白血病患者骨髓移植前大剂量全身照射方法的研究

中华放射医学与防护杂志 2000年第2期第20卷 辐射剂量

作者：张绍刚　刘春玲　顾子普　李明昱　侯秀玉　邓湘　李高峰　肖素华

单位：（100730　北京医院）

　　白血病患者通过大剂量药物治疗和异体或自体的骨髓移植(BMT)及BMT前的大剂量全身照射(TBI)可以得到治愈，5年存活率达50%以上。BMT方法被认为是目前治疗白血病的首选方案，而TBI作为BMT的必要辅助手段之一发挥着重要的作用。

　　TBI治疗的目的：一是免疫抑制，主要是使移植骨髓能被受体接受。二是消灭机体内的恶性肿瘤细胞达到治疗白血病和恶性肿瘤的目的。三是杀灭骨髓使髓腔出现空间，以利于骨髓移植。TBI技术是由放疗设备提供一个能包罗人体的大面积辐射场，使全身各部位都受到均匀照射。TBI治疗可采用单次大剂量照射或分次照射。无论使用哪种方法都应根据患者的情况和医院具体条件而定。到目前为止，作者与北京医科大学血液研究所等单位协作，对白血病患者在骨髓移植前进行单次大剂量TBI治疗217例，吸收剂量6.6～8.8 Gy，吸收剂量率为0.04～0.05 Gy/min。作者结合患者的TBI治疗情况将各种照射技术及其特点分别介绍如下。

　　一、TBI治疗技术

　　1.有机玻璃散射屏：TBI治疗一般选用⁶⁰Co γ射线或加速器产生的 6 MV以上X射线。为获得包罗人体的大面积照射，准直器转角45度，机架旋转90度，射线呈水平入射。根据治疗室条件，源皮距SSD通常在3～5 m之间，射野的对角线为1.6～2.0 m。病人体位一般选择为前/后位(AP/PA)和双侧位(BL)照射技术或两者结合。总之，无论采取哪种照射技术，都要使用一对或几对两野平行对穿照射野。并在光束入射方向上，紧贴患者身体两侧放置一定厚度的有机玻璃散射屏，目的是为提高患者的皮肤表面剂量。我们使用PTW/Markus 23343平行板电离室对6 MV和8 MV X射线，在常规治疗SSD=100 cm，10 cm×10 cm照射野条件下，测得模体表面的百分深度剂量(距模体表面0.5 mm处)为39.72%和31.11%。当源皮距从病人照射的标准距离100 cm改变到360 cm(6 MV X射线)和340 cm(8 MV X射线)时，由于空气层提供的散射，其表面剂量均增至50%以上，另一方面，由于有机玻璃散射屏的存在，又使表面剂量提高到90%～95%。

　　2.射野的均匀性：机头内均整器的设计通常适应于常规治疗。由于源皮距的延长，在全身照射条件下，射野的边缘部分曲线往往变得较为平缓，90%～50%之间的宽度增加。⁶⁰Co γ射线在20～40 cm，加速器产生的X射线＜10 cm。解决方法是附加均整滤过，以改变照射野的均匀性。但在实际治疗中，患者头与踝分别处在射野的边缘，由于头、踝部位的横径相对胸、腹小得多，且受照射剂量要高得多，这样就弥补了射野边缘区域剂量低的缺陷。为了获得较好的TBI治疗的均匀性，须通过小剂量的预照射，用LiF热释光剂量计(TLD)或多通道半导体探头对全身各部位的受照剂量进行测算。

　　3.剂量测算：第一步在完全模拟病人治疗的条件下，使用射野分析仪的半导体探头在50 cm×50 cm×50 cm的水模体中测量射野中心轴百分深度剂量(PDD)曲线或组织最大剂量比(TMR)。第二步用经国家标准实验室校准过的电离室在水模中最大吸收剂量点，测算出每单位吸收剂量Gy对应的加速器上监督剂量仪给出的监测单位(MU)的数值(MU数/Gy)。由于全身照射的归一点定义在腹部(平脐)的中点，因此，需要根据病人确定的照射体位，测量出病人腹部前后径和横径(r)的1/2(cm)尺寸。

　　固定源皮距照射的剂量计算公式：

　　　　　　　　　　　　　　(1)

　　式中，Dm为处方剂量(MU为单位)；D_T为患者的体中层面剂量；PDD(1/2r)为病人前后径或横径中点的百分深度剂量；MU数/Gy为第二步中实测的每Gy对应的MU数值。

　　应用TMR剂量计算公式：

　　　　　　　　　　　　　　(2)

　　式中，TMR(1/2r)为病人前后径或横径中点的组织最大剂量比。OUF为加速器准直器开到最大时的输出因子。Sp(s)为水箱散射校正系数，全身照射条件下，病人近似一矩形水箱；(s)为等效方野边长。ISCF为平方反比修正系数。

