醫(yī)用192Ir放射源標(biāo)稱(chēng)活度準(zhǔn)確性的研究

劉寶喜 全 紅 邱 杰 于 浪 楊 波 劉 楠 劉 峽 龐廷田

醫(yī)用192Ir放射源標(biāo)稱(chēng)活度準(zhǔn)確性的研究

劉寶喜①全 紅①邱 杰②*于 浪②楊 波②劉 楠②劉 峽②龐廷田②

目的：比較進(jìn)口醫(yī)用銥192(192Ir)放射源與國(guó)產(chǎn)192Ir放射源標(biāo)稱(chēng)活度的準(zhǔn)確性。方法：回顧性分析北京協(xié)和醫(yī)院放療科自2006年至今近11年間2臺(tái)后裝機(jī)所使用的192Ir放射源，其中醫(yī)科達(dá)Nucletron后裝機(jī)共使用荷蘭進(jìn)口源16枚，天津榮立后裝機(jī)共使用北京原子高科公司提供的國(guó)產(chǎn)源19枚。在新投入臨床使用前采用井形電離室進(jìn)行實(shí)際源活度的測(cè)量，與標(biāo)稱(chēng)活度進(jìn)行比較。通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS19.0對(duì)進(jìn)口源和國(guó)產(chǎn)源的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果：國(guó)產(chǎn)源的測(cè)量偏差為(0.26±0.87)%，進(jìn)口源的測(cè)量偏差為(1.1±1.3)%，進(jìn)口源的活度偏差較大。對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，其結(jié)果表明，兩種源間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=4.086，P＜0.05)。結(jié)論：進(jìn)口源和國(guó)產(chǎn)源的偏差均在臨床可接受范圍內(nèi)，但對(duì)于活度偏差較大的放射源臨床需考慮進(jìn)行修正。進(jìn)口源測(cè)量值與標(biāo)稱(chēng)值的偏差值較大，投入臨床使用前更需嚴(yán)格把控。

銥192放射源；表觀活度；井型電離室；后裝治療機(jī)

隨著計(jì)算機(jī)和核工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，以及高劑量率微型化放射源和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)源系統(tǒng)的廣泛使用，使得近距離治療在放射治療領(lǐng)域中越來(lái)越重要，尤其是在婦科惡性腫瘤的治療中發(fā)揮著不可替代的作用[1-3]。表觀活度是放射源的重要?jiǎng)┝繉W(xué)參數(shù)，一旦確定初始活度，后續(xù)活度即按照半衰期規(guī)律進(jìn)行計(jì)算，因此初始活度是決定劑量分布準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵[4]。本研究旨在比較醫(yī)用進(jìn)口銥192(192Ir)放射源與國(guó)產(chǎn)192Ir放射源標(biāo)稱(chēng)活度的準(zhǔn)確性。

1 材料和方法

1.1 材料

選取北京協(xié)和醫(yī)院自2006年至今近11年間2臺(tái)后裝機(jī)所使用的192Ir放射源共計(jì)35枚，其中醫(yī)科達(dá)Nucletron后裝機(jī)共使用荷蘭進(jìn)口源16枚，天津榮立后裝機(jī)共使用北京原子高科公司提供的國(guó)產(chǎn)源19枚。初始活度的測(cè)量使用井型電離室3004和Max4000劑量?jī)x(Standard Image，美國(guó))。

1.2 源外觀活度的測(cè)量

1.2.1 井型電離室測(cè)量位置的確定

將井型電離室置于治療室內(nèi)后裝機(jī)旁，遠(yuǎn)離墻體及地面。將測(cè)量支架插入井型電離室，出源管一端連接后裝治療機(jī)，另一端插入井型電離室的測(cè)量支架。Max4000劑量?jī)x與井型電離室通過(guò)電纜連接，通電預(yù)熱15 min后加300 V高壓，進(jìn)行本底采集。制定計(jì)劃設(shè)置間隔2.5 mm的5個(gè)駐留點(diǎn)均等駐留時(shí)長(zhǎng)25 s，出源長(zhǎng)度應(yīng)覆蓋電離室有效測(cè)量位置，該位置通常距電離室底部50 mm。劑量?jī)x每一駐留點(diǎn)截取15 s的輻射量，最終找出單位時(shí)間內(nèi)的輻射最大點(diǎn)，即有效測(cè)量點(diǎn)位置。

1.2.2 空氣比釋動(dòng)能強(qiáng)度的測(cè)量

制定計(jì)劃使放射源在有效測(cè)量位置駐留70 s，待源到位后劑量?jī)x開(kāi)始60 s的電荷收集，可多次測(cè)量取平均值，記錄當(dāng)時(shí)的溫度氣壓值，得到源的空氣比釋動(dòng)能強(qiáng)度(Sk)，即為公式1[5]：式中NSK為電離室對(duì)192Ir源的Sk刻度因子；Mu為劑量?jī)x讀數(shù)，單位nC/min；NE為靜電計(jì)校準(zhǔn)系數(shù)；CT·P為溫度、氣壓校正因子。

