者g_L(r)值的最大差异为9.6%。二者F (r=2 cm, θ=0)值的差异为10.2%。应用此体模进行测量总的不确定度<6.0%。     

施源器对192Ir源近距离治疗剂量的影响

目的 研究不同施源器对¹⁹²Ir源近距离治疗剂量分布的影响。方法 核通公司#101.001、#084.350柱形施源器内管分别为塑料和不锈钢,串球为塑料,串球半径为1.00、1.25、1.50、1.75 cm。利用EGSnrc程序模拟体模中有施源器时的剂量分布,对比计划系统计算结果,分析材料、厚度和源驻留点个数不同情况下施源器对剂量分布影响。结果 由两种施源器产生的剂量偏差与施源器半径之间无明显关系,有施源器存在时患者实际受量比计划量小,施源器#101.001产生的剂量偏差≤1%,施源器#084.350产生的剂量偏差接近3%,改变驻留点个数剂量偏差保持不变。结论 对现阶段近距离治疗,在条件允许情况下尽量选用塑料材质施源器,长远来看为提高近距离治疗精确性,对现有剂量计算算法进行改进,考虑含有不锈钢等金属施源器对剂量分布的影响。     

磁场对Bebig型60Co HDR近距离治疗源剂量分布影响研究

目的 计算MRI引导近距离治疗中磁场对Bebig型⁶⁰Co HDR放射源周围剂量以及碰撞比释动能分布的扰动,判断在不同强度磁场下应用此型号放射源进行近距离治疗可行性。方法 基于蒙特卡洛Geant4软件,建立Bebig型⁶⁰Co近距离治疗源模型,然后置其于尺寸为10cm×10cm×10cm的均匀水模体中,并沿着x、y、z轴向划分大小为0.2mm×0.5mm×0.5mm的体元。在x轴向上分别施加磁场强度为0T、1.5T、3.0T均匀磁场,分别计算x轴向上距离治疗源中心10.0mm范围内碰撞比释动能与剂量分布以及两者比值随距离放射源中心远近变化情况。结果 1.5T的磁场对⁶⁰Co HDR治疗源附近空间范围内剂量分布无影响,而3.0T的磁场导致距离放射源中心r<6mm范围内剂量明显偏高,r=5.4mm处剂量增加了接近40%。碰撞比释动能与剂量比值在1.2mm60Co HDR近距离治疗源,在治疗过程中应用1.5T外部磁场是安全可靠的,而3.0T高场强磁场带来了剂量风险,在投入临床使用前必须进行安全验证评估。     

磁场对Bebig型60Co HDR近距离治疗源剂量分布影响研究

目的 计算MRI引导近距离治疗中磁场对Bebig型⁶⁰Co HDR放射源周围剂量以及碰撞比释动能分布的扰动,判断在不同强度磁场下应用此型号放射源进行近距离治疗可行性。方法 基于蒙特卡洛Geant4软件,建立Bebig型⁶⁰Co近距离治疗源模型,然后置其于尺寸为10cm×10cm×10cm的均匀水模体中,并沿着x、y、z轴向划分大小为0.2mm×0.5mm×0.5mm的体元。在x轴向上分别施加磁场强度为0T、1.5T、3.0T均匀磁场,分别计算x轴向上距离治疗源中心10.0mm范围内碰撞比释动能与剂量分布以及两者比值随距离放射源中心远近变化情况。结果 1.5T的磁场对⁶⁰Co HDR治疗源附近空间范围内剂量分布无影响,而3.0T的磁场导致距离放射源中心r<6mm范围内剂量明显偏高,r=5.4mm处剂量增加了接近40%。碰撞比释动能与剂量比值在1.2mm60Co HDR近距离治疗源,在治疗过程中应用1.5T外部磁场是安全可靠的,而3.0T高场强磁场带来了剂量风险,在投入临床使用前必须进行安全验证评估。     

