用45MV轫致辐射在肿瘤组织产生的光核反应和PET显像研究肿瘤的乏氧情况

目的:提出了一种新的肿瘤乏氧研究方法——光核反应PET显像法,并用放置在同一房间的LA45加速器和PET实验研究该方法。材料与方法:"光核反应PET显像法"研究肿瘤乏氧的原理是由于血液中80%的成分为氧(16O),利用高能光子(如45 MV)辐照人体肿瘤诱发的光核反应16O(γ,n)15O产生的15O的PET显像位置和活度分布,分析确定肿瘤靶区内氧(16O)的分布和肿瘤的血流灌注信息,继而推测肿瘤内部的乏氧(16O)情况和位置分布。选择腹部肿瘤、肝癌、肺癌和肾癌患者5人,肿瘤大小范围从10 cm×10 cm～1.2 cm×1.0 cm,按常规的3DCRT规范对肿瘤部位实施均匀剂量的照射治疗,其中在第一分次治疗时,用LA45加速器45 MV X射线按TPS方案行3野～5野2 Gy～3 Gy剂量照射,随后立即将患者快速转移(大约2 min)至同一治疗室的PET进行20 min的15O扫描显像,对扫描结果进行必要的衰减校正等分析处理,获得15O的在照射位置的活度分布,进而确定肿瘤部位氧(16O)的分布,通过与治疗计划TPS的结果比较,便可推知肿瘤内部的乏氧情况和照射位置是否准确等。结果和讨论:对较大的实体肿瘤,该方法能很好分析出肿瘤内是否存在乏氧。这可能是因为较大实体的肿瘤内容易形成乏氧区,生成的15O活度密度分布差容易区分。对肿瘤病灶小(CTV小于2 cm)且处于密度相对低的组织如肺,15O不能形成有效显像。这可能由于肿瘤很小,且在组织密度低的、毛细血管发达的肺部,这样不仅生成的15O活度密度(单位体积的15O活度)相对较少,而且生成的15O也可能很容易由发达的毛细血管冲洗到肿瘤外部并被稀释。由于15O半衰期很短,为了减少时间,一般设计3野2 Gy照射计划,这样适形度稍差些,更不利的是容易在皮肤表面形成较强的显像,如果单次剂量能给到3 Gy,可以设计5个野,这样既能有清晰的显像,又有较好的适形度,更重要的是不会在皮肤表面产生很强的干扰显像。     

利用OBI系统进行普放模拟定位的可行性研究

目的:研究利用瓦里安23EX机载影像系统(On Board Imager System,以下简称OBI系统)进行普通放疗模拟定位的可行性,开发其新的功能,拓展其使用范围。材料与方法:选取欲行全盆腔前后两野对穿照射患者一例,在源皮距为100cm时摆好位,通过OBI系统拍摄平片,调整患者体位或治疗床参数,使治疗部位全部位于图像窗口之内,根据临床要求确定照射野大小、形状及准直器转角,机架转角等射野参数。根据定位参数设置加速器,打开加速灯光野进行体表射野的勾画,记录相关治疗参数。结果与讨论:OBI系统可以用于常规放疗中的模拟定位,但其范围受非晶硅探测板灵敏区大小(X方向397mm、Y方向298mm)等因素的限制,对于上下(Y方向)超过298mm的病变,因图像范围不能全部包括靶区,无法进行定位。结论:在未配置普通X线模拟定位机或普通X线模拟定位机出现故障时,OBI系统在一定范围内可以临时替代常规X线模拟定位机用于常规放疗模拟定位。     

高能X射线肿瘤照射靶区的生物学位置的实验模拟研究

目的:研究50MV高能X射线照射患者时光核反应产生的正电子发射核<'11>C、<'15>O在PET的显象技术及信息,探讨用该信息定量研究照射的肿瘤生物靶区准确度和剂量分布情况.方法:50 MV的X射线照射圆柱体模后快速置于PET上扫描显像和数据处理,确定射野轨迹和照射区大小并与物理射野大小比较,确定<'11>C活度分布...     

PET成像应用于高能光子剂量验证的定量研究

目的 通过PET扫描对高能光子照射不同模体产生的正电子进行定量研究,探讨PET成像在高能光子放疗中生物剂量验证的可行性.方法 利用25和50 MV高能光子照射不同模体(水凝胶、聚乙烯和不均匀模体),照射剂量为2、4、6和8 Gy,照后1 min内立即对模体进行PET扫描,记录正电子计数率随时间的变化,扫描完成后对其进行数据拟合,推算产生核素的半衰期.将模体横截面和矢状面的活度分布图与TPS计算的剂量分布图进行对比,观察正电子活度与剂量分布的相关性.结果 根据各时刻正电子计数率进行拟合,得到水凝胶和聚乙烯中产生的正电子半衰期分别为2.23和19.47 min,与11C和15O的半衰期2.08和20.2 min相差不大.50 MV光子在水凝胶和聚乙烯中产生的正电子数量分别是25 MV光子产生的3.88和3.86倍,正电子产额随模体吸收剂量增加而成比例增加.除了在剂量建成区和模体空腔外,模体深度-活度和离轴-活度分布均与剂量分布相似.结论 高能光子与模体反应生成的正电子数量和分布与剂量关系密切,利用PET成像进行高能光子剂量验证理论上是可行的.