肿瘤放射物理学-物理师资料-7.5 组织间照射剂量学
肿瘤放射治疗学-复习重点+答案
源皮距SSD:射线源沿射线中心轴到体模表面的距离。
源瘤距STD:射线源沿射线中心轴到肿瘤中心的距离。
源轴距SAD:射线源到机器等中心点的距离。
机器等中心点:机架的旋转中心、准直器的旋转中心及治疗床的旋转中心在空间的交点。
PDD:百分深度剂量:体模内射线中心轴上某一深度d处的吸收剂量Dd与参考深度d0处吸收剂量D0之比的百分数,是描述沿射线中心轴不同深度处相对剂量分布的物理量。
等效方野:如果使用的矩形野火不规则野在其照射野中心轴上的百分深度剂量与某一方形野的百分深度剂量相同时,该方形野叫做所使用的矩形或不规则照射野的等效方野。
MLC:多叶准直器:相邻叶片沿宽度方向平行排列,构成叶片组,两个相对叶片组组合在一起,构成MLC。
Bolus:等效组织填充物:包括石蜡、聚乙烯、薄膜塑料水袋、凡士林、纱布及其他组织等效材料。
在皮肤表面及组织欠缺的位置填入组织等效物,达到改善剂量分布的效果。
剂量建成效应:百分深度剂量在体模内存在吸收剂量最大值,这种现象称为剂量建成效应。
GTV:肿瘤区:是可以明显触诊或可以肉眼分辨和断定的恶性病变位置和范围。
'CTV:临床靶区:包括了可以断定的GTV和(或)显微镜下可见的亚临床恶性病变的组织体积,是必须去除的病变。
ITV:内靶区:包括CTV加上一个内边界范围构成的体积。
PTV:计划靶区:是一个几何概念:包括ITV边界(ICRU62号报告)、附加的摆位不确定度边界、机器的容许误差范围和治疗中的变化。
确定性效应:是指受照剂量超过一定阈值后必然发生的辐射效应。
随机效应:发生概率与受照射的剂量成正比,但其严重程度与剂量无关。
主要表现为有法远期效应,包括恶性肿瘤和遗传效应。
TD5/5:表示在标准治疗条件下治疗的肿瘤患者,在5年之后因放射线造成严重损伤的患者不超过5%。
TD50/5:表示在标准治疗条件下治疗的肿瘤患者,在5年之后因放射线造成严重损伤的患者不超过50%。
4Rs:是指,细胞放射损伤的修复;周期内细胞的再分布;氧效应及乏氧细胞的再氧合以及再群体化。
肿瘤放射物理学-物理师资料-7.3 放射源的定位技术
同理可分别求出相对正位或侧位片P点的坐标y:
y
y 'a
fa Fb z ' fb FaFb x ' z '
或:
y
y 'a
fa Fb x ' fa FaFb x ' z '
如果 fa fb , Fa Fb
以上各式可以得到简化。 如果P点非常接近于等中心,则x’,y’和z’在胶片上的位 移远小于焦点到等中心和胶片到放射源的距离,可直 接用胶片的影像放大系数M,近似确定P点各坐标的值, 即:
第三节 放射源的定位技术
为什么要定位? 在近距离照射中,肿瘤及正常组织的受量直接取决于放射 源在组织中的几何分布。因此准确地测定每个放射源的位 置,是计算剂量分布的前提。
如何定位?(采用x射线照像技术)
采用x射线照像技术的步骤: 1、根据临床要求,按照特定的剂量学系统的布源规则, 确定放射源的几何排列,并按规则将施源器或源导管插 植入靶区。 2、放入假源,经x射线照像后,得到模拟实际照射时源 在靶区内的几何排列。 3、根据源的几何位置,计算剂量分布,选择最佳方案 后换以真源实施照射。
一、正交技术 正交影像定位技术,即正位和侧位成像技术,也称为等 中心照像技术
在模拟机条件下,采用等 中心方法,拍摄两张互相 垂直的影像片,其中心一 般选择在放射源分布的几 何中心。
患者仰卧时
左右 x 上下 y 前后 z
设等中心位置为坐标系的原点
P点为一点源或线源的一 端点(x,y,z) fa和fb分别为正、侧位拍片 时源(即靶焦点)到等中 心的距离;
Fa和Fb分别为源到两胶片 的距离
P点投影坐标 x', y', z '
肿瘤放射物理学-物理师资料-57 不规则射野
为了保证保证摆位正确,需要利 用激光定位灯来确定患者体位。
激光定位系统:放射治疗过程中校正人 体体位的一种装置。通常由三组激光灯 组成,其颜色一般为红色或绿色。
定位过程:
