扩散α发射体放射治疗中低线性能量转移辐射对肿瘤剂量的贡献

扩散α发射体放射治疗（Alpha DaRT）使得利用α粒子治疗实体瘤成为可能。它采用携带数 uCi Ra-224 的间隙源，旨在释放其短寿命子体，这些子体发射α粒子、β、俄歇和内转换电子、x 与 γ 射线。这些原子在源周围扩散并形成直径数 mm 的致死性高剂量区。以往研究仅关注α剂量。本工作针对单源与多源阵列，探讨扩散原子及源表面原子所贡献的电子与光子。由此可评估低线性能量转移（LET）对剂量的贡献，并证明对周围健康组织的 sparing 效应。剂量采用蒙特卡洛程序计算。我们将简单线源的结果与完整模拟（实现真实源几何与扩散原子分布）进行比较。我们考虑两种极端情形：低扩散高 Pb-212 泄漏，以及高扩散低泄漏。源阵列中的低 LET 剂量由单源贡献叠加得到。我们发现，对于以 4 mm 间距六方排布、携带 3 uCi/cm Ra-224 的源，两种情形下源间最小低 LET 剂量为 18–30 Gy，且以β贡献为主。低 LET 剂量在距阵列 3 mm 处降至 5 Gy 以下。在临床相关距离（2–4 mm）上，线源近似对总低 LET 剂量的精度为 15%。对于 3 uCi/cm Ra-224 源，低 LET 剂量的贡献可使细胞存活率降低达 2–3 个数量级。将源活度提高 5 倍可使低 LET 剂量达到治疗水平，形成自增强构型，并可能允许增大阵列间距。