临床放射物理学基础

放射源
射 野 中 心 轴 照 射野
肿瘤中心点
源 皮 距
源 瘤 距
靶 皮 距
• 放射源(S) • 射野中心轴(SA) • 照射野(A) • 参考点 • 校准点 • 肿瘤中心点(C) • 源皮距 (SSD) • 源瘤距 (STC) • 源轴距 (SAD) • 靶皮距 (Dc)
（肿瘤深度 ）
百分深度剂量
临床放射物理学基础
2020年4月25日星期六
临床放射物理学基础
常用放射线的物理特性 • 高能X射线的物理特性★ • 60钴γ射线的物理特性★ • 高能电子线的物理特性★ • 质子射线的物理特性 • 中子射线的物理特性 • 其它重粒子射线的物理特性
放射线射野剂量学
• 放射线的临床剂量学原则★
• 高能X射线的百分深度剂量及影响 因素★
等剂量分布
半影
半影：照射野边缘剂量随离开中心轴距离的增加而发生急剧变化的范围。 导致照射野边缘剂量的不均匀性分布。
几何半影：由放射源的几何外形造成。 穿射半影：由于准直器端面与放射线束不平行，致使线束穿透准直器的厚
度不相同而造成。 球面聚焦式准直器原则上可以消除部分穿射半影。 散射半影：由组织中的散射线造成。射野边缘散射线的总剂量总是低于照 射野内任意一点的散射线的量，离中心越远，散射线的剂量就 越少。
❖ 源皮距↑：表面剂量↓，最大剂量点深移，剂量梯度↓变窄， X射线污染↑略有增加。 高能电子线较低能电子线变化显著
高能电子线的临床剂量学
电子线等剂量曲线的分布特点
❖ 随着治疗深度的增加， 低能电子线的等剂量曲线向外扩张， 高能电子线的等剂量曲线向内收缩， 并随着电子线能量的变化而变化。
❖ 照射野由小变大时，等剂量曲线的底部由弧形逐渐变的平直 。
（肿瘤深度 ）
• 百分深度剂量 • 建成效应 • 等剂量曲线
• 半影 • 几何半影 • 穿射半影 • 散射半影
放射源(S)
射线源
在没有特别说明的情况下，一 般指放射源的前表面的中心，或 产生射线的靶面中心。
射野中心轴/射线中心轴
射线束的中心对称轴线。
临床上一般用放射源S穿过照 射野中心的连线作照射野中心 轴。
照射野大小的影响
❖ 随着照射野的增大，百分深度剂量变大。（散射线的影响所致） ❖ 高能射线的百分深度剂量随照射野的变化幅度小于低能射线。
源皮距的影响
❖ 标准源皮距 SSD＝80 or 100cm ❖ 源皮距增大，百分深度剂量减小
60钴γ射线百分深度剂量的影响因素
❖ 主要是半影问题
高能电子线的临床剂量学
百分深度剂量曲线
❖ 剂量建成区：不明显，表面剂量75%-80%以上 ❖ 高剂量坪区 ❖ 剂量跌落区 ❖ X射线污染区
影响电子线百分深度剂量的因素
❖ 能量↑：表面剂量↑，高剂量坪区↓变窄，剂量梯度↓减小， X射线污染↑增加，电子线不再具有临床剂量学优点。
❖ 射野：低能电子线，射野对百分深度剂量的影响较小 高能电子线，百分深度剂量随射野的变化较大
零。 ❖ 临床应用时，应将病灶后缘放在D80之前。
选用电子线能量E时，可根据靶区后缘的深度d决定 E＝d×3＋2～3MeV
常用放射线的物理特性
❖ 质子射线的物理特性 ❖ 中子射线的物理特性 ❖ 其它重粒子射线的物理特性
放射线射野剂量学
放射线的临床剂量学原则
❖ 肿瘤剂量要准确。 ❖ 肿瘤靶区剂量分布要均匀。
百分深度剂量(PDD)
在照射野中心轴上， 体模内深度d处的吸收剂量 率Dd，与参考深度d0处的吸 收剂量率Dd0之比。
PDD＝ Dd / Dd0 ×100%
深部X射线 d0 ＝ 0 高能X射线 d0 ＝ Dm
建成效应
剂量建成区
❖ 从机体表面到最大剂量深度区域。 ❖ 在此区域内，剂量随深度而增加。 ❖ 高能X射线一般都有剂量建成区存在
• 60钴γ射线的百分深度剂量及影响 因素★
• 高能电子线的临床剂量学 • 等剂量曲线的分布及影响因素★ • 人体曲面和不均匀组织的修正 • 临床处方剂量的计算方法
常用放射线的物理特性
高能X射线的物理生物学特性