　　应用TMR计算剂量，由于采用ISCF修正系数，故应去除第二步中的绝对吸收剂量的测算。应当指出，病人在TBI治疗中，若采用固定源皮距法，在摆位时，应以源到病人皮肤表面距离为准。若采用TMR法，则应以源到病人体中线的距离为准。

　　4.TBI技术的质量保证(QA)与质量控制(QC)：TBI技术的QA/QC涉及的方面很广，对其要求是强制性的，必须严格执行。开展这项工作之前应使用仿真人体模型和TLD进行剂量验证；患者照射前，应对加速器或⁶⁰Co治疗机的输出剂量和剂量率进行核对；对⁶⁰Co治疗机源位偏移进行检查等。

　　在单次大剂量照射中，应提前1周到10 d，使用LiF等TLD或多通道半导体探头对患者进行小剂量预照射检测，TLD的分散性应控制在±3%以内。患者体中线剂量D_T等于入射量Di与出射量De的平均值，乘以修正系数Fc，即D_T=(Di+De)/2×Fc。产生Fc的主要原因是Di与De之间的变化处在深度剂量曲线的指数吸收规律区域，并非完全呈线性关系。则必然产生一定误差。修正系数Fc须根据实验得出，其值依赖于射线能量与病人体厚，在射线能量一定的条件下，只有病人体厚是个变量。在体厚10～24 cm范围内Fc在0.010～0.988 范围内变化可见在人体各部位体中层面的剂量都近似等于相应入射和出射剂量总和的一半^［1］。通过病人在预照射中的测算结果，对加速器或⁶⁰Co治疗机给予病人腹部(平脐)中点照射的肿瘤剂量进行校对。在正式照射中仍需对患者全身各部位的受照剂量进行监测。“热释光”的缺点是不能马上给出结果。而半导体探头在TBI全过程中可直接读数，更有利于对患者受照剂量的监测与调整。

　　二、TBI治疗方法

　　1.四野照射方法：至1992年7月止，作者使用Philips SL 75-10 电子直线加速器的8 MV X射线，采取四野照射技术，共收治病人87例。患者取仰、侧卧位，组成两对平行对穿的照射野^［2］。前野两手在胸前交叉，用双手屏蔽肺部。侧野照射时，双手置于胸前，用两上臂屏蔽部分肺部受照剂量，对头、颈、踝等几何尺寸较小部位，加挡人体组织等效材料米袋、模板等。在两小腿之间用一填实的圆锥形米袋(锥底直径11～12 cm,高40～45 cm)，大头朝下，对膝至踝之间几何尺寸的变化进行补偿。通过输入到计算机里的预照射结果选择出仰、侧位最佳剂量配比的照射方案。在此基础上，还可把侧卧位分为左侧卧位前、后野和右侧卧位前、后野及仰卧位的一对照射野组成6野照射技术。这样做充分考虑了床面产生的散射线对人体皮肤表面的影响，提高了全身照射的均匀性。尽管我们选择了“最佳”照射方案，但在正式照射时仍需对头、颈、踝等部位的补偿物进行调整。

　　2.小野TBI方法：作者使用的8 MV X射线在源皮距100 cm时，最大射野为20 cm×20 cm；因设备和治疗室等条件的限制，当将靶点距人体表面距离延长到最大为340 cm时，射野的对角线仅为110 cm。由于人体身高一般在150～180 cm之间，因此，作者不得不采用小照射野对患者进行TBI治疗。上面采用四野照射技术收治的87例患者在照射中身体均为卷曲姿势，若遇较胖患者，必须用力弯曲四肢才可将身体全部置于仅110 cm长的照射野内，并完成长达近3小时的治疗。故在治疗期间，病人需多次终止照射稍加休息，以保证TBI治疗的完成。为此，作者设计了一种特殊的照射方法，让患者仰坐在一个特制的木椅上，照射分左侧位和右侧位双野平行对穿照射，椅背可顺时针(CW)或反时针(CCW)旋转。病人仰坐在木椅上，在包罗人体的照射野内，通过改变坐椅靠背的位置调整病人姿势，使患者能较为舒适地完成长时间的全身照射^［3］。其头、颈、踝及小腿部位剂量的屏蔽大致与四野照射技术的仰卧位两侧野照射相同。从1992年7月到1995年5月，作者采用TBI小野照射技术收治患者91例。表1是采用两种照射方法统计结果的比较。