①在模拟定位机下,由主管医生确认患者 体位无误后,选择骨性标记作为参考点, 如以胸骨切迹为照射野中心点。 ②确定矢状面定位线(人体纵轴),并作 标记。 ③确定并划出横向和冠状面定位线。 ④根据临床要求,升降治疗床,调整源皮 距,并拍摄定位片。 ⑤重复摆位时,先对好定位线,再调整源 皮距。
1
1 SMR(dm
,
FSZ
m
)
f
f dm d g
2
式中,g为Q点所在处皮肤的SSD与射野中心轴处皮肤 的SSD的差值(连同符号)。
•剂量计算中的近似处理方法:
Clarkson方法是计算不规则射野剂量分布的通用方法,但 算法繁琐且费时,如计算平均组织最大剂量比。斗篷、倒Y射 野和少数较复杂射野的剂量计算用此方法。
•挡块下Q点的剂量计算:
主要由两部分组成:穿过挡块的原射线和挡块以外射野的 散射线对Q点的贡献之和。
采用负照射野进行该点剂量计算。
设 D0(x, y, d) 为不加挡块时的点(x,y,d) 处的剂量;Db(x, y,d) 为挡块下射野假设挡块不 存在时点(x,y,d)处的剂量。挡块下Q点 的剂量为
DQ (x, y, d) D0 (x, y, d)CB
CB
1
(1Байду номын сангаас
BT
)
Db (x, D0 (x,
y, d ) y, d )
肿瘤放射物理学基础
基本措施
1.时间防护 尽量缩短受照时间 2.距离防护 增大与辐射源的距离 3.屏蔽防护 人与源之间设置防护屏障
基本照射方式
外照射
位于体外一定距离集中照射人体的某一部位, 叫体外远距离照射,简称外照射。
内照射
将放射源密封直接放入被治疗的组织内或放 入人体的天然腔内进行照射,叫近距离照射,简 称内照射。
外照射技术分类
1、固定源皮距(SSD)照射 2、等中心定角(SAD)照射 3、旋转(ROT)照射
内照射的分类
ICRU 规定的区域定义图
照射区(IV) 治疗区(TV)
肿瘤区(GTV) 临床靶区(CTV)
计划靶区(PTV)
内靶区(ITV)
肿瘤致死剂量
肿瘤致死剂量 TCD95:是达到 95%的肿瘤控制 率所需要的剂量。
正常组织的耐受剂量
串行组织:串行组织的放射性并发症概率 主要决定于最大剂量,如脊髓、神经、小肠等。
源皮距(SSD)放射源到模体表面的 射野中心处距离
源瘤距(STD)放射源到肿瘤内所考 虑点的距离
源轴距(SAD)放射源到机器等中心 的距离
X(γ)射线射野剂量学
百分深度剂量(PDD) 射野中心轴上某一深度d处的吸收剂量
率Dd与参考点深度d0处得剂量率Dd0的百分 比
百分深度剂量表
特点:
近距离治疗的主要特点
根据距离平方反比定律:射线到达介质的 强度与照射距离成平方反比关系。即距放 射源较近处受照剂量高,随距放射源距离 的增加,剂量迅速跌落。
可对正常组织进行保护,但亦造成靶区剂 量分布的不均匀。
内照射不能单独应用于临床,一般作为外 照射的补充。
内照射和外照射的区别
1、内照射的放射源活度较小,治疗距离短 2、外照射射线的利用率低 3、外照射肿瘤剂量受正常组织耐受量的限
肿瘤04.肿瘤放射物理学 2
该剂量一般是通过临床经验的积累和比较分析后 得到。
GTV:肿瘤体积(gross tumor volume)
■ 指肿瘤的临床灶(GTVs) 包括: • 原发灶(GTVprimary) • 转移淋巴结(GTVnode) • 其他转移灶(GTVm)
●根据这个定义:同一肿瘤区可能出现两个或两个以上的临床靶 区的情况
●并且不同的CTVS可以给与不同的剂量
●CTV的范围在不同的方向上可以是不同的
●头颈部肿瘤外放CTV时,往往以结构或器官为单位考虑,不是 单纯等距离外放
CTV的描述
▲ 临近GTV的亚临床灶:
GTV+临近亚临床灶 瘤床+临近亚临床灶
CTVⅠ高危区
■ 为一般诊断手段包括
临床检查:一般检查、触诊、内镜…… 各种影像技术:X-线片、超声、CT、MRI、PET and 同位素等 能够诊断出的、可见的、具有一定形状和大小的恶性病变的范围
CTV:临床靶区(clinical target volume)
按一定的时间剂量模式,给予一定剂量的肿瘤临床灶 (GTV)、亚临床灶以及肿瘤可能侵犯的范围