3D打印技术在CT引导宫颈癌术后阴道残端肿瘤近距离治疗中应用

目的 探讨3D打印技术在腔内近距离治疗个体化施源器制作中的运用。方法 对1例宫颈癌术后阴道残端狭窄并规则实体肿瘤患者,用显影剂浸泡过的纱条对患者阴道进行填塞后进行CT扫描,获取阴道腔内三维几何轮廓。利用软件进行轮廓提取,在靠近病灶侧预留三根腔道,使用3D打印机、医用硅胶材料进行施源器打印。将该施源器重新置入患者阴道内,CT扫描并纠正施源器位置。将最终CT图像输出至TPS进行靶区及OAR勾画,完成剂量分布计算。结果 3D打印个体化阴道施源器可以和靶体积形成良好的贴合,弯曲处管道的曲率>1 cm,可保证放射源的顺利通过;通过对插植软管进行剪切,将总的出源长度统一设定为1 280 mm,可实现个体化施源器与后装机的精确连接;病灶达到处方剂量的同时,膀胱、直肠剂量D_{2 cm³}分别为320.4、331.5 cGy,不超过剂量限值。结论 利用3D打印技术制作个体化施源器适用于宫颈癌术后阴道残端狭窄并规则实体肿瘤的治疗,临床疗效与不良反应尚需进一步观察。     

局部晚期宫颈癌后装腔内联合组织间插植剂量学及临床疗效分析

目的 研究后装腔内/组织间插植近距离治疗(IC/ISBT)与传统后装腔内近距离治疗(ICBT)相比较的剂量学差异及其近期疗效。方法 45例局部晚期宫颈癌患者采用IC/ISBT及ICBT方法进行后装近距离治疗,分别对两种治疗方法的A点(A1、A2)、D90%、D100%以及膀胱、结肠、直肠、小肠受量进行计算,同时观察近期疗效。结果 IC/ISBT比ICBT放疗A点剂量显著提升(P<0.05);并且IC/ISBT的D90%、D100%也均明显高于ICBT (P<0.05)。外照射后残存肿瘤直径≥3cm时,IC/ISBT比ICBT可获得较高的靶区剂量提升(P<0.05)。IC/ISBT与ICBT的膀胱、直肠、结肠、小肠D2cm³、D0.1cm³相近(P>0.05)。疗后1、3、6个月的近期疗效IC/ISBT与ICBT相近(P>0.05)。结论 局部晚期宫颈癌(残存肿瘤直径≥3cm)后装近距离治疗中IC/ISBT在不增加危及器官受量及降低近期疗效前提下显著地提高了靶区、A点剂量,具有明显剂量学优势。     

60Co γ射线对雄性比格犬睾酮分泌及睾丸组织病理学的影响

目的：探讨⁶⁰Co γ射线急性照射对雄性比格犬睾酮分泌的影响及对睾丸的损伤。方法：检疫30 d的15只雄性比格犬,随机分为3组：空白对照组、0.5 Gy γ射线照射组和5.0 Gy γ射线照射组,照射组比格犬接受⁶⁰Co γ射线一次性全身照射,吸收剂量率为0.5 Gy/min,分别于照射后第4、7、14、28、60天采用竞争性抑制酶免疫分析法测定血清睾酮含量,照射后60 d取犬睾丸和附睾,观察脏器是否出血或坏死并进行睾丸的组织结构病理学检查。结果：γ射线照射后10~13 d,5.0 Gy γ射线照射组动物全部死亡,并出现睾丸及附睾出血;照射后60 d,0.5 Gy γ射线照射组动物体质量与空白对照组间的差异无统计学意义（P>0.05）,其睾丸平均质量为空白对照组的69%,两组间的睾丸/体质量比差异无统计学意义（P>0.05）;在照射后第4、7、14、28、60天,0.5和5.0 Gy γ射线照射组与空白对照组血清睾酮含量间的差异无统计学意义（P>0.05）;2个照射组比格犬睾丸生精细胞有不同程度坏死脱落,其中5.0 Gy γ射线照射组睾丸内无精子生成。结论：0.5和5.0 Gy ⁶⁰Co γ射线急性照射均对雄性比格犬生殖系统造成损伤,其中血清睾酮变化不明显,睾丸结构受到破坏,生精细胞及精子生成受到严重损伤。     