❖ 穿透力强，深部剂量高，射野半影小，剂量分布 均匀。机体内深部肿瘤。
❖ 射线能量高，皮肤剂量低，最大剂量点(Dm)深度 大约为该射线能量值的1/4。
γ射线 高能X射线 d0 ＝ dm
距离
❖ 源皮距（SSD）：表示放射源中心到达体表皮肤照射野 中心的距离。
❖ 源瘤距（STD）：表示放射源中心沿照射野中心轴到体 内肿瘤所考虑点的距离 (一般定肿瘤中心)。
❖ 源轴距（SAD）：放射源到机架旋转轴或机器等中心的 距离(也就是旋转半径)。
❖ 靶皮距（FSD）：靶面到皮肤的距离（肿瘤深度 ）。
常用放射线的物理特性
❖ 高能电子线的物理生物学特性
❖ 穿透深度浅，表面剂量高。 单野→机体浅表部位的肿瘤，挡铅底面距皮肤表面应＞5cm。
❖ 射线能量↑or照射野↓，等剂量曲线由平坦逐渐趋于内收而成锥形压缩 ❖ 照射深度与能量成正比，D80点的位置大约位于其穿透深度的1/3处。 ❖ 皮肤表面-D80内，百分深度剂量分布较为均匀，D80后则急剧下降接近于
照射野(A)
射线束经准直器后垂直通过模体的范围， 用模体表面的截面大小表示照射野的面积。
矩形野
参考点
规定模体表面下照射野 中心轴上的某一点，作为 剂量计算或剂量测量的参 照点。
d0：模体表面到参考点的深度
校准点
在照射野中心轴上指定的用于 校准的测量点。
dc：模体表面到校准点的深度
深部X射线 d0 ＝ 0 （＜400kV）
❖ 随着射线能量增加，Dm点的位置下移，皮肤表面 剂量下降，深部剂量增加。
❖ 放射源与皮肤距离固定时，百分深度剂量随射线 能量、照射野面积的增大而增大。
❖ 固定野照射时，应将病灶前缘放在Dm点之后，限 束器距照射野皮肤表面应＞5cm。
❖ 热作用 ❖ 干涉、衍射、反射、折射作用
常用放射线的物理特性
60钴γ射线的物理生物学特性
电子线等剂量曲线的分布特点原因
❖ 电子线易于散射
高能电子线的临床剂量学
电子线等剂量曲线分布的影响因素
❖ 治疗机类型 ❖ 治疗机限束系统 ❖ 限光筒下端面与患者皮肤的距离 ❖ 患者体表的弯曲程度 ❖ 电子束入射方向
❖ 穿透力强，深部剂量高。体内深部肿瘤。 ❖ 保护皮肤。射线能量高，皮肤剂量低，最大剂量
点在皮下0.5cm处。 ❖ 骨和软组织具有同等吸收。骨损伤小，骨肿瘤、
骨旁病变。 ❖ 射野边缘存在半影区，应注意相邻野的衔接处的
冷热点问题。 ❖ 旁向散射小。 ❖ 挡铅时，挡铅底面距皮肤表面至少应＞5cm。 ❖ 经济可靠。
建Biblioteka Baidu效应
❖ 从表面到最大剂量深度处构成剂量建成区，射线 的这种逐步达到最大吸收剂量的特性叫做建成效 应。
❖ 随着射线能量的升高，建成效应越明显，建成区 域越宽。
等剂量曲线
等剂量曲线
❖射线束在一定组织深部中心轴处的剂量最高，远离中心轴则逐渐减弱 ，把不同深度但相同剂量的各点连成一线称为等剂量曲线。 ❖模体中百分深度剂量相同的点连接起来即成等剂量曲线。 ❖射线能量越高，等剂量曲线越趋平坦，对治疗有利。 ❖用来描述吸收剂量的二维或三维分布。 ❖能够直观地给出整个照射野在二维方向上模体对放射线的吸收情况。
所有半影都是上述原因导致的剂量渐变分布 在给定的深度，半影随着照射野的增大而增加。 对给定的照射野，半影随着深度的增加而增加。
高能X射线百分深度剂量的影响因素
放射线质的影响
❖ 随着放射线能量的增大，最大剂量点下移 ❖ 体膜表面的百分深度剂量随放射线能量的增大而变小 ❖ 最大剂量点之后，百分深度剂量随放射线能量的增大而增大
剂量变化梯度不能超过±5%。 即要达到90%的剂量分布。 ❖ 肿瘤靶区剂量要足够。 ❖ 保护肿瘤周围重要敏感器官免受照射。 至少不能使他们的照射剂量超过其耐受剂量。
准、均、高、保
放射线射野剂量学
常用名词
• 放射源(S) • 射野中心轴(SA) • 照射野(A) • 参考点 • 校准点 • 肿瘤中心点(C) • 源皮距 (SSD) • 源瘤距 (STC) • 源轴距 (SAD) • 靶皮距 (DC)