精確放療中熱塑定位材料對皮膚表面劑量的影響

李 建，康盛偉，祁國海，鐘海洛，吳大可，王 培

(四川省腫瘤醫(yī)院放療中心，成都 610041)

為了提高放射治療的精度和符合質(zhì)量保證的要求，在放療之前使用熱塑膜來固定體位已變得必不可少。然而，由于熱塑材料的不同厚度、不同形狀，會(huì)對皮膚表面劑量均要造成不同程度的影響［1］，這種情況已廣泛地受到關(guān)注和重視［2］。由于各個(gè)研究者使用的測量方法和測量儀器的不同，有電離法方法、膠片劑量方法、半導(dǎo)體探測器等，而熱塑材質(zhì)也不一致，致使其測量結(jié)果也不盡相同［3］。我們根據(jù)本單位腫瘤患者制作固定熱塑膜的實(shí)際情況進(jìn)行了模擬測量，即各種熱塑固定膜在不同拉伸狀態(tài)進(jìn)行實(shí)際測量，檢測其對腫瘤患者皮膚表面劑量的影響。

1 材料與方法

采用TQ-2000多通道劑量儀，環(huán)狀半導(dǎo)體探測器，半導(dǎo)體探頭靈敏測量芯片外裹1mm環(huán)氧聚酯，有機(jī)玻璃(PMMA)驗(yàn)證模體為底部自帶3×3×3mm縱橫槽的模板，便于安放半導(dǎo)體探頭。西門子Primus-H加速器。國產(chǎn)網(wǎng)孔熱塑膜(原狀厚2.4mm)和無網(wǎng)孔熱塑膜(原狀厚2.4mm)為高分子聚酯材料，密度1.09g/cm3。測量方法:由于臨床實(shí)際使用的是在恒溫水箱中加熱而拉伸過的膜，因此，我們在實(shí)驗(yàn)過程中模擬臨床固定膜的實(shí)際厚度，制作了拉伸膜，拉伸過的網(wǎng)孔熱塑膜(面積比未拉伸時(shí)增加25%，厚度從2.4mm減到2.0mm)，為了測量數(shù)據(jù)的連續(xù)性，我們還制作有0.8mm和1.2mm厚的膜，射野面積分別為5×5cm，10×10cm，15×15cm，射線能量分別為6MV，15MV，測量距離為SAD(100cm等中心處)。實(shí)際測量過程中使用了未拉伸的網(wǎng)孔熱塑膜，未拉伸的無網(wǎng)孔熱塑膜和拉伸過的無網(wǎng)孔熱塑膜。在幾種射野和兩種能量條件下，分別不斷增加膜的厚度，測出射線的吸收劑量值。見圖1所示。

圖1 測量方法示意圖

采用照射距離SAD為100mm，PMMA劑量驗(yàn)證模體為聚甲基丙烯酸甲酯有機(jī)玻璃，密度為1.18 g/cm3，國產(chǎn)熱塑固定面膜下放置TQ-2000環(huán)狀半導(dǎo)體探測器，半導(dǎo)體探頭外裹有1mm環(huán)氧聚酯。

2 結(jié)果

2.1 不同射線能量下，熱塑膜對皮膚百分深度劑量分布的影響

射線能量6MV時(shí)，一定膜厚度情況下，5×5cm，10×10cm，15×15cm三種射野的百分深度劑量測量曲線。對不同射野面積，熱塑膜對表面劑量影響隨射野面積增大而減小;但當(dāng)深度達(dá)到最大劑量深度時(shí)，不同射野的百分深度劑量曲線趨向一致。見圖2。射線能量15MV時(shí)，一定膜厚度情況下，5cm×5cm，10cm ×10cm，15cm ×15cm 三種射野的百分深度劑量測量曲線。對不同射野面積，熱塑膜對表面劑量影響隨射野面積增大而減小;但當(dāng)深度達(dá)到最大劑量深度時(shí)，不同射野的百分深度劑量曲線也趨向一致。熱塑膜對兩種能量射線的百分深度吸收劑量曲線影響見圖3。在射野相同情況下，熱塑膜對表面劑量增加量的影響隨能量增大而增大。見圖2，圖3。

