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11C、15O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:50MV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11C活度分布,研究11C显像位置和显像强度与照射靶区和照射剂量的关系。结果:50MVX线2Gy照射可在PET上获得清晰的11C显像图,并能准确分析出照射轨迹和照射位置,精度达1.0mm;在射线离轴方向上,11C的活度曲线与TPS计算的剂量曲线一致;而在射线轴向上,11C的活度曲线与TPS计算的深度剂量曲线差别很大。结论:50MVX线2Gy照射体模光核反应产生正电子发射核11C可在PET上显像,显像的位置可对照射靶区的准确度进行生物学验证。

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。