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目的应用自研颅内肿瘤模型探究一定处方剂量及粒子分布模式下,颅内肿瘤体积与碘-125粒子植入活度、粒子数的关联性,并进行影像学初步验证,同时观察靶区剂量分布及危及器官受量情况。方法在颅内肿瘤模型中分别放置直径2.0cm、2.5cm、3.0cm、3.5cm、4.0cm、4.5cm及5.0cm的橡胶球来模拟颅内肿瘤,进行电子计算机断层扫描（Computed tomography,CT）,将图像储存为医学数字成像和通信（Digital imaging and communications in medicine,DICOM）格式,传入三维治疗计划系统（3D-Treatment planning system,3D-TPS）中由两位资深的物理师进行术前模拟计划,由临床工作5年以上经验的放疗医师选取最佳计划。在3D-TPS中勾画体表（Body）及肿瘤靶区（Gross target volume,GTV）,设定肿瘤处方剂量为120Gy,采取单孔扇形布针,周边密集、中间稀疏的方式布源,对上述每种大小的肿瘤靶区内分别依次载入0.5m Ci、0.6m Ci、0.7m Ci、0.8m Ci四种活度的碘-125粒子,评估剂量体积直方图（Dose volume histogram,DVH）及等剂量线对布源进行调整。当DVH图中90%靶体积吸收的最小剂量(Dose 90,D90)达到处方剂量时停止布源,计算出肿瘤的体积并记录此时植入的粒子数。绘制粒子数和肿瘤体积两组变量值的散点图,应用SPSS 25.0版本统计软件进行数据分析及曲线拟合,分别绘制每种粒子活度下粒子数与肿瘤体积关系的拟合曲线,探究粒子数与肿瘤体积的关系。收集20例2020年9月至2021年9月河北省人民医院单发颅内肿瘤患者资料,将其头颅CT图像另存为DICOM格式并导入3D-TPS中,在3D-TPS中勾画Body、GTV和脑干（Brainstem）,由两位资深的物理师按上述方法中相同的处方剂量、粒子活度及布针方式进行术前模拟计划,由临床工作5年以上经验的放疗医师选取最佳计划。计算每位患者的肿瘤体积,记录不同粒子活度时的粒子数、适形指数（Conformity index,CI）、靶区外体积指数（External index,EI）、均匀性指数（Homogeneity index,HI）,以及粒子活度0.8m Ci时脑干与靶区边缘的最短直线距离、脑干最大剂量(Dose max,Dmax)、靶区D90等参数。绘制粒子数和肿瘤体积两组变量值的散点图,应用SPSS 25.0版本统计软件进行数据分析及曲线拟合,得出二者的关系曲线及相应的曲线公式,进一步探究当处方剂量为120Gy时,使用0.5m Ci、0.6m Ci、0.7m Ci和0.8m Ci四种活度的粒子,粒子数和肿瘤体积的函数关系。根据上述剂量参数值评估肿瘤靶区剂量分布情况,通过生物等效剂量转换,将外放疗中脑干Dmax转换成粒子Dmax,评价脑干Dmax是否超过其最大耐受剂量,探讨粒子植入模拟术前计划的安全性。结果1处方剂量为120Gy,粒子活度为0.5～0.8m Ci时,曲线拟合中二次函数与三次函数的R~2值相等且最大,活度为0.7m Ci时三次函数的R~2值最大。当选取粒子活度0.5～0.8m Ci时,肿瘤周边剂量为120Gy,碘-125治疗颅内肿瘤粒子数与肿瘤体积呈三次函数关系趋势。2处方剂量为120Gy,使用0.5～0.8m Ci的粒子时,20例颅内肿瘤患者粒子数与肿瘤体积曲线拟合结果均显示三次函数的R~2值最大,拟合程度最高,与通过模型得出的二者关系曲线较吻合。初步认为处方剂量为120Gy、粒子活度为0.5～0.8m Ci时,碘-125粒子植入治疗颅内肿瘤粒子数Y与肿瘤体积V准确性较高的为三次函数关系。二者之间关系式如下:1)活度为0.5m Ci时,Y=0.000245 V~3-0.028 V~2+1.915 V+3.718;2)活度为0.6m Ci时,Y=0.000256 V~3-0.026 V~2+1.615 V+3.059;3)活度为0.7m Ci时,Y=0.000109 V~3-0.013 V~2+1.226 V+3.088;4)活度为0.8m Ci时,Y=0.000187 V~3-0.0199 V~2+1.283 V+1.760。3经过生物等效剂量转换,近距离放射治疗中脑干最大耐受剂量为78.90Gy。在植入0.8m Ci粒子的所有患者中,脑干Dmax值均小于78.90Gy。其中当脑干距离肿瘤靶区边缘0.50cm,靶区D90为124.00Gy,靶区体积为48.89cm~3时,脑干Dmax值最大,为72.00Gy。当脑干距离肿瘤靶区2.50cm,靶区D90为120.00Gy,靶区体积为38.30cm~3时,脑干Dmax值最小,为15.80Gy。4 CI与HI均服从正态分布（P＞0.05）,CI以（0.76±0.06）表示,HI以（29.75±3.79）%表示。EI服从偏态分布（P＜0.05）,以0.17（0.13,0.21）表示。结论1借助人体颅内肿瘤模型,通过剂量学参数及计划系统拟合,描述给定活度下肿瘤体积与碘-125粒子植入粒子数之间的三次函数关系式,可为粒子植入术前计划用作临床参考。2颅内肿瘤粒子植入可通过调整分布方式,优化剂量学参数精准规避危及器官受量,保证安全。3选择扇形布针方式,可减轻操作时对颅骨、脑内重要组织等造成损伤,但对靶区剂量均匀性会造成一定影响。图21幅;表5个;参132篇。