碘-125是人工放射性同位素, 衰变时产生特征X射线和γ射线, 光子能量为27~32 keV和35 keV; 半衰期为60.25 d。碘-125的生物物理学特性适用于组织间放疗, 在国外已广泛地应用于恶性肿瘤的治疗, 尤其是前列腺癌、肺癌和脑癌的治疗^[1]。国内也已起步。本文就碘-125籽源在人体模型上植入后(模拟前列腺癌治疗)体模表面及距离表面30 cm和100 cm处的外照剂量率进行监测, 并用TLD探测器对各主要器官组织的剂量当量进行测量和累积有效剂量当量的估算。

1 材料和方法 1.1 碘-125籽源

采用上海欣科药业有限公司提供的碘-125籽源(seed), 其外形尺寸: d 0.8mm ×4.5mm, 外壳用0.05 mm钛合金包覆, 放射性活度平均为9.62 M Bq, 共70粒, 最大值或最小值离平均值之差小于5%。

1.2 人体模型

采用上海放射医学研究所研制的SM-2型非均匀等效人体模型, 它是用石腊、聚乙烯、人骨等材料做成, 模横截共分为十三块, 模型内各组织和器官部位均有d 3 mm×15 mm小孔置热释光剂量探测器(TLD)用。

1.3 模拟照射

用与体模同样材料制成椭园柱形状(上大下稍小)的前列腺模型, 外形尺寸为4 mm ×3 mm ×2.5 cm(见图 1)。将70粒碘-125籽源分4层均匀地植入其周围预先设置的d1 mm小孔内, 再将装入籽源的前列腺模型按解剖学位置放到人体模型第12和第13块的预留空腔内。

1.4 外照射剂量率测试

采用上海电子仪器厂产品FD-3103型数字γ辐射仪, (预先经上海计量测试研究院校对), 分别从人体模型的正面、反面和侧面对模型的头部、胸部、腹部和前列腺部位的体表、30 cm和100 cm处等不同位置进行外照射剂量率的测量。

1.5 器官和组织的剂量当量测试

采用从中国防化院购置的LiF(Mg, Cu, P)玻璃管TLD探测器(经上海计量测试研究院33 keV X射线照射刻度)。将预先退火并标有号码的TLD探测器分别置入人体模型各紧要器官(如性腺、乳腺、红骨髓、骨表面、肠、肾等)的预留孔内, 放置13 d后取出, 用FJ-377热释光剂量仪测量。

2 结果 2.1 体模外剂量

在人体模型内前列腺部位植入碘-125籽源70粒后, 体模各部位表面及离体表 30 cm和100 cm处的外照射剂量率列于表 1。

2.2 器官与组织剂量

用LiF TLD探测器测得的各紧要器官的平均剂量当量率和累积剂量当量分别列于表 2。累积剂量当量H=1.44 T_1/2·, 其中为初始平均剂量当量率, 1.44T_1/2为同位素有效生存时间^[2]。

2.3 患者周围人员可能受到的照射剂量

假设患者周围人员离患者30 cm, 每天接触8 h, 离体表 30 cm处平均初始吸收剂量率为57.9×10^-8 Gy/h, 减去实验室室内本底辐射剂量率12.3 ×10^-8 Gy/h, 因患者引起的吸收剂量率增量为45.6×10^-8 Gy/h, 当碘-125籽源全部衰变完, 患者周围人员所受的累积剂量当量为:

式中Q为品质因素, N为修正因子, 均为1。为平均初始吸收剂量率增量为: 45.6×10^-8 Gy/h, T为同位素有效生存时间, T=1.44T_1/2=1.44×60 ×24=2073.6小时。代入(1)式得H=0.95 mSv。

3 讨论

① 从表 1可以看出, 虽然植入碘-125籽源总放射性活度673.4 MBq, 但由于它的γ射线能量低, 经人体组织吸收衰减后, 在体表测到的外照射剂量率除前列腺部位略高外, 其他部位均较低。

② 有些测量点如正面和反面胸部离体表 30 cm处的剂量率反而比体表高, 这是由于放射性活度集中在腹部前列腺部位, 胸部体表和离体表 30 cm处的剂量主要是从前列腺部位发出的散射线所致, 因角度等关系胸部体表处所受到的经腹部前列腺部位体表散发出的散射线比离胸部30 cm处要少。

③ 同样因组织吸收衰减的原因, 各器官组织的剂量当量率, 因性腺部位离前列腺近数值比较高, 其他器官组织除小肠、肾离前列腺稍近还有些剂量以外, 都因被组织吸收, 剂量率同环境本底一样。根据各器官的权重因子W_T (见表 2), 可计算出患者所受总累积有效剂量当量:H_R=∑W_T·H_T=105.1 mSv, 可见患者本人一次治疗所受累积剂量并不高, 而且前列腺周围器官, 组织受照剂量也较低。

④ 患者周围人员的受照剂量也很低, 低于国家标准规定的职业人员和公众人员的受照剂量限值^[4], 因此患者在植入碘-125籽源后无需采取特殊的防护措施, 可照原来一样生活, 甚至包括正常的性生活, 但鉴于腹部尚有一定的外照射剂量, 患者在植入籽源后的治疗期间, 应尽量减少长时间与家属的直接接触, 尤其是避免较长时间让儿童坐在其怀中等。