肿瘤放射物理学复习考试课件-放射物理-5、X(γ)射线射野剂量学

对中子束，要求元素构成相同，及C、H、 N、O的质量相对份数要相等。
对重离子，线性碰撞本领是首选条件。
为了保证等体积的组织替代材料与被替 代组织的质量相等，要求两者的物理密度 必须近似相等。
4、水模 （最容易得到、最廉价） 对X（γ）射线、电子束的吸收和散射几乎与 软组织和肌肉近似。（用电离室作探头时， 必须加防水措施）
构成边长为30cm或25cm的立方体，代替标准 水模体作吸收剂量和能量的常规检查。
（3）人体模体 分均匀型和不均匀型两种。
均匀型是用均匀的固态组织替代材料加工 成，类似标准人体外形或组织器官外形的模 体。
不均匀型是用人体各种组织（骨、肺、气 腔等）的组织替代材料加工而成的，类似标 准人体外形或组织器官的外形。
照射野 射线束经过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。临床剂量学中规定模体内50％同等 剂量曲线的延长线交于模体表面的区域定义 为照射野的大小。
参考点 规定模体表面下射野中心轴上某一 点作为剂量计算或测量参考的点。
400kV以下的X射线，取在模体表面； 对高能X射线或γ射线，取在模体表面下射 野中心轴上剂量最大点位置，该位置随能量 变化，并由能量确定。
度为1.18g/cm3。
1cm厚的有机玻璃相当于 1.18×(0.54/0.555)=1.148cm水。
（2）对低能X射线，光电效应占主要，两种 模体材料通过下式等效：
T水 T模体 模体 (Z模体，有效 / Z水，有效)3
1
式中
Z有效


i
(ni
/
n0
)
Zi3
3
，ni
3、组织替代材料的选择，应考虑被替代组 织的化学组成和辐射场的特点。（考虑作用 方式的特点）
对X（γ）射线，总线性衰减系数（或总质 量衰减系数）与被替代组织的相同。（注意Z 和电子密度的影响）
对电子束，总线性（或总质量）阻止本领 和总线性（或总质量）角散射本领。
一般情况下，适合X（γ）射线的组织替 代材料一定是电子束的组织替代材料。
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。
第二节 百分深度剂量分布
一、有关名词定义
放射源（S） 一般规定为放射源前表面的 中心，或产生辐射的靶面中心。
射野中心轴 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为 射野中心轴。
校准点 在射野中心轴上指定的用于校准的 测量点。
源皮距（SSD） 放射源到模体表面照射 野中心的距离。
源瘤距（STD） 放射源沿射野中心轴到肿 瘤考虑点的距离。
源轴距（SAD） 放射源到机架旋转轴和机 器等中心的距离。
二、百分深度剂量
（一）百分深度剂量定义 射野中心轴上某一深度d处的吸收剂量
率 Dd0与参考点深度d0处剂量率 Dd 的百分比。
第五章 X（γ）射线射野 剂量学
第一节 人体模型
一、组织替代材料
1、射线与人体组织相互作用的研究很难直接在人 体内进行。
2、模体（phantom）：用人体组织的替代材料 （tissue substitutes）构成的模型代替人体。
组织替代材料： “模拟人体组织与射线的相互作 用的材料”。 （ICRU第44号）
T水 T模体 模体 (R0 )模体 /(R0 )水
或 T水 T模体 Cpl
模体材料转换到 水的比例系数 （IAEA，381号）
连续慢化 近似射程
（IAEA，277号）
三、模体的分类
由组织替代材料组成的模体是用于模拟 各种射线与人体组织和器官相互作用的物理 过程。
ICRU对各种模体作了如下的分类和定义： （1）标准模体 （2）均匀模体 （3）人体模体 （4）组织填充模体
（1）标准模体（standard phantom） 长宽高均为30cm的立方体水模，用于X
（γ）射线、电子束、中子束吸收剂量的测定 和比对。对低能电子束，水模体的高度可以 薄些，但其最低高度不能低于5cm。
（2）均匀模体（homogeneous phantom） 用固态或干水组织替代材料制成的片形方块，
为组成模体材
料的第i种元素的电子数；n0为模体材料总的电
子数。
例如： 水的有效原子序数
Z有效=[（2/10)*(1)3+(8/10)* (8)3]1/3 =7.42
1cm厚的有机玻璃相当于 1.18×6.48/7.42）3 = 0.79cm水。
（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：
（1）对中高能X（γ）射线，康普顿效应为 主要形式，当两种模体材料的电子密度相等 时，则认为它们彼此等效。此时的转换关系 式为
T水 T模体 模体 (Z / A)模体 /(Z / A)水
T水 为 T模体 的等效水厚度（cm）。
例如： 有 机 玻 璃 的 分 子 式 (C5O2Hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)n ， 假 设 其 密
5、其它组织替代材料 有机玻璃、聚苯乙烯最为常见
表5-1 人体组织和常用的组织替代材料的物 理参数（材料、化学成分、质量密度、电子 密度、有效原子序数）
二、组织替代材料间的转换
比如原来组织的替代材料是有机玻璃， 现在要换成水，该如何进行等效转换？这 就涉及到组织替代材料间的转换问题，它 决定于被测射线与模体材料的相互作用。
人体模体主要用于治疗过程的剂量学 研究，包括新技术的开发和验证、治疗方 案的验证与测量等，不主张用它作常规剂 量的检查与校对。
（4）组织填充模体（bolus） 用组织替代材 料制成的组织补偿模体，直接放在患者的皮肤 上，用于改变患者皮肤不规则轮廓对体内靶区 或重要器官剂量分布的影响，提供附加的对射 线束的散射、建成和衰减。
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。
（4）对电子束，模体材料是通过模体中电子 注量进行等效的：