圖2 6MV-X線劑量測量曲線

圖3 15MV-X線劑量測量曲線

2.2 不同種類、厚度的熱塑膜在不同射野和能量條件下對皮膚表面劑量相對增量的影響

由測量數(shù)據(jù)求出戴熱塑膜或固定熱塑膜后皮膚相對增量，見表1。

表1 固定上熱塑膜后皮膚劑量相對增加量

2.3 不同種類熱塑膜在不同大小射野下對皮膚表面劑量增量的影響

射線能量6MV時(shí)，在射野面積大小一定的情況下，熱塑膜對皮膚表面劑量的增量影響由高到低為無孔原狀膜、無孔拉伸膜、網(wǎng)狀拉伸膜。對每一種熱塑膜，對皮膚表面劑量的增量影響隨射野增大而減小。見圖4。

圖4 6MV不同種類熱塑膜在不同大小射野下對皮膚劑量增量的影響

射線能量15MV時(shí)，在射野面積大小一定的情況下，熱塑膜對皮膚表面劑量的增量影響由高到低為無孔原狀膜、無孔拉伸膜、網(wǎng)狀拉伸膜。對每一種熱塑膜，對皮膚表面劑量的增量影響隨射野增大而減小。見圖5。

圖5 15MV不同種類熱塑膜在不同大小射野下對皮膚劑量增量的影響

3 討論

固定熱塑膜主要對高能射線百分深度劑量曲線的建成部分帶來影響，從而提升皮膚表面劑量。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不使用熱塑膜時(shí)皮膚表面劑量為最大劑量的10%左右，在戴上無孔2.4mm熱塑膜后，在能量6MV和15MV兩種情況下，10cm×10cm照射野時(shí)，射線對人體皮膚劑量相對增加量分別為27.1%和37.8%;戴上無孔薄層2.0mm熱塑膜后，皮膚劑量相對增加量分別為23.8%和32.6%;在戴上有孔2.0mm熱塑熱塑膜后，人體皮膚劑量相對增加量分別為22.3%和30.0%。這一結(jié)果和陳立新等人的測量結(jié)果接近［2］，也和本院趙艷群等人用專門開發(fā)的BEAMnrc大型蒙特卡羅程序，研究熱塑膜在X射線治療腫瘤時(shí)對皮膚表面劑量的影響計(jì)算結(jié)果一致［4］。這主要是光子束穿過物質(zhì)的厚度、密度值越大，與物質(zhì)發(fā)生相互作用的光子數(shù)越多，物質(zhì)吸收的劑量越大，使得緊挨著它的皮膚表面劑量增加值大;無網(wǎng)孔膜與有網(wǎng)孔膜相比，相當(dāng)于膜平均厚度或平均密度值大，因此無網(wǎng)孔熱塑膜比有網(wǎng)孔膜導(dǎo)致的表面劑量增量大;同理，網(wǎng)孔面積小膜比網(wǎng)孔面積大膜使表面劑量值增加大，另外，表面劑量影響隨野變化是，野越小變化越大。

根據(jù)以上結(jié)果可以看出，在沒戴熱塑膜時(shí)，光子從空氣入射到測量模體有一建立建成區(qū)過程，這一物理過程主要是建立次級(jí)電子平衡，光子能量越高，次級(jí)電子躍遷概率越大，皮膚表面受量越小，劑量曲線斜率越大，故皮膚表面戴膜后的受量隨光子能量增加而增大，與最大劑量點(diǎn)Dmax之后劑量曲線相反。熱塑膜越薄且有網(wǎng)孔的，其對皮膚表面劑量的影響相對較小，但也不能一味地追求又薄又有網(wǎng)孔的膜，這樣會(huì)影響固定膜定位的優(yōu)越性。另外，是否可考慮在不影響照射的情況下，切除遮擋射線入射路徑處的部分熱塑膜。至于在臨床上究竟怎樣保護(hù)皮膚和在TPS中怎樣修正劑量還值得進(jìn)一步探討和研究。

［1］賀曉東，翁 霞，吳國華，等.蠟塊和真空固定膜對皮膚劑量影響的研究［J］.中華放射腫瘤學(xué)雜志，1999，8(4):240-243.

［2］陳立新，張 黎，錢劍揚(yáng)，等.面罩對不同射線治療劑量影響的探討［J］.中華放射腫瘤學(xué)雜志，2003，12(1):55-57.

［3］王 雷，黎 靜.面膜及床單對皮膚劑量的影響［J］.中國醫(yī)學(xué)物理雜志，2001，1(19):7-8.

［4］趙艷群，肖明勇，李 建，等.熱塑膜對X射線治療劑量影響的研究［J］.中華放射腫瘤學(xué)雜志，2010，4(19):336-338.