6MV-X射线是肿瘤放射治疗时直线加速器上常用的高电压级射线, 它给患者带来巨大利益的同时也带来了电离辐射的危害。历史上临床医生在医疗照射的实践中, 往往把靶区外的组织器官受到的辐射剂量忽略了。这些被称之为周边剂量或次级剂量的靶区外器官的辐射剂量对患者产生的远期效应直接影响患者或后代的生存质量, 这一现象正日渐引起人们的关注^[1]。睾丸作为电离辐射的敏感器官, 在医疗照射中受到的辐射理应受到人们的重视。随着直线加速器在临床医疗照射方面的广泛应用及使用频率的增加, 弄清楚不同部位常规治疗情况下位于靶区外的睾丸组织的剂量具有重要的意义。

1 材料与方法 1.1 非均匀组织等效拟人体模及热释光剂量探测器 1.1.1  

为了间接获得人体睾丸受到的辐射剂量, 使用了非均匀组织等效拟人体模(以下简称体模)。该体模由我院研制, 由各种组织等效材料构成:骨骼采用真人尸骨; 肌肉、软组织及内脏器官包括睾丸等是用由多种高分子物质组成的等效材料制成。经X射线透视影像与CT检验证明, 该体模的各项组织器官解剖位置逼近真人, CT图像的电子密度与真人CT图像的电子密度偏差不超过3 %, 其中骨骼、肺的CT图像的电子密度与真人CT图像的电子密度相等。该体模身高170cm, 体重60kg, 不带四肢, 分为头颈、胸腹、腹臀三段^[2]。

1.1.2  

采用GR-200A型LiF(Mg、Cu、P)热释光探测器(以下简称TLD)。TLD由中国防化研究院研制, 规格为直径4.5mm, 厚度0.8 mm的剂量片。LiF的有效原子序数为8.5, 与人体组织的有效原子序数7.4十分接近, 可以认为它是组织等效的。LiF(Mg、Cu、P)的探测阈可低至3.64 ×10^-7Gy, 较同系列其他类型探测器的灵敏度高出数十倍, 故本实验选用LiF(Mg、Cu、P) ^[3]。在正式使用前, TLD经过了三次筛选, 使得各组TLD的分散性在10 %以内。

1.1.3 使用的仪器设备

热释光读数仪为国产FJ-377型, 测量条件:预热135 ℃/15s, 读数240 ℃/20s。退火使用国产FJ-411型退火炉, 退火温度240 ℃, 时间15min。直线加速器为英国菲利普公司生产的SL-18型电子直线加速器。

1.2 靶区外睾丸辐射剂量的测量 1.2.1 求直线回归方程。

将经筛选的TLD送上海市计量技术研究所进行剂量刻度, 刻度值为0.05Gy, 0.10Gy, 0.15Gy, 0.20Gy, 0.25 Gy。计算经测读后的TLD读数(已扣除本底, 以下同)与相应的刻度剂量之间的数学关系, 得出直线回归方程, Y = - 0.004807 + 0.000534X此方程以Y为刻度剂量值, 单位Gy, X为测得的TLD读数。经检验方程成立。

1.2.2 TLD装入体模。

在体模阴囊正下方, 于左右睾丸中心线垂直向上各打一个直径5mm, 深2.5cm的小孔, 把6片TLD分二组分别置入两侧小孔, 尔后以等效填充物填充小孔, 消除空腔效应。