電離電荷復(fù)合率(Aion)為井型電離室校正因子，可利用半值電壓法求得，即為公式2[6]：式中Q1為工作電壓在300 V時(shí)測(cè)量的電離電荷讀數(shù)(nC/min)；Q2為工作電壓為150 V時(shí)， 測(cè)量的電離電荷讀數(shù)(nC/min)。

1.2.3 計(jì)算源外觀活度(Aapp)

根據(jù)源外觀活度與空氣比釋動(dòng)能強(qiáng)度的轉(zhuǎn)化關(guān)系得源外觀活度(Aapp)即為公式3：式中F為192Ir源Sk與源外觀活度轉(zhuǎn)換因子[7-9]；代入對(duì)應(yīng)數(shù)值完成源外觀活度的計(jì)算。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件分別對(duì)國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口放射源的測(cè)量活度與標(biāo)稱(chēng)活度間的差異進(jìn)行分析，用均值和標(biāo)準(zhǔn)差量化差異，組間差異分析采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

所有國(guó)產(chǎn)放射源的實(shí)測(cè)活度與標(biāo)稱(chēng)活度非常接近，偏差的平均水平為(0.26±0.87)%；而對(duì)于進(jìn)口放射源，測(cè)量結(jié)果為(1.1±1.3)%，無(wú)論從平均偏差還是偏差的離散程度上，國(guó)產(chǎn)放射源的標(biāo)稱(chēng)活度與測(cè)量結(jié)果的符合度均優(yōu)于進(jìn)口放射源，兩種放射源比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=4.086，P＜0.05)，見(jiàn)表1。

表1 不同放射源實(shí)測(cè)與標(biāo)稱(chēng)活度偏差的統(tǒng)計(jì)(±s，%)

表1 不同放射源實(shí)測(cè)與標(biāo)稱(chēng)活度偏差的統(tǒng)計(jì)(±s，%)

國(guó)產(chǎn)放射源初始活度為10 Ci(1 Ci=37 GBq)，裝機(jī)活度平均為9.38 Ci，最大偏差＜2%，其標(biāo)稱(chēng)活度與測(cè)量活度分布如圖1所示；進(jìn)口放射源初始活度較高，裝機(jī)活度10.87 Ci，其中有4枚源測(cè)量偏差＞2%，最大偏差為3.1%，如圖2所示。

圖1 國(guó)產(chǎn)放射源裝機(jī)活度與測(cè)量活度分布點(diǎn)狀圖

圖2 進(jìn)口放射源裝機(jī)活度與測(cè)量活度分布點(diǎn)狀圖

3 討論

192Ir放射源半衰期短(72.8～74.2)d，釋放的γ射線能量適中(平均能量為380～397 keV)，一般初始活度為10 Ci(370 GBq)，其活性尺寸為φ0.5 mm×3.5 mm。由于國(guó)內(nèi)對(duì)出廠活度嚴(yán)格管控，故新源標(biāo)稱(chēng)活度一般為10 Ci。進(jìn)口放射源的標(biāo)稱(chēng)活度變化較大，通常為10～12 Ci。同一枚源使用周期中連續(xù)測(cè)量的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)源活度＞10 Ci或＜2 Ci時(shí)測(cè)量偏差增加，可能與放射源雜質(zhì)含量有關(guān)[10-11]。

井型電離室測(cè)量源活度本身也會(huì)存在一定的誤差，如刻度因子本身的不確定度，環(huán)境的修正，有效測(cè)量點(diǎn)的偏移等因素均可影響測(cè)量結(jié)果。有研究表明，井型電離室測(cè)量源活度的總不確度為0.5%[12]。本研究過(guò)程中兩種源數(shù)據(jù)均采用同一電離室，且由同一物理師完成測(cè)量工作，比較分析時(shí)測(cè)量本身的誤差已降至最低。

由于審批和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的原因，放射源到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)與證書(shū)上的標(biāo)定時(shí)間有一定的間隔，而對(duì)于進(jìn)口放射源還需考慮時(shí)差的問(wèn)題，從而極大增加時(shí)間間隔的不確定性。此外，放射源本身具有一定的能譜，半衰期也存在一定的不確定性[13]。基于上述原因，最終按照時(shí)間間隔和半衰期所計(jì)算出的標(biāo)稱(chēng)活度會(huì)存在一定的誤差，這與本研究中獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的結(jié)果相一致，進(jìn)口放射源的源標(biāo)稱(chēng)活度與測(cè)量結(jié)果的偏差較國(guó)產(chǎn)放射源大。

雖然本研究所涉及的所有放射源實(shí)測(cè)活度均在臨床可接受的±5%的偏差[14-15]范圍內(nèi)，但是，隨著三維腔內(nèi)近距離精確放射治療技術(shù)的開(kāi)展，為了最大限度的實(shí)現(xiàn)靶區(qū)的覆蓋，周?chē)Ｆ鞴偈芰恳呀咏踔吝_(dá)到劑量限值，此時(shí)對(duì)劑量的系統(tǒng)誤差要求盡量做到最低[16]。本研究中有4枚192Ir源活度偏差＞2%，因此，發(fā)現(xiàn)較大偏差后應(yīng)增加活度測(cè)量頻率，必要時(shí)應(yīng)給予修正，確保臨床劑量的準(zhǔn)確實(shí)施。

[1]Thomas GM.Better radiation therapy for cervix cancer would save lives[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys，2014，89(2)：257-259.