表1　患者两种照射结果的比较

　　3.双侧位TBI方法及改进：自1995年6月至1998年3月，使用Varian 2100 C电子直线加速器的6 MV X射线，采用双侧位TBI照射技术治疗患者39例。该射野对角线长达180 cm，患者平躺在治疗床上，射线分别从身体两侧入射，形成一对平行对穿照射野。其中33例患者在照射中双手置于胸前，用两上臂屏蔽部分肺部受照剂量。男性18例患者肺部平均受照剂量为80%；15例女性为85%。男女间差异主要来自男性胸部横径较女性要大；其次，病人的照射剂量是以腹部(平脐)横径的中点计算的，而一般男性腹部的横径较女性要小。基于这两点，男性肺部平均受照剂量比女性低5%左右。33例患者的最高TBI不均匀度，男性为±13%，女性为±11%。

　　在这种大照射野、大源皮距及有机玻璃散射屏条件下，使用高能X射线进行两野对穿照射，患者横向的剂量分布很均匀，也就是两肺中间纵隔部位的受照剂量与肺部相同。这种照射方法，其一，形成了纵隔在TBI中低剂量照射，平均82.5%。对于纵隔的欠剂量照射若用常规的照射方法，病人平卧在治疗床上，SSD=100 cm，射束垂直入射，前后两野对纵隔局部进行补量，在紧贴患者的照射部位放置一定厚度的有机玻璃板，以提高皮肤剂量和纵隔区域照射的均匀性。这种辅助性的追加照射，究竟对TBI治疗效果有多大裨益，有待专家进一步探讨。其二，在TBI中，一般为防止放射性肺炎的发生而避免肺部过高剂量的照射。放射性肺炎发生的阈值与受照剂量率有关，T.J.Keane报告剂量0.01～0.05 gy/min，放射性肺炎始发于9 Gy^［4］;Barrett用0.025 Gy/min，肺部剂量达9.3 Gy，而无一例特发性肺炎发生^［5］。在作者TBI治疗的33例患者中，由于用双上臂屏蔽肺部照射，而肺部实际接受剂量仅为4.95～6.6 Gy。从临床考虑避免肺部过高剂量照射的同时，也不希望在肺部形成一个过低剂量照射区域。据血研所报道在已收治的TBI患者中，约有10%的病人是因放化疗剂量低而局部复发。

　　双侧位TBI技术的改进，目的主要为提高纵隔和肺的受照剂量。改进的主要依据是患者胸、腹部的几何尺寸。一般情况下，若胸、腹部宽度基本相同或胸部大于腹部(这种体形的患者男性较多)，应采取患者双手抱头，用两上臂屏蔽头颈照射部位。对于胸部横径小于腹部2～4 cm的患者，应采取患者单手抱头屏蔽头颈部，另一只手放在胸前，用其上臂屏蔽部分肺部照射。若胸部横径比腹部小得多，在5～7 cm，患者可取两上臂屏蔽肺部照射的方法。6例改进型治疗患者，纵隔和肺剂量明显提高，其照射的均匀度也得到了大幅度的改善。总之，使用双侧位照射方法，应因人而异。采取不同的姿势改变纵隔和肺过低受剂量是一种切实可行的方法。

　　4.其他照射方法：在使用较大照射野条件下，患者侧卧、前/后两野照射，可收到比其他方法更好的照射结果。人民医院Siemens电子直线加速器8 MV X射线用Rando人体模型模拟TBI照射在无任何等效填充物补偿的情况下，其人体各部位的不均匀度在±8%以内。这主要由于除颈、踝外人体各部位的前后径相差较小的缘故。病人在前野照射时，射线通过交叉在胸前的双手可降低部分肺部受照剂量，如通过实测肺部剂量仍偏高，可将不同厚度的铅皮剪成肺部形状用胶带固定在有机玻璃散射屏的外面。

　　另外，使用FTBI-1型全身照射治疗亭，即可单次也可分次进行TBI治疗。患者半坐立，前、后野照射，并可使用挡束铅块对病人的眼、肺、肝、肾等重要器官进行屏蔽。总之，无论使用哪种照射方法，都要考虑医院具备的条件，即TBI最大的射野尺寸，剂量率的大小和各种监测手段等。

　　参考文献

　　1，冯宁远，余耕.TBI、HBI照射及剂量学要点.中国放射肿瘤学杂志，1987，1(2)：59-61.

　　2，张绍刚，刘明远，朱庙生，等.单次大剂量全身照射技术.中国放射肿瘤学杂志，1989，3：268-269.

　　3，张绍刚，刘原照，朱庙生，等.双侧位大剂量全身照射.中华放射肿瘤学杂志，1993，2：155-156.

　　4，Keane TJ.Idiopathic interstitial pneumonia following bone marrow transplantation:the relationship with total body irradiation.Int J Radiat Oncol Biol Phys,1981,7:1365-1370.

　　5，Barrett.Total body irradiation before bone marrow transplantation:a review.Clin Radiol,1982,33:131-135.

(收稿日期:1998-12-28)