胆管、胰腺及壶腹部恶性肿瘤可侵袭胆道系统，造成恶性梗阻性黄疸，严重者可危及患者生命。近年来，放射性¹²⁵I粒子链与PTCD管、胆道支架等相结合用于治疗胆管癌造成的恶性梗阻性黄疸，取得较好的效果。但利用¹²⁵I粒子链治疗胆管癌，大部分医师仅靠经验或遵循¹²⁵I经验公式估算粒子数N[N＝胆管梗阻段长度(mm)/4.5+2]，难以达到肿瘤靶区剂量学要求。即使利用治疗计划系统(TPS)计算剂量，也属于串状排列的直线模式，忽略了粒子链在胆管内的弧度，致整体剂量分布不均，治疗效果不佳。本实验使用TPS模拟直径8 mm胆管和由10枚活度为1.85×10⁷ Bq的¹²⁵I组成的粒子链，研究不同弧度时，粒子链对模拟胆管的D₉₀和V₁₀₀、粒子链中心点及两端点垂直距离5 mm处的剂量学研究，为临床上应用粒子链提供理论依据。

1.实验材料：TPS购于北京天航科霖科技发展有限公司，规格为KL-SIRPS-3D，型号为800(带3D一体化设计)。放射性¹²⁵I粒子，购于北京智博高科生物技术有限公司，6711-1985型，外壳用钛合金密封，直径0.8 mm，长度4.5 mm，γ射线能量27~35 keV，放射性活度1.85×10⁷ Bq，半衰期59.6 d。

2.模型制作及计算方法：利用圆规、直尺、量角器在纸上勾画出不同弧度的粒子链模型(弧长=2πr×角度/360)，计算弧长为45 mm对应的0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°的模型。粒子链模型总长度为45 mm(每枚粒子间距为0 mm)。在粒子链模型向心侧(近弧心侧)和离心侧(远弧心侧)的中心点及两端点垂直距离5 mm处画标尺。用激光扫描仪扫描模型。每个弧度模型创建3层图片，模拟直径为8 mm的胆管(层厚为4 mm，共需3层)。利用图像转换程序，将JPEG转换成DICOM格式图片。将图片导入TPS，模拟出不同弧度的粒子链。使用TPS勾画大体肿瘤靶区(GTV)模拟直径8 mm的胆管, 设定粒子初始活度1.85×10⁷ Bq, 给予处方剂量60 Gy(参考外放疗剂量)，见图 1。

图 1 不同弧度治疗计划系统三维图像模型 Figure 1 Three-dimensional image model with different radians

1.粒子链D₉₀和V₁₀₀变化情况：不同弧度的¹²⁵I粒子链置入直径为8 mm胆管内，胆管所受(D₉₀、V₁₀₀)剂量变化情况见表 1。结果显示，粒子链弧度改变对剂量分布影响较大。粒子链弧度为30°时，D₉₀最大为132.21 Gy，V₁₀₀为100%；弧度为60°时，D₉₀最低为45 Gy, V₁₀₀为68%。

表 1(Table 1)

表 1 8 mm胆管所受剂量变化情况 Table 1 Dose change in bile ducts 剂量指标 0° 30° 60° 90° 120° 150° 180° D90(Gy) 75.78 13.22 45.35 75.24 81.26 71.77 70.25 V100(%) 98.7 100.0 67.7 98.8 99.5 97.4 96.4

表 1 8 mm胆管所受剂量变化情况 Table 1 Dose change in bile ducts

2.向心侧及离心侧剂量变化情况：弧度为30°时，中心点处剂量最高；而弧度为180°时，中心点处剂量最低。不同弧度时(不含0°)，中心点向心侧剂量均高于离心侧；两端点离心侧的剂量均大于向心侧(表 2)。

表 2(Table 2)

表 2 不同弧度粒子链中心点及两端点垂直距离5 mm处剂量分布(Gy) Table 2 Dose distribution in the centripetal side and centrifugal side with vertical distance of 5 mm from center of 125I seed chains with different radians(Gy) 粒子链弧度 (°) 中心点垂直距离5 mm 两端点垂直距离5 mm 向心侧 离心侧 向心侧 离心侧 0 63 63 50 50 30 165 142 95 112 60 95 55 35 50 90 80 60 32 75 120 76 55 30 90 150 99 50 30 160 180 90 50 90 50

表 2 不同弧度粒子链中心点及两端点垂直距离5 mm处剂量分布(Gy) Table 2 Dose distribution in the centripetal side and centrifugal side with vertical distance of 5 mm from center of 125I seed chains with different radians(Gy)