★ SM包括:
* 体位、外轮廓变化 *设备误差(如: 机架、准直器和治疗床) *剂量测定:不同的剂量测定和验证系统 *数据传输(CT-Simulator-TPS-Accelerator)误差 *人为因素:模拟机和治疗机技术员的技术熟练程度和经验
不同单位的SM不同,同一单位不同机器、体位固定装置、质量保证措施 实施的情况等其SM也可能不同
肿瘤致死剂量:定义为使肿瘤控制率达到95 %时所需要的剂量,称为TCD95。
肿瘤放射物理学复习(复习版)
肿瘤放射物理学1.第5页,两个例题。
例一计算氢气和氧气的每克电子数和电子密度。
解:例二计算水的电子密度和每克电子数。
解:2.第12页,放射平衡定义,条件。
答:放射性核素衰变,子母体间的放射性活度将保持固定的比例,这样一种状态称为放射性平衡。
3.第13页,制备人工放射性核素的途径。
1)利用反应堆中的强中子束照射靶核,靶核俘获中子而生成放射性核;2)利用中子引起重核裂变,从裂变碎片中提取放射性核素。
4.第16页,带电粒子与核外电子的非弹性碰撞三点结论;1)电离损失近似与重带电粒子的能量成反比;2)电离损失与物质的每克电子数成正比;3)电离损失与重带电粒子的电荷数平方成正比。
5.第17页带电粒子与原子核的非弹性碰撞三点结论。
1)辐射损失与入射带电粒子的成反比;2)辐射损失与成正比;3)辐射损失与粒子能量成正比。
6.第20页,比电离:带电粒子穿过靶物质时使物质原子电离产生电子—离子对,单位路程上产生的电子—离子对数目称为比电离。
布拉格峰:重带电粒子束的比电离曲线和百分深度剂量曲线尾部均可以观察到明显的峰值,此峰值称为布拉格峰。
利用重带电粒子束(主要是质子和负π介子)实施放疗,可以通过调整布拉格峰的位置和宽度使其正好包括靶区,从而达到提高靶区剂量和减少正常组织受照剂量的目的,这正是重带电粒子束相对光子、电子和中子束等所具有的计量学优点。
7. 第21页,简答题:X (γ)射线与物质的相互作用表现出不同的特点。
答:1)X (γ)光子不能直接引起物质原子电离或激发,而是首先把能量传递给带电粒子;2)X (γ)光子与物质的一次相互作用可以损失其能量的全部或很大一部分,而带电粒子则是通过许多次相互作用逐渐损失其能量;3)X (γ)光子束入射到物体时,其强度随穿透物质厚度近似呈指数衰减,而带电粒子有确定的射程,在射程之外观察不到带电粒子。
8. 第25页,半价层关系式:HVL=ln2/μ=0.693/μ。
9. 光电效应:光子被原子吸收后发射轨道电子的现象。
肿瘤学课件 临床放射治疗剂量学(一)
二、电离辐射与物质的相互作用
1、光子与物质的相互作用 2、带电粒子与物质的相互作用
带电粒子引起物质的原子或分子的电离是辐射剂量学的基础
1、光子与物质的相互作用
1)光电效应 2)康普顿散射 3)电子对效应
1)光电效应
光子与物质原子的轨道电子发生 相互作用,把全部能量传递给对 方,光子消失;
获得能量的电子挣脱原子的束缚 成为自由电子(光电子);
2)随射野面积变化
对于确定的射线能量和源皮距,百分深度剂量随着射 野面积增大而增大,这是因为散射线对中心轴上各点的剂 量贡献增加了
3)随源皮距变化
百分深度剂量随着源皮距增大而
增大(确定的射线能量和射野面
积):
S
光子射线的主要组成部分原 射线的剂量贡献中,源皮距增大 f1 导致了平方反比因子中深度的影 响相对变小。
➢ 同一个射野不同深度处 的中心区也有很大差异
4、射野离轴比曲线
➢ 半影区是射野剂量分布曲线的剂量改变非常快的区域。 在射野几何边界附近,剂量下降呈S形状,并从准直器 的遮线门下延伸到半影区的尾部;
➢ 半影区剂量贡献来源于三个部分: 1)穿透半影:准直器遮线器的穿透剂量; 2)几何半影:来自于源具有的一定尺寸; 3)散射半影:最主要的部分则来自于体模或病人体 内的X射线散射贡献。
➢ 由于光子在体模或病人体内的衰减,在最大剂量深度以 下,剂量和次级带电粒子的碰撞比释动能都是减小的, 并形成短暂的而不是真正的带电粒子平衡。
(为什么通常不选择建成区测量剂量?)
