I-125放射性粒子剂量学特性的基础研究

As a brachytherapy technique with its' own distinguished characteristics, radioactive seed implant plays an important role in the management of cancer. It was developed rapidly in China recently. Dose distribution is the most important factor determining the tumor control and normal tissue toxicity. In our previous studies, we found that the dosimetric properties are different for different nuclide seeds. The dose distribution varies very much even for different seeds with the same nuclide. The basic dosimetric properties are not known yet now for home made I-125 seeds widely used in China. This study aims to perform a comprehensive dosimetric characterization of the I-125 seeds home made in China using both Monte Carlo simulation and thermoluminescent dosimetry (TLD) measurement, to determine the basic dosimetry parameters: dose-rate constant, radial dose function and anisotropy function. These dosimetry parameters are urgently needed for clinical treatment planning, to insure the accuracy of dose calculation and implant quality, to improve the clinical efficacy and reduce the toxicity. This study can promote the standardization and popularization of seeds implant technique, provide technical reference for seeds manufacturers improving manufacture technique, regulatory agencies compiling guideline and standards. In addition, the phantom developed in this study can be used for the study of dosimetric properties of I-125 seeds and TLD chips. The dosimetric properties of TLD chips, and calibration method of TLD dosimeter can be referenced for related studies home and abroad.

作为一种颇具特点的近距离放疗技术，放射性粒子植入在肿瘤治疗中具有重要作用，近年来在我国发展迅猛。剂量分布是影响粒子植入肿瘤控制和正常组织损伤的最重要因素。研究组以往研究发现不同核素粒子具有不同的剂量学特性，相同核素的不同粒子剂量学特性也差异很大。我国生产的I-125粒子广泛应用于临床，但尚没有其剂量学特性的基本数据。本课题通过蒙特卡罗模拟和热释光测量研究我国生产I-125粒子的剂量学特性，确定其基本剂量学参数：剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数。为临床剂量计算提供必需数据，保证计算准确性和粒子植入质量，提高疗效、降低毒副作用。促进粒子植入技术规范化实施和推广，为厂商改进生产技术、相关部门制定规范和标准提供参考。另外，本研究研制的热释光测量I-125粒子剂量学特性的模体可直接用于粒子剂量学特性和热释光剂量学特性研究，热释光剂量学特性及其测量粒子剂量的校准方法可供国内外开展相关工作参考。

近年来放射性粒子植入技术在我国发展迅猛，剂量分布是影响粒子植入肿瘤控制和正常组织损伤的最重要因素。我国生产的I-125粒子广泛应用于临床，但尚没有其剂量学特性的基本数据。本课题通过蒙特卡罗模拟和热释光测量研究我国生产I-125粒子的剂量学特性，确定其基本剂量学参数：剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数。.我们首先研究了TLD2000型热释光探测器的临床剂量学特性，发现TLD2000型探测器对6MV X射线、Cs137和I125粒子剂量响应均为线性，无剂量率效应。进而研究了I125粒子植入计划定制研究，定制了I125粒子植入计划的优选方案。完成了热释光探测器实验测量和蒙特卡罗理论模拟国产I 125粒子的剂量学特性，包括剂量率常数、径向剂量函数和各向异性函数。其中剂量率常数实测与模拟结果分别为0.967和1.011，对于径向剂量函数值，蒙特卡罗模拟BT-125-1型125I粒子值与PharmaSeed BT-125-2型 125I粒子最大相差3.3%，与PharmaSeed BT-125-1型 125I粒子最大相差8.1%，与6711型125I粒子最大相差6.2%；对于各向异性函数值，BT-125-1型125I粒子与PharmaSeed BT-125-2型 125I粒子比较发现，当与粒子长轴夹角角度大于10°时，偏差均在10%以内，最大为9.6%。当与粒子长轴夹角角度小于等于10°时，偏差最大达22.9%。；径向剂量函数值与蒙特卡罗模拟值最大相差14.5%；各向异性函数值与蒙特卡罗模拟值最大相差29.1%。最后进行了蒙特卡罗模拟不确定性的研究，发现不确定性随着粒子距离的增大而增大。我们同时进行了金纳米颗粒对放射性粒子剂量增强和辐射增敏效应的预探索研究。.本项目为临床剂量计算提供必需数据，保证计算准确性和粒子植入质量，提高疗效、降低毒副作用。促进粒子植入技术规范化实施和推广，为厂商改进生产技术、相关部门制定规范和标准提供参考。另外，本研究研制的热释光测量I-125粒子剂量学特性的模体可直接用于粒子剂量学特性和热释光剂量学特性研究，热释光剂量学特性及其测量粒子剂量的校准方法可供国内外开展相关工作参考。