帶金屬植入物對放療劑量分布的影響

張晶，張永昶，劉博宇

（吉林省腫瘤醫院，吉林 長春 130021）

隨著科學技術的不斷進步，各種進入植入物經常會被植入到放療患者的體內。當放療靶區或者周邊區域包含了這些金屬植入物時，或者這些金屬植入物處于光子射野的通路范圍內時，體內的金屬植入物會影響原射線的衰減、以及散射線和次級電子[1]。本研究對不同材質的金屬植入物在放療射線中的劑量分布進行了分析，報告如下。

1 對象與方法

1.1 一般資料 用醫科達synergy直線加速器系統6 MV和15 MV的高能X射線，對鈦合金內固定板、鈦合金髓內釘條、不銹鋼鋼板照射，用美國領先特品公司（ISP）的EBT2膠片在拓能VENUS-SPD模體中進行測量，用彩色平板掃描儀EPSON 10000XL掃描膠片。用Film QA Pro分析劑量分布。

1.2 金屬材料 鈦合金內固定板長度為14.0 cm，寬度1.3 cm，厚度0.5 cm。鈦合金髓內釘條的長度33.0 cm，寬度1.3 cm，厚度0.8 cm。不銹鋼鋼板的長度14 cm，寬度1.3 cm，厚度0.8 cm。

1.3 檢測方法 在醫科達synergy直線加速器系統下，將免洗膠片垂直放置于拓能VENUS-SPD模體里，每根金屬條分別用薄組織補償膜包括為直徑為1.4 cm的圓柱體，沿著加速器槍靶的方向，水平放于拓能VENUS-SPD模體圓形電離室的插孔中，與免洗膠片進行端面的對接。用等中心擺位，照射野大小為8 cm×8 cm，射野中心置于膠片前0.5 cm

模體電離室插孔的中心軸上，轉床5°，用6 MV和15 MV高能X線行機架角10°、90°、190°、270°四野進行照射，照射總劑量200 cGy。照射鈦合金內固定板、鈦合金髓內釘條、不銹鋼鋼板，并進行測量。經過測量后的膠片，由帶透射板的平板掃描儀進行掃描，用膠皮分析軟件進行分析。

2 結果

2.1 基線劑量、最大劑量及增長率 三種金屬材料對高能X線的輻射劑量分布均有明顯的影響，在金屬材料的端面發生了劑量突變和升高的情況，見表1。

表1 金屬植入物對基線劑量、最大劑量及其變化的影響

2.2 不同能量對金屬植入物劑量的影響 將輻射能量從6 MV增加為15 MV，不銹鋼鋼板的基線均值劑量從215.1 cGY降為198.3 cGY，最大劑量從256.2 cGY升為259.1 cGY，最大端面劑增幅從21.5%增加為32.2%。鈦合金內固定板的基線均值劑量從210.3 cGY降為200.2 cGY，最大劑量從236.0 cGY升為230.0 cGY，劑量增加比例從12.9%增加為15.8%。

3 討論

在人體內，各種組織不均勻，對劑量分布會造成影響。同樣，在體內植入的金屬物，也會造成類似的影響。金屬植入物造成的影響，主要表現為對原射線衰減的影響，以及對散射線分布以及次級電子注量的影響。金屬植入物的材質、大小、形狀等都與劑量分布有關，對放療劑量分布存在明顯影響[3]。以往在指定放療計劃時，物理師一般考慮金屬植入物對入射線束的衰減導致靶區組織的劑量減少造成的影響，而很少對金屬植入物入射面的劑量增強情況進行分析。金屬植入物與模體的表面交界沉積的原射線、散射線和次級電子較多。我們發現金屬植入物交界面劑量出現了明顯的增長，三種進入植入物的最大端面劑量增加率分別為12.9%、16.8%和21.5%，并發現金屬植入物與模體的交界表面劑量分布明顯升高。隨著原子序數和輻射能量的上升，金屬植入物與模體的交界表面劑量升高的幅度較大升高。可以從金屬植入物的散射線和次級電子大量進入組織中解釋這一現象，這與其他學者的研究結論較好的吻合，證實了金屬植入物射線入射面表面劑量的顯著增加，是因為金屬材料的背向散射所致，而這一情況與植入物的原子序數大小、射野大小、射線的能量大小等有關[5]。從金屬材質簡單來看，原子序數越大，散射截面越大。

綜上，應慎重考慮金屬植入物散射線對放療劑量分布的影響，根據不同金屬植入物的特點對劑量進行修正。