最大剂量深度
➢ 最大剂量深度受射线能量和射野大小的影响。 1)射线能量是主要的影响因素; 2)射野大小的影响由于较小而通常忽略。
加速器模型
表面剂量
肿瘤放射物理学-物理师资料-5
推导上式:
TMR(d, FSZd )
DQ DQm
, PDD(d, FSZ,
f
)
Байду номын сангаас
DQ DP
,FSZ是表面射野
BSF (FSZm )
DP DP(air )
, DP(air) DQ(air )
f d f dm
2
,
FSZ
m是P点处射野
BSF (FSZd )
DQm DQm (air )
, DQ(air)
FSZ0 参考野
是
DP / Dm0
DP / DP(air )
DP(air ) Dm0(air ) Dm0 Dm0(air )
DQm / Dm0
D / D Qm
Qm (air )
D D Qm (air )
m0(air )
D D m0
m0(air )
Sc, p (FSZm ) / Sc (FSZm ) S p (FSZm ) Sc, p (FSZd ) / Sc (FSZd ) S p (FSZd )
(b)具体转换时,Sc、Sc,p要考虑到钴-60与加速器其 输出剂量的不同监测方式,受到射野边长比的影响,而Sp不 受射野边长比的影响。
三、组织模体比和组织最大剂量比
组织模体比(TPR):为模体中射野中心轴上任意一点 的剂量率与空间同一点模体中射野中心轴上参考深度(t0)处 同一射野的剂量率之比。
Dd Ddm
Dd Dm
对相同X(γ)射线的能量,因为dm随射野增大而减小,随 源皮距的增大而增大,故dm应取最小射野和最长源皮距时的值。
零 野 的 TMR ( d , 0 ) 代 表 了 有 效 原 射 线 剂 量 。 构 成 TMR的散射线剂量虽然随射野增大而增加,但这种增加是由 于模体的散射,而与准直器的散射无关。
肿瘤放射物理学-肿瘤放射物理学重点整理
试题题型●选择题:共20小题,每题1.5分,共30分●名词解释:共6小题,每小题5分,共30分(DRR、PDD、PTV、CT模拟、放射性活度)●简答题:共4小题,每小题10分,共40分复习提纲1.原子的结构特点和描述原子结构的参数。
●核外电子运动状态由主量子数n,轨道角动量量子数l,轨道方向量子数m l,和自旋量子数m s决定。
●主量子数n:取值1,2,3….,对应的壳层分别为K,L,M,N,O,P,Q壳层,每个壳层最多可容纳的电子为2n2,例如K层和L层可以容纳的电子数分别为2和8.(主量子数n是用来描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近,或者说它是决定电子层数的。
n相同的电子为一个电子层,电子近乎在同样的空间范围内运动,故称主量子数。
)●根据泡利不相容原理,在原子中不能有两个电子处于同一状态,也就是说,不能有两个电子具有完全相同的四个量子数。
●对每一个n,轨道角动量量子数l可取值:0,1,2,3,…,n-1, 在一个壳层内,具有相同l量子数的电子构成一个次壳层,l=0,1,2,3,4,5,6依次对应次s, p, d, f, g, h, I●次壳最多可容纳2(2l+1)个电子●在多电子原子中,轨道角动量量子数也是决定电子能量高低的因素。
所以,在多电子原子中,主量子数相同、轨道角动量量子数不同的电子,其能量是不相等的,即在同一电子层中的电子还可分为若干不同的能级(energy level)或称为亚层(subshell),当主量子n相同时,轨道角动量量子数l愈大,能量愈高。
●轨道角动量量子数决定原子轨道的形状。
●轨道方向量子数m l:取值范围-l,-l+1,….l-1,l。
●磁量子数m是描述原子轨道或电子云在空间的伸展方向。
