放射治疗技术 第二章物理学基础
肿瘤放射治疗策略——放射物理学基础篇
常用放射物理学临床应用 (χ /γ 射线的剂量分布)
仁
和
精
诚
• 影响TMR的因素:TMR受能量、组织深度、源皮距离、 照射野面积的影响,类似TRA。
湖南省邵阳市中医医院/syszyyy/
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常用放射物理学临床应用 (χ /γ 射线的剂量分布)
PDD 2 ( d , f PDD 1( d , f f 2 dm , A0 ) f 2 d 1, A0 )
2
仁
和
精
诚
• ③.源皮距对PDD的影响:在同一深度下,射线能量和照 射面积不变的情况下,源皮距增大,PDD也增高。
7
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放疗处方的内涵
仁
和
精
诚
7.放疗医师必须和物理师、治疗计划工作人员及剂 量工作人员一起合作,以保证实际工作中的治疗计 划的准确性和性价比。 8.最终的治疗决定、治疗技术的实施、治疗的结果 都由放疗医师来负责。
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常用放射物理学临床应用 (χ /γ 射线的剂量分布)
• • • •
仁
和
精
诚
五、射野输出因子(OUT)和模体散射因子(Sp) 1.射野输出因子(OUT) ①.描述:是射野输出剂量随面积而改变的物理量。 ②.定义:为射野在空气中的输出剂量,与参考射野(一般 为10cm×10cm)在空气中的输出量之比。 • ▲准直器散射因子(Sc):其定义即为射野输出因子。(一 般用带有剂量建成套的电离室在空气中直接测量,当射野 很小时,可拉长源皮距进行测量)
常用放射物理学临床应用 (χ /γ 射线的剂量分布)
第一讲放射物理基础
E=hv
能量E的单位是焦耳(J);频率v的单 位是赫兹(Hz);h是普朗克常数。普朗 克常数:h=6.626×10-34js
电磁辐射
电磁辐射分类
放射性核衰变
衰变类型
➢ 放射性:不稳定核素自发地放出射线,转 变为另一种核素,这种现象称为放射性, 这个过程称为放射性衰变,这些核素称为 放射性核素。发出的射线种类可能有α射 线、β射线、γ射线,还可能有正电子、 质子、中子等其他粒子
光子注量 能量注量 照射量 吸收剂量 比释动能(kerma)
基本辐射量
光子注量和能量注量
光子注量:指入射在横截面积dA的 球体上的粒子数目dN除以横截面积。 单位:m-2
能量注量:入射在横截面积dA的球 体的辐射能量dE除以横截面积。单 位:J/m2
照射量
照射量:X(γ)辐射在质量为dm的空气中释放的 全部次级电子(正负电子)完全被空气阻止时,在 空气中形成的同一种符号的离子总电荷的绝对值 dQ与dm的比值,即: X=dQ/dm
放射性核衰变
β衰变
原子核自发地放射出电子e-或正电子e+或 俘获一个轨道电子的转变过程称为β衰变
放射电子的称为β-衰变,发射出的电子称 为β-粒子;放射正电子的称为β+衰变,发 射出的正电子称为β+粒子;俘获轨道电子 的称轨道电子俘获,如果俘获的是K层电 子,则称K俘获。
β-衰变
P到S的转 变是β-衰 变,在纲 图中β-粒 子的最大 能量是
KdEtr /dm
基本辐射量
电子平衡
所有离开△V的 次级电子带走 的能量,恰好 等于进入△V的 次级电子带入 的能量,则称 在O点出处于电 子平衡。
电子平衡成立条件
放射物理学基础
1、放射源微型化,程控步进电机驱动; 2、高活度放射源形成高剂量率治疗; 3、微机计划设计。