玉麦须醇提物对L929细胞氧化应激损伤的保护作用

目的:观察不同剂量玉麦须醇提物(MSE)对照射所致L929细胞氧化应激损伤的保护作用及其可能的机制。方法:⁶⁰Co照射L929细胞后,即分别给予0、10、50、250μg/mL MSE处理,阴性对照组屏蔽照射,检测细胞氧化损伤、抗氧化系统、炎症因子等相关氧化应激指标的变化。结果:⁶⁰Co照射能引起显著的细胞氧化应激损伤,MSE处理后能降低硫代巴比妥酸反应产物(TBARS)含量,提高过氧化氢酶和过氧化物歧化酶的活性、增加GSH/GSSG比值,且存在一定剂量效应关系。同时,MSE能上调Nrf2和γ谷氨酰半胱氨酸合成酶的表达,抑制转化生长因子β(TGF-β)的基因和蛋白表达,以中剂量组(50μg/mL)作用最为显著。结论:一定剂量的MSE可改善由照射引发的细胞氧化应激损伤,Nrf2和TGF-β可能为玉麦须有效的作用靶点。     

基于蒙特卡罗模拟散射效应和异质性对高剂量率192Ir近距离治疗剂量分布的影响

目的:探究散射效应和异质性对高剂量率¹⁹²Ir近距离治疗剂量分布的影响。方法:用MCNP5蒙特卡罗方法模拟Flexisource HDR ¹⁹²Ir放射源的TG-43剂量学参数：剂量率常数Λ、径向剂量函数g(r)、各向异性函数F(r,θ)。基于临床分别构建身体围度差异、偏心、浅表三种非完全散射和组织成分差异、肺插植、腔道插植三种异质性的简化模型,分别计算放射源的径向剂量分布,并通过比较各简化模型和标准模型的同点径向剂量的偏差来评价散射效应和异质性对剂量分布的影响。结果:Λ、g(r)和F(r,θ)模拟值和TPS数据的偏差均小于1%;非完全散射：TPS高估2 cm、5 cm、10 cm处的真实剂量可达约4%、14.8%、16.4%;皮质骨：TPS高估2 cm、5cm、10 cm处的真实剂量约0.7%、1.14%、10%;肿瘤介质：TPS高估真实剂量平均约1.1%;肺介质：TPS高估0.5 cm～6 cm内的真实剂量平均约1.80%,低估6 cm～15 cm内的真实剂量平均约7.77%;肺插植：半径1 cm肿瘤,TPS高估0.5 cm～8 cm内的...     

3D打印多通道施源器在宫颈癌术后患者近距离治疗中研究北大核心CSCD

目的比较3D打印多通道施源器与常规阴道单通道施源器用于近距离治疗的剂量学差异,为宫颈癌术后患者的近距离治疗提供一定的指导依据。方法选取25例自2019年1月—2020年11月接受^(192)Ir高剂量率近距离治疗的宫颈癌术后合并阴道上皮内瘤变Ⅲ级的患者,每位患者均采用3D打印多通道施源器和常规阴道单通道施源器进行CT扫描定位,并制定相应计划及评估,运用逆向剂量优化算法计算后得出剂量体积直方图,比较两组施源器用于近距离治疗时的高危临床靶区、膀胱及直肠受照剂量的差异,选择最优计划实施治疗。结果采用3D打印个体化多通道施源设计计划的D_(90)%、D_(100)%、V_(100)%、V_(150)%与常规单通道施源器设计的计划相比,差异均无统计学意义(P>0.05);膀胱、直肠的D2cm3与常规相比均明显降低,差异有统计学意义(均为P<0.05)。结论采用3D打印技术制作的多通道个体化施源器靶区适形性好,可更好地保护膀胱和直肠,有一定的治疗优势。     

Dosimetric characterizations of GZP6 60Co high dose rate brachytherapy sources: application of superimposition method

Background

Dosimetric characteristics of a high dose rate (HDR) GZP6 Co-60 brachytherapy source have been evaluated following American Association of Physicists in MedicineTask Group 43U1 (AAPM TG-43U1) recommendations for their clinical applications.