m取值受角量子数取值限制,对于给定的l值,m=0,±1,± 2,…,±l,共2l+1个值。
这些取值意味着在角量子数为l的亚层有2l+1个取向,而每一个取向相当于一条“原子轨道”。
肿瘤放射物理学复习考试课件-放射物理-7、近距离照射剂量学
源周围组织对剂量分布的影响
吸收和散射
距离较近时,原射线在 水中的衰减基本被散射 线的贡献所补偿,其结 果是在同一位置,水中 与空气中的照射量几乎 相等。
距离较大时,原射线的 组织衰减逐渐要大于散 射线的贡献。
对于均匀圆柱形线源,其源外任一点P(r,θ) 的剂量率表示为:
D(r, ) SK [G(r, ) / G(r0,0 )]g(r)F (r, )
SK:空气比释动能强度或参考空气比释动能率; Λ:剂量率常敷; G(r,θ):几何因子; g(r):径向剂量函数; F(r,θ):各向异性函数。
第一节 近距离照射剂量学基本特点
一、平方反比定律
最基本最重要的特点
放射源周围的剂量分布是按照与放射源之间距离 的平方而下降。
是影响放射源周围剂量分布的主要因素。
80% 20%
6% 3.3%
近放射源处的 剂量随距离变 化要比远源处 大得多。
1~2cm 剂量 变化为4倍 3 ~ 4cm 剂 量 变化为1.8倍
(1)放射源形状对剂量分布的影响 受到放射源形状的限制,对于相同核素的
点源和线源,其周围的剂量变化,在邻近放 射源处的情况会有所不同。
下图给出相同强度1mgRa的镭—226核素,用 1.0mmPt虑过,点源和线源(1.5cm活性长度) 沿径向不同距离时的照射量率变化曲线。
平方反比定律
点源 遵循平方反比规律。
分次照射方式中的剂量水平选择:
(分次剂量和总剂量) 采用线性二次(LQ)模型的计算方法。 注意:肿瘤组织和晚反应正常组织对分次剂量 有不同的生物效应。
肿瘤放射物理学知识点
1、处于激发态的原子很不稳定,高能级的电子会自发跃迁到低能级空位上,从而使原子回到基态。
两能级能量的差值一种可能是以电磁辐射的形式发出,这种辐射称为特征辐射2、阿伏加德罗定律:1摩尔任何元素的物质包含有NA(6.022×1023)个原子。
3、原子核的稳定性影响核素稳定的因素如下:中子数与质子数之间的比例关系核子数的奇偶性重核的不稳定性4、原子核的衰变类型,即α衰变、β衰变、γ跃迁和内转换。
5、重带电粒子束的比电离曲线和百分深度剂量曲线尾部均可以看到明显的峰值,此峰值称为布喇格峰6、光电效应总截面3)/(hvZ n∝τσn是原子序数的函数,对低原子序数材料n近似取4,对高原子序数材料n近似取4.87、临床上相同质量厚度的三种组织对X(g)射线不同的能量吸收差别:①对于60--150 kev低能X射线,骨的吸收比肌肉和脂肪的高得多。
②对于150--250 kev低能X射线,骨的吸收比肌肉和脂肪的高。
③对于钴-60γ射线和2—22 Mv高能X射线,虽然单位质量骨的吸收比肌肉和脂肪的低,但由于骨的密度比肌肉和脂肪都要大,所以单位厚度的骨的吸收仍然比肌肉和脂肪的高。
④对于22--25 MV的高能X射线,骨的吸收比肌肉和脂肪的稍高。
8、在7-100MEV能量范围,由于电子对效应变得重要,使得骨的吸收增大。
X射线机和加速器产生的连续能谱X射线可以近似等效为加速电压三分之一的单能光子束。
9、电离室的工作特性电离室的方向性电离室的饱和性电离室的杆效应电离室的复合效应电离室的极化效应环境因素的影响10、用电离室测量吸收剂量分两步:(1)用电离室测量由电离辐射产生的电离电荷;(2)用空气的平均电离能计算并转换成电离辐射沉积的能量,即吸收剂量。
11、布喇格-格雷(Bragg-Gray)空腔理论假定气腔的直径远小于次级电子的最大射程,则以下三个假定成立:1、X射线光子在空腔中所产生的次级电子的电离可忽略;2、气腔的引入并不影响次级电子的注量和能谱分布;3、气腔周围的邻近介质中,X射线的辐射场是均匀的。