1.2.3 照射条件及剂量测算。

将体模置于加速器治疗床上, 分别选用常规治疗中靶区位于头颈部的鼻咽癌的耳前野, 胸部的食道癌的等中心野, 下腹部的前列腺癌的盆腔前后二野对穿照射分别代表头颈部、胸部、下腹部的医疗照射野。按常规治疗计划每次给予的剂量为2Gy, 头颈部、胸部、下腹部各进行5次照射, 算出相应的睾丸读数的算术平均值, 以此均值推算出完成总剂量照射后的探测读数, 最后依据标准直线方程求算出睾丸的吸收剂量。为便于比较, 将不同情况下睾丸的吸收剂量进行归一化处理, 即每Gy照射时睾丸的吸收剂量。仿鼻咽癌耳前野照射时, 治疗总剂量50Gy, 源皮距(SSD)为100cm, 射野面积6cm ×8cm, 射野中心距睾丸中心的体表直线距离76cm。仿食道癌的等中心野照射时, 治疗总剂量60Gy, 源瘤距(SAD)为100cm, 射野面积6cm ×15cm, 射野中心距睾丸中心的体表直线距离54cm。仿前列腺癌的盆腔前后二野对穿照射时, 治疗总剂量50Gy, 源瘤距(SAD)为100cm, 射野面积18cm ×20cm, 射野中心距睾丸中心的体表直线距离10cm^[4]。

2 结果

在同一照射部位, 左右两侧睾丸TLD读数之间无显著性差异(P >0.05), 不同部位照射时, 左右睾丸TLD读数有明显差异(P < 0.05), 且随着靶区中心与睾丸之间的体表直线距离的增加而呈显著下降趋势(趋势x² =462.7 P < 0.01)。TLD实测读数及睾丸受照剂量见附表

3 讨论

位于靶外的睾丸受到的辐射剂量主要来源于三个方面。其一是病人体内的散射线, 高能X射线在靶区进入人体后, 在衰减过程中发生能量传递, 导致电离激发, 产生次级射线, 次级射线把剩余能量传递给靶外组织, 直到能量消耗完毕, 这部分射线对靶的邻近组织作用极大, 是邻近靶组织次级剂量的主要形式, 并且难以采取有效的屏蔽措施; 其二是来自直线加速器、机房墙面、地面等物体的散射线, 高能X射线在遇到障碍后可以产生次级射线, 其中的一部分可能会作用于人体而产生一定的剂量贡献, 为了尽可能减少这部分次级射线, 要求机房有足够大的空间, 治疗床离地面有足够的高度; 其三是加速器机头的漏射线, 这是贯穿机头固有屏蔽的辐射。离靶区越近, 受到的次级剂量越高, 主要为体内散射辐射所致, 离靶区越远, 受到的次级剂量越低, 主要的次级剂量为上述的二、三部分射线所贡献, 当离靶区的距离大于50cm时, 次级剂量以机器的漏射线贡献最大。因此位于靶区外的睾丸的辐射剂量为大小随着照射野的大小、照射剂量的高低、机器及周围条件的变化而变化^{[1, 5, 6]}。本实验结果也验证了一点, 即下腹部靶区对睾丸的剂量贡献>胸部靶的贡献>头颈靶的贡献。Beentjes等人在研究钴-60照射情况下, 位于靶区外的睾丸受照剂量时得出结论, 靶区在头颈部、胸部、上腹部、下腹部时, 每Gy照射剂量对睾丸产生的组织剂量分别是0.1mSv, 0.1mSv, 0.5mSv, 及47mSv, 头颈部野与下腹部野睾丸的剂量值相差470倍^[7]。本实验也呈现类似的结果, 头颈部野与下腹部野对睾丸产生的剂量相差206倍, 在其他文献中也见过相似的报道^[5]。

人们之所以关注睾丸的受照剂量, 是因为小至10mSv的组织剂量就可以使受照者子女的白血病发生率成倍上升^[8]。无论是文献报道^[7]还是本实验, 其结论都显示出靶区距睾丸越近, 睾丸受照剂量越大。下腹部靶区每Gy的照射剂量就可以使患者睾丸的剂量超过10mSv。如果进行下腹的肿瘤放射治疗, 那么50Gy的照射剂量将使患者睾丸的剂量几十倍地增加, 为此在进行下腹部照射时, 临床医生应当考虑到对睾丸的影响, 实现治疗计划最优化, 最好的方法是对睾丸进行阴影屏蔽^[5]。