放疗中千伏锥束CT(CBCT)在儿童模体中热释光剂量学研究

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作者：

王美娇

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摘要：

急性淋巴细胞性白血病,中枢神经系统肿瘤和淋巴瘤等是儿童常见的恶性肿瘤,其中霍奇金淋巴瘤等主要病种均对放疗敏感.随着技术的不断进步,放疗在儿童肿瘤治疗中扮演越来越重要的角色.但儿童患者体型较小,依从性差等特殊情况也对放疗的摆位精度提出了更高的要求,图像引导也因此更显必要.以千伏锥束CT(kV-CBCT)为代表的图像引导放射治疗(IGRT)可为肿瘤靶区提供致死性高剂量的同时,还可降低周围正常组织剂量,提高放射治疗的增益比.不同于治疗射线的个体化精确准直,较大的成像射野给更多正常器官和组织带来的额外剂量已然成为重要的公共卫生问题.与诊断CT辐射剂量相关的致癌风险已被学界和公众广为重视.然而,CBCT在放疗引导中的扫描频次和单次剂量均高于诊断CT,其累积的辐射剂量和风险不容忽视.儿童由于体型较小,在相同扫描参数下各重要器官会获得比成人更高的辐射剂量,而该差异又会被分次放疗所需的反复成像进一步放大.加之儿童放射敏感性更高以及更长的可预期生存时间,其因低剂量照射引起的继发癌症风险远高于成人.因此了解该特殊人群在放疗获得的额外成像辐射剂量和风险已成为临床的迫切需求.本课题以瓦里安kV-CBCT为平台,测量不同标准扫描参数的CT剂量指数(CTDIw),以CTDIw为标准,评估X光束流性质和扫描参数的异同.CTDIw不用于传统测量CBCT,不能直接测量器官剂量,因此本课题利用热释光探测器(TLD)在CIRS5岁仿真儿童模体内测量标准扫描参数下各重要器官吸收剂量,并以此计算有效剂量和辐射风险.采用两种方法进行剂量测量评估研究.第一种是基于相同盆部扫描模式分别用CT电离室和TLD测量CIRS盆部仿真模体相同体积内的剂量和读数,得到TLD测量相同材料儿童模体吸收剂量转换系数:第二种是利用国家次级标准源(用剂量标准实验室的标准剂量场)刻度TLD,获得空气吸收剂量刻度系数.将刻度过的TLD放入儿童模体器官内预留的插孔,在三种标准扫描条件模式下进行测量,依据两种系数及相应计算方法测量器官的吸收剂量,并计算有效剂量和多次扫描累积辐射风险.本研究结果显示:(1)CBCT管电压高于标称管电压值,但剂量学稳定性较好.(2)CT电离室刻度TLD方法在头部,胸部和盆部3种标准扫描条件下,得出全身有效剂量分别是0.63,6.85和19.3 mSv;估算扫描诱发癌症的累积风险(LAR)分别为 0.21%(33 次),1.71%(25 次)和 4.83%(25 次):次级标准实验室刻度TLD方法在头部,胸部和盆部3种标准扫描条件下,得出全身有效剂量分别是0.55,6.36和18.53 mSv;估算扫描诱发癌症的累积风险(LAR)分别为0.18%(33次),1.59%(25次)和4.63%(25次).两种测量方法估算有效剂量的偏差在不确定度范围内.本研究表明盆部扫描条件的有效剂量高于胸部和头部,即该条件预期产生的辐射危害较大,诱发继发性癌症风险较高.儿童kV-CBCT扫描辐射剂量和致癌风险可观,在设计治疗计划时应考虑儿童的特殊情况,适当调整扫描参数或减少应用CBCT次数,以最小风险获得精确的放疗摆位.

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关键词：

热释光探测器；儿童；千伏锥形束CT；影像引导放疗；加权CT剂量指数；剂量学；扫描参数；放射防护

学位级别：

硕士

DOI：

CNKI:CDMD:2.1018.309012