肿瘤放射物理学第五章 X(γ)射线射野剂量学
(四)射野面积和形状对百分深度剂量的影响 (1)射野面积很小时,由于从其它地方散
射到某一点的体积较小,所以散射对百分深 度剂量的影响比较小,其表面下某一点的剂 量 Dd 基本上是由原射线造成的。
(2)当射野面积较大时,由于散射射线增多, 随之增Dd加。开始时,随面积的增加而加快, 以后变慢。
(1)对X(γ)射线,校正系数 CF e,(dd' )
d为替代材料的厚度,d ' 为等效水厚度,
为替代材料的射线的有效线性衰减系数。
(2)对电子束,两种模体射野中心轴上百分 深度剂量(PDD)相同时的深度比为:
Zm (PDD) / Zw (PDD) (r0 / )m /(r0 / )w
它与组织补偿器的区别是:前者必须用组 织替代材料制作而且必须放在患者的皮肤上; 后者不必用组织替代材料制作而且必须离患者 皮肤一定距离。组织补偿器是一种用途特殊的 剂量补偿装置。
四、剂量的准确性要求
用组织替代材料或水替代材料构成的 模体进行剂量的比对和测量时,测得的吸 收剂量值与通过标准水模体测量得的值相 差不能超过1%,否则应改用较好的材料, 或用下述方法进行修正。
(3)对高能X射线,电子对效应占主要,两 种模体通过下式等效:
T水 T模体 模体 (Z模体,有效 / Z水,有效 )
式中 Z有效 (ni / n0 ) (Zi ) i
对水 Z有效 6.6
对有机玻璃 Z有效 5.85 则1cm有机玻璃相当于
1.18×(5.85/6.6)=1.05cm水。
设矩形野长a、宽b,方形野边长为s
ab
s2
肿瘤放射物理学-物理师资料-7.4 腔内照射剂量学
3、参考区的描述 宫颈癌患者的腔内照射,在宫腔源和阴道源合并使用、或宫腔源 在宫颈处有较大的剂量份额时,宫颈的剂量一般约为2倍的参考 剂量值(如图)
参考区是一沿宫腔 源长轴分布的梨形 体,对其描述往往 从三个方向考虑。
高度(dh):过宫腔源纵轴线的 冠状面,沿其长轴方向的最 大长度;
宽度(dw):与上相同平面,垂 直于宫腔源方向的最大长度
很大不同。 因此,腔内照射的剂量学模式与外照射有区别。
图7-14(c)横向剂量分布 实线为图(a)沿3,4照 射野中心轴的剂量分布, 虚线为腔内照射剂量分布, 斜线部分(2cm宽)为高 剂量梯度变化区。
腔内照射的剂量学模式,除像外照射那样定义靶区、治疗区等以外, ICRU建议还需根据临床治疗要求,定义参考区(reference volume)
淋巴引流区的剂量参考点: 左右腹主动脉旁(L.PR,R.PR)、骶髂联合旁(,)、 骶骨外(L.EXT,R.EXT)
盆壁剂量参考点,如图所示。其中的符号表示左右盆壁(R.L PW)的剂量参考点。
与经典的“点”系统比较,ICRU系统在宫颈癌腔内照射的 剂量规定等方面已有一定的进展,也是当前较好的系统。但也 存在一些弱点,其中主要的是参考区的规定与放射治疗中已为 人们普遍接受的靶区概念,似有混淆,不能精确地定义和确定 靶区,就不能明确最小靶剂量,也就不能很好地判断一个治疗 计划的优劣。
(一)腔内照射的剂量模式
外照射 要求整个靶区内的剂量变化不超过±5%,靶区外的 剂量迅速跌落。
腔内照射 邻近放射源附近的剂量最大,而随离放射源距离的 增加剂量持续下降。
图7-14(a)外照射剂量分布
显示60Coγ射线4野照射盆腔,靶区的边界由重密线表示。 整个治疗区域内剂量分布均匀,边缘剂量跌落较快。
放射剂量学简介
2)空气电离性的物理效应
I=e ·N0 ·ε/ω e 电子电荷,1.6×10-19库仑 N0 单位时间内进入电离室的辐射粒子数 ε 电离辐射在某种气体中损失的能量 ω 该种气体的平均电离能
