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《中国协和医科大学》 2001年
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靶向治疗中微肿瘤、细胞和细胞核平均吸收剂量及其分布的研究

王运来  
【摘要】:放射性核素靶向治疗中,辐射能量低剂量率地授予肿瘤。肿瘤及周围正常组织、靶区中辐射敏感的细胞和细胞核的吸收剂量及其分布是辐射效应分析时重要的物理量,其估算需要特殊的剂量学模型和计算方法。 由于细胞内抗体分布的不均匀性,载体的吸收和廓清是动态过程,放射性核素在器官、细胞和亚细胞水平的空间分布是不均匀的,必然影响吸收剂量的大小和分布。我们给出新的剂量计算方法,计算了靶向治疗中均匀分布和非均匀分布时微肿瘤、细胞和细胞核的平均吸收剂量以及吸收剂量的分布。采用两种不同的解析方法分别计算点源在球体靶区内的能量沉积:利用电子的单位路径能量损失和剩余射程的关系结合不均匀分布条件下不同源—靶组合的几何因子计算俄歇电子核素和β核素在靶区的能量沉积;利用α粒子以及质子的单位路径能量损失和运动距离的多项式函数直接计算α核素和硼中子俘获反应在靶区的能量沉积。点源的能量沉积对整个放射源区积分利用数值方法计算。几种假设的活度分布为:均匀分布:随径向距离增加的线性分布;随径向距离减小的线性分布;指数分布;点源位于细胞中心;在细胞膜上均匀分布。得到了细胞或细胞核的平均吸收剂量以及吸收剂量在细胞内的分布,以及放射源距细胞中心不同距离时对细胞吸收剂量的影响。 细胞和细胞核是两个主要靶区。细胞由细胞膜、细胞质和细胞核组成,细胞核位于细胞的中央,周围被细胞质包围。细胞质、细胞核和细胞间质都是由均匀物质组成。典型的哺乳动物细胞和细胞核的半径分别为5μm和4μn。假设放射源在细胞膜、细胞质或细胞核的任意一个中均匀分布,对于几种典型的源—靶组合:细胞←细胞、细胞←细胞膜、细胞核←细胞核、细胞核←细胞质、细胞核←细胞膜,分别计算了单能电子、α核素、β核素、俄歇电子核素以及硼中子俘获反应不同大小细胞和细胞核的S值。 多细胞模型是由相同大小、规则排列的细胞构成的球形细胞群。细胞规则排列的主要方式有:简单立方结构、体心立方结构、面心立方结构和六角密堆积结构。对于多细胞群中的某个细胞,吸收剂量的贡献剂量主要包括靶细胞自身的放射源和周围细胞内的放射源。细胞间质中的放射源和光子的剂量贡献可以用MIRD方法计算。如果细胞群较小,则光子的剂量贡献忽略不记。细胞群中每个细胞内的放射性活度相同。计算得到细胞群中各个周围细胞中心到靶细胞中心的距离和周围细胞中的核素对靶细胞的剂量贡献。 微肿瘤中央存在和不存在坏死区时,和细胞有相似的几何结构,因此几何因子相同。但计算微肿瘤吸收剂量和剂量分布时用标度点源剂量核函数代替单位路径能量损失。肿瘤内放射源的分布方式有3种:均匀分布:从外表向里稳定扩散;从外表向里稳定扩散,同时以一定的速率被排除。 α核素和β核素的衰变能谱采用MIRD推荐使用的数据。俄歇电子核素采用AAPM Nuclear Medcine Task Group No.6在Report No.2中给出的能谱。电子的
【学位授予单位】:中国协和医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:R730.5

【共引文献】
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