[2]Al Feghali KA，Elshaikh MA.Why brachytherapy boost is the treatment of choice for most women with locally advanced cervical carcinoma[J].Brach ytherapy，2016，15(2)：191-199.

[3]Tanderup K，Ménard C，Polgar C，et al.Advancements in brachytherapy[J].Adv Drug Deliv Rev，2017，109：15-25.

[4]Baltas D，Geramani K，Ioannidis GT，et al.Comparison of calibration procedures for192Ir highdose-rate brachytherapy sources[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys，1999，43(3)：653-661.

[5]Smith BR，Micka JA，Aima M，et al.Air-kerma strength determination of an HDR192Ir source including a geometric sensitivity study of the seven-distance method[J].Med Phys，2017，44(1)：311-320.

[6]Chang L，Ho SY，Lee TF，et al.Ir-192 Calibration in Air with Farmer Chamber for HDR Brachytherapy[J].J Med Biol Eng，2016，36：145-152.

[7]Saminathan S，Godson HF，Ponmalar R，et al.Dosimetric evaluation of newly developed well-type ionization chamber for use in the calibration of brachytherapy sources[J].J Med Phys，2016：41(4)：234-239.

[8]Naeem H，Wasaye MA，Chen C，et al.Verification of SuperMC for simulation of a high-dose-rate brachytherapy source[J].Journal of the Korean Physical Society，2017，70(12)：1077-1082.

[9]Chu WH，Yuan MC，Lee JH，et al.Reference air kerma rate calibration system for high dose rate Ir-192 brachytherapy sources in Taiwan[J].Radiation Physics and Chemistry，2017，144：361-364.

[10]Austerlitz C，Wolfe M，Campos D，et al.Consistency of vendor-specified activity values for192Ir brachytherapy sources[J].Med Dosim，2012，37(1)：67-70.

[11]Ishizu H，Yamada T.Practical correction method for impurities on activity measurements using isotope calibrators[J].Appl Radiat，2016，109：257-260.

[12]Bondel S，Ravikumar M，Supe S S，et al.Calibration of192Ir high dose rate brachytherapy source using different calibration procedures[J].Rep Pract Oncol Radiother，2013，19(3)：151-156.

[13]Balodis M，Krasta T.Levels of two-particle and gamma bands in192Ir[J].Nuclear Physics A，2015，933：189-211.

[14]Nath R，Anderson LL，Luxton G，et al.Dosimetry of interstitial brachytherapy sources：Recommendation of the AAPM Radiation Therapy Committee Task Group No.43[J].Medical Physics，1999，26(11)：2514-2520.

[15]Patel NP，Majumdar B，Vijiyan V，et al.In-air calibration of an HDR192Ir brachytherapy source using therapy ion chambers[J].J Cancer Res Ther，2005，1(4)：213-220.

[16]王俊杰，張福泉，李高峰，等.影像引導(dǎo)高劑量率后裝精準(zhǔn)近距離治療學(xué)[M].北京：北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社，2016：6-25.

The study of the accuracies about the noted activity values of the medical radioactive sources192Ir

/LIU Bao-xi, QUAN Hong, QIU Jie, et al

Objective:To compare the accuracies about the noted activity values by the manufactories between the imported radioactive source and domestic radioactive source of medical192Ir.Methods:The radioactive sources of two afterloading devices, which one device was from Elekta Nucletron afterloading device (16 imported radioactive sources) and other one was from Tianjin Rongli afterloading device (19 imported radioactive sources), were researched by using retrospective analysis. Well-type ionization chamber was applied to measure actual activity before they were reused in clinical practice, and then the results were compared with the noted activity value by manufactories, respectively.The measurement results of imported and domestic sources were analyzed by means of statistical software SPSS19.0.Results:The activity deviation of imported source (1.1±1.3%) was significantly larger than that of domestic source(0.26±0.87%) as the independent samples T test (F=4.086, P＜0.05).Conclusion:Although both of the two deviation values were in tolerance interval, the radioactive source of larger deviation should be thought to corrected in clinical practice. Therefore, imported radioactive source should be strictly detected and controlled before they were applied in clinical practice because there are larger deviation between the noted activity value and actual value in their radioactive sources.

192Ir radioactive source; Apparent activity; Well-type ionization chamber; Afterloading device

School of Physics and Technology, Wuhan University, Wuhan 430072, China.

①武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 湖北 武漢 430072

②中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院協(xié)和醫(yī)院放療科 北京 100730

*通訊作者：13501015586@139.com

//China Medical Equipment,2017,14(12):46-48.

劉寶喜,女,(1991- ),碩士研究生。武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，研究方向：醫(yī)學(xué)物理學(xué)。

1672-8270(2017)12-0046-03

R812

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.12.013

2017-08-06