第三节 照射野剂量学
在放射治疗中,患者所接受的辐射剂量,一般不能 在患者的体内直接测量,通常是在人体组织替代材 料。如水模体中,对各种类型的外照射治疗机进行 剂量校准,剂量分布测定等,并将水模体中的吸收 剂量转换为患者所接受的剂量。为此需要利用和发 展外照射照射野剂量学系统。以下将简要介绍照射 野剂量分布的描述和X(γ)射线及高能电子束剂量分 布的特点。
一、照射野及照射野剂量分布的描述
射线束(beam) 从放射源出发沿着光子或电子 等辐射粒子传输方向,其横截面的空间 范围 称为射线束。
射线束中心轴(beam axis) 定义为射线束的 对称轴,并与由光阑所确定的射线束中心, 准直器的旋转轴和放射源的中心同轴。
名词定义
照射野(fleld) 由准直器确定射线束的边界, 并垂直于射线束中心轴的射线束平面称为照 射野。照射野的大小一般有两种定义方法。 一是几何学照射野,即放射源的前表面经准 直器在模体表面的投影;再一为物理学照射 野,这是剂量学概念,即以射线束中心轴剂 量为100%,照射野相对两边50%等剂量线 之间的距离,为照射野的大小。
放射治疗的物理基础
放射性射线的穿透性
放射性射线的电离性
放射性射线的穿透性
放射性射线的穿透性就是指射线与物质相互 作用时能穿透到物质内一定深度。射线的穿 透深度,穿透曲线的形状与射线的种类,射 线的能量及被穿透物质的性质有关。
放射性射线的电离性
放射性射线能使受照物质的分子,原子电离。 故称作为“致电离辐射射线”,这是放射性 射线的重要物理性质,构成了放射治疗的物 理基础。
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超分割照射:分次照射的分割时间少于一 天,变成一天两次或两次以上时,并且间 隔大于等于4h。
脉冲式照射:当间隔小于4h,以多次高剂 量率照射模拟连续低剂量率照射的方式。
高剂量区(high dose volumes) 高剂量区定义为中心平面内或 平行于中心平面的任何平面内的150%平均中心剂量曲线所包括 的最大体积。
低剂量区(low dose volumes) 是在临床靶区内,由90%处 方剂量曲线所包括的任一平面中的最大体积。应该注意的是, 在组织间照射中,使用不同的剂量学系统,定义处方剂量的方 法是有所区别的。因此应用低剂量区的概念,要根据不同剂量 学系统和临床实际给予特别说明。
最小剂量离散度 在中心平面、放射源之间每一最小剂量相 对于平均中心剂量的变化范围。如图7-28中最小剂量率分别为:
DA DE 65.4cGy h1, DB DD 74.4cGy h1,
DC 75.3cGy h1 ,平均中心剂量为70.9cGy·h-1,则最小剂量离散 度为-8%~6%。
治 疗 平 均 剂 量 率 (average overall treatment dose rate) 是总剂量与总 治疗时间的比值,这一概念主要应用于 没有或仅有短暂中断的连续低剂量率照 射和一些脉冲式照射中。
连续照射:总治疗时间与照射时间相同。 间断照射:总治疗时间长于照射时间,瞬 时剂量率也高于平均剂量率。(多为后装 治疗)
中心平面的定义 通过各放射源的中心点、并与放射源相垂直的平 面。在临床实践中,由于局部解剖位置的
限制或操作难易程 度的影响,放射源 实际分布并非等长 度而又相互平行, 则中心平面定义为 通过插植平面的中 心、并与插植基本 方向垂直。
对于较为复杂的情况,如图,治疗范围分为2个或多个子体 积,中心平面需分别定义。
近距离照射剂量学的基本特点之一,是剂量分布不均匀,即剂 量梯度大和每一放射源周围存在
有高剂量区。 但在组织间照射的插植平面内,