Materials and methods

MCNP-4C and MCNPX Monte Carlo codes were utilized to calculate dose rate constant, two dimensional (2D) dose distribution, radial dose function and 2D anisotropy function of the source. These parameters of this source are compared with the available data for Ralstron ⁶⁰Co and microSelectron¹⁹²Ir sources. Besides, a superimposition method was developed to extend the obtained results for the GZP6 source No. 3 to other GZP6 sources.

Results

The simulated value for dose rate constant for GZP6 source was 1.104±0.03 cGyh-1U-1. The graphical and tabulated radial dose function and 2D anisotropy function of this source are presented here. The results of these investigations show that the dosimetric parameters of GZP6 source are comparable to those for the Ralstron source. While dose rate constant for the two ⁶⁰Co sources are similar to that for the microSelectron¹⁹²Ir source, there are differences between radial dose function and anisotropy functions. Radial dose function of the ¹⁹²Ir source is less steep than both ⁶⁰Co source models. In addition, the ⁶⁰Co sources are showing more isotropic dose distribution than the ¹⁹²Ir source.

Conclusions

The superimposition method is applicable to produce dose distributions for other source arrangements from the dose distribution of a single source. The calculated dosimetric quantities of this new source can be introduced as input data to the GZP6 treatment planning system (TPS) and to validate the performance of the TPS.     

儿童阴道横纹肌肉瘤60Co高剂量率三维后装治疗应用价值研究

目的 探讨⁶⁰Co高剂量率三维后装在儿童阴道横纹肌肉瘤放疗中的应用流程,并从剂量学角度分析可行性。方法 选取5例已行儿童阴道横纹肌肉瘤放疗患儿CT定位图像,分别设计3种治疗计划:计划A为3DCRT外照射,计划B为后装治疗,计划C为后装治疗联合外照射。根据EQD2评估CTV和OAR剂量学参数并单因素方差分析。结果 与计划A相比,计划C的CTV的D₉₀、D₅₀、D_mean更高(P=0.00),直肠、膀胱和股骨头剂量低,卵巢剂量略高(P=0.00)。与计划B相比,计划C的CTV 的D₉₀更高,D₅₀、D_mean较低,卵巢剂量较低,直肠、膀胱和股骨头剂量略高。计划B的直肠、膀胱D_{2 cm³}最低。结论 儿童阴道横纹肌肉瘤的放疗需根据原发肿瘤位置及手术后是否残留选择合适的治疗方式。CT引导的⁶⁰Co高剂量率三维后装治疗方式流程简单快捷,患儿耐受性好,靶区剂量高,正常组织保护好。     

模板辅助192Ir源大分割立体近距离放射消融术治疗周围型肺癌的剂量学研究

目的 探讨模板辅助¹⁹²Ir源大分割立体近距离放射消融术（SABT）治疗周围型肺癌的剂量。方法 回顾性分析28例接受模板辅助¹⁹²Ir源大分割SABT治疗周围型肺癌患者的靶区与危及器官剂量,制作虚拟立体定向放射治疗（SBRT）计划与SABT计划进行剂量参数对比。结果 SABT计划肿瘤靶区D_mean和V₁₅₀明显高于SBRT计划（均P<0.01）;危及器官（organ at risk, OAR）肺D_1000cm3和D_1500cm3差异无统计学意义（均P>0.05）,SABT剩余剂量参数均明显低于SBRT计划（均P<0.01）。结论 在周围型肺癌治疗中模板辅助¹⁹²Ir源大分割SABT确保靶区高剂量同时降低危及器官剂量。