近年来，放射性¹²⁵I粒子植入技术广泛应用于临床，在胆管癌的治疗领域中逐渐出现了一些相关的新技术。这些新技术的应用，明显延长了患者生存期，改善了患者生活质量。如已用于临床的放射性¹²⁵I粒子支架^[1-3]、胆管内¹²⁵I粒子链^[4-6]等技术进行胆管癌腔内照射治疗。这种腔内照射治疗技术可使放射源更接近肿瘤，放射距离短，射线的强度与距离的平方成反比，减少了对周围正常组织损伤^[7-8]。

检索文献显示，对于粒子链和粒子条的剂量学研究目前报道较少，关于制作粒子链和粒子条所需的粒子活度、间距及排列方式尚无统一标准。王耀明等^[9]利用Nath等^[10]和Rivard等^[11]对TG-43升级后的报告，从理论上计算出由不同数量6711型¹²⁵I粒子所组成的粒子链外不同垂直距离关心点处(测量点)的剂量率以及吸收剂量；姚丽红等^[12]报道的利用三维治疗计划系统计算¹²⁵ I放射性胆道支架表面径向剂量分布；杨敏捷等^[13]通过玻璃剂量计及IP板测量粒子条剂量立体分布并与计算软件结果比较，探讨连续线状排列¹²⁵I粒子条剂量分布。以上研究均是以粒子链、粒子胆道支架弧度为0°的前提下进行的，忽略了粒子链或粒子胆道支架置入胆管后，会随着胆管解剖结构的弯曲而发生弧度变化，导致¹²⁵I剂量分布不均匀，剂量过高造成周围正常组织损伤，剂量过低造成靶区剂量不足。韩成龙等^[14]在探讨¹²⁵I粒子条联合胆道支架植入治疗恶性梗阻性黄疸中，提出术中无法准确将粒子条放置于胆道内肿瘤侧，对疗效会有所影响。

本研究精确应用直尺、圆规、量角器在图纸上做理想化的数学模型，模拟胆管与实际比例1 :1，与影像放射科讨论后将误差做到最小，该模型可以使用，经软件转换成DICOM格式，模拟胆管与实际比例1 :1，利用TPS计划系统模拟了直径为8 mm胆管随弧度改变，其腔内粒子链的剂量变化情况。研究发现，粒子链弧度改变对剂量分布影响较大。在本研究中，粒子链弧度为30°时，D₉₀剂量最大；弧度为60°时，D₉₀剂量最低，与前期实体模型研究结果有较小误差，正在进一步验证。因此，在临床上应用粒子链治疗胆管肿瘤时，如果仅仅按照靶区长度而排列粒子数，忽略胆管弧度，容易使肿瘤靶区出现低剂量区导致肿瘤受照不足，或者周围正常组织的受照剂量超过最大耐受剂量引起严重并发症。

为探讨剂量随弧度变化原因，进一步研究了粒子链中心点及两端点垂直距离5 mm处剂量随着弧度变化情况。王耀明等^[9]利用TG-43报告得出的关心点的叠加剂量与各个粒子中心的距离以及关心点和各个粒子中心的连线与源长轴方向的夹角有关。本研究的关心点为粒子链两端及粒子链中心点的向心侧及离心侧垂直距离5 mm处，根据王耀明等^[9]研究的有关结论，进一步计算得出：随着粒子链弧度的变化，粒子空间距离产生变化，其剂量也相应地发生变化。由此推断，即使相同靶区、相同弧度，不同活度、间距、数量的粒子链也可以达到相同的处方剂量，但不同粒子链两端点及中心点的向心侧与离心侧剂量分布也不同，活度高或距离近的粒子链可能会产生局部高剂量区，造成正常组织受到损伤。所以，术前不能仅以线型粒子链为模型计算剂量，也不能仅以处方剂量覆盖(D₉₀、V₁₀₀)为标准，应根据测量的实际胆管靶区弧度，选取适宜的粒子活度，调整粒子间距，确保靶区受到足够的照射剂量，同时中心点及两端点周围正常组织处在安全范围内。

剂量学特性是放射治疗的核心，放疗剂量改变5%，会明显影响肿瘤的局部控制率^[15]。本研究为临床应用¹²⁵I粒子链腔内近距离治疗恶性管腔梗阻提供了剂量学依据，明确了随着弧度改变，粒子链剂量分布也相应发生变化。在胆管癌粒子链置入时，需根据术前造影明确胆管弧度，确定肿瘤靶区，调整粒子数量及活度，使肿瘤靶区受量均匀。下一步将研究更多弧度、不同粒子活度、不同粒子间距及粒子数量的粒子链剂量学特征，并加入D₁₀₀、D₈₀、V₂₀₀、V₁₅₀、V₁₀₀等指标，并且把四壁都有粒子链的支架为研究对象，把剂量叠加问题考虑在内，在未来的研究中，将进一步验证此结论。