也有剂量梯度近似平缓的区域,即 坪剂量区,如右图所示。坪剂量区 一般与相邻放射源的距离相等,坪 剂量区内的剂量变化可以用来描述 插植平面的剂量均匀性。
由于组织间照射剂量学的上述特点,其剂量模式不同于其他 近距离照射方式,对其描述需确定相关的剂量学参数。
二、剂量学系统
组织间照射的剂量学系统,有较大影响的是曼彻斯特系统和巴 黎系统。
(一)曼彻斯特系统
组织间照射的曼彻斯特系统是上世纪30年代以镭-226直 线源设计的平面插植剂量计算系统。单平面插植,距辐射平面 0.5cm为参考剂量平面,该平面的最高剂量比“规定剂量”高10 %,最低剂量,低10%,治疗的组织厚度为1cm。如治疗厚度大 于2.5cm,需要用双平面插植。曼彻斯特系统的插植规则如下:
对治疗体积的描述 如肿瘤区、临床靶区等,与外照射的定义类似,但具体作法
及侧重上又有所区别。
首先,组织间照射主要需要明确肿瘤区、临床靶区和治疗区。 而对于计划靶区则少有重视。
其次,在确定插植方式之前,需定义临 床靶区。
具体方法是在三维方向上,以其最大 径描述临床靶区的长度、宽度和高度。
(二)剂量模式
连续照射 间断照射 分次照射 超分割照射 脉冲式照射
在组织间照射中,需明确的术语:
照射时间(irradiation time) 放射源 对患者直接照射的持续时间。
总 治 疗 时 间 (overall treatment time) 从第一次照射开始,到最后一次照射结 束的总时间。
瞬时剂量率(instantaneous dose rate) 指在分次照射或脉冲式照射时,剂量与 照射时间的比值。
剂量均匀性指数 最小靶剂量与平均中心剂量的比值。若 图7-28中 最小靶剂 量由 100 % 等剂量曲 线表示的 剂量率值 为 58.1cGy·h-1,则剂量均匀性指数为0.82=58.1/70.9。
(三)时间-剂量模式
对相关术语和概念作简单说明。
在组织间照射中,暂时性插植照射 可分为以下几类方式:
①典型的单平面插植,放射源必须互相平行,且之间的距离 不能大于1cm。在互相平行的放射源的端点,有与其相垂直的 直线源与之交叉,交叉点距放射源活性区不大于lcm,形成封闭 的平面。
②如受临床条件限制,放射源不能形成封闭的辐射平面,则治疗 面积会有所减少,一般单侧无交叉,面积减少10%;双侧无交叉,减 少20%左右。
一、组织间照射的术语和概念
(一) 技术和治疗区的描述 组织间照射可分为暂时性插植(temporary implants)和永久性
插植(permanent implants)双平面、 多平面插植。
根据插植的几何形状分类,如圆柱形插植等。
组织间照射使用的放射源长度通常相等,且相 互平行排列。
最小靶剂量(minimum target dose,MTD) 是临床靶区内所 接受的最小剂量。一般位于临床靶区的周边范围。在巴黎剂量 学系统中,MTD即为参考剂量(Reference Dose,RD);曼彻 斯特剂量学系统中,MTD约等于90%的处方剂量。
平 均 中 心 剂 量 (mean central dose,MCD) 是中 心平面内相邻放射源之间 最小剂量的算术平均值。
第五节 组织间照射剂量学
也称插植照射 广泛和灵活
基本作法:根据靶区的形状和范围,将一定规格的多个 放射源直接插植入人体组织,对肿瘤组织(或瘤床部位)进行 高剂量照射。
为使治疗部位获得满意的剂量,必须根据放射源周围剂 量分布特点,按一定的规则排列这些放射源。(剂量学系统)
一、组织间照射的术语和概念
组织间照射涉及到的插植技术、剂量模式等相关的概念和 术语,不同的单位往往采用不同的方式给予描述。ICRU 于1997年发表了第58号报告,对相关的概念和术语给予 概括和归纳。 规范不同放疗中心对组织间照射的描述,便于在技术上的 相互理解和交流。