模拟定位机
X线模拟定位机是用来模拟加速器或60Co治疗机机械性能的专用X 线诊断机。
作用:模拟各类治疗机实施治疗时的照射部位及范围,进行治疗 前定位。
CT 模拟定位机
CT扫描机+多幅图像显示器+治疗计划系统+激光射野投射器 肿瘤的正确定位 提供照射野的剂量分布 产生数字模拟影像 帮助设计合适的照射野 产生模板以供制作铅挡 在病人皮肤上标记等中心点
的χ线 • 各类加速器产生的电子束、质子束、中
子束、负π 介子束以及其他重粒子束
用于近距离治疗的主要放射源及物理特性:
放射性 核素
半衰期
射线
平均能量
226-镭 1590 年 γ 0.83MeV
照射量率 常数
(Rcm2/mci*h)
8.25
137-铯 33 年 γ 0.66MeV 3..26
60-钴 5.27 年 γ 1.25MeV 13.1
几何半影:由于60Co放射源具有一定的尺寸,射线被准直器限束后, 照射野边缘诸点受到剂量不均等的照射,造成剂量渐变分布。 (改进方法:缩小尺寸、延长距离)
穿射半影:放射线束穿过准直器端面厚度不等而造成的剂量渐变分布。 (改进方法:采用球面限光筒)
散射半影:组织中散射线造成照射野边缘剂量渐变分布,这种散射线 随能量增高而减少,但始终存在。
医用直线加速器
•原理:利用微波电场沿直线加速电子然后 发射,或打靶产生X线发射,治疗肿瘤的 装置。 •特点:
1、可产生不同能量的X线 (4~25MV) 2、可产生不同能量的电子线 (3~25MV) 3、照射野均匀性好 4、可作为X刀使用 5、安全性好
《放射治疗物理学》讲义教案放射治疗物理学目录.doc
放射治疗物理学目录第一章放射治疗物理基础第一节原子和原子核性质一、一些基本概念二、原子核的大小和质量三、原子核结合能四、原子核的自旋与磁矩五、原子核和核外电子的能级第二节射线与物质的相互作用一、基木粒子的种类和物理特性二、核的稳定性和衰变类型三、放射性度量和放射性核素衰减规律四、常见类型射线与物质的相互作用及定量表达第二章临床放射生物学概论第一节电离辐射对生物体的作用一、辐射生物效应的时间标尺二、电离辐射的直接作用和间接作用第二节电离辐射的细胞效应一、辐射诱导的DNA损伤及修复二、细胞死亡的概念三、细胞存活曲线四、细胞周期时相与放射敏感性五、氧效应及乏氧细胞的再氧合六、再群体化笫三节电离辐射对肿瘤组织的作用一、肿瘤的增殖动力学二、在体实验肿瘤的放射生物学研究中得到的一些结论第四节正常组织及器官的放射效应一、正常组织的结构组分二、早期和晚期放射反应的发生机制三、正常组织的体积效应第五节肿瘤放射治疗的基本原则一、照射范围应包括肿瘤二、要达到基本消灭肿瘤的目的三、保护邻近正常组织和器官四、保护全身情况及精神状态良好第六节提高肿瘤放射敏感性的措施一、放射源的选择二、利用时间-剂量-分割关系三、使肿瘤细胞再分布四、利用氧效应第七节肿瘤放射治疗中生物剂量等效换算的数学模型一、“生物剂量”的概念二、放射治疗屮生物剂量等效换算的数学模型三、外推反应剂量(ERD)概念第三章常用放射治疗设备第一节X线治疗机一、X线的发生二、X线机的一般结构三、X线质的改进四、X射线治疗机的改进第二节医用加速器一、概述二、医用电子直线加速器的加速原理三、医用电子直线加速器的结构四、质子放疗系统第三节远距离^Co治疗机一、叫20源的产生与衰变二、远距离治疗机的一般结构三、60Co治疗机种类四、60Co治疗机的半影种类五、垂直照射相邻照射野的设计六、60c°v射线的优缺点七、6°C0源更换八、Y刀第四节远距离控制的近距离治疗机一、H DR后装治疗设备的组成二、现代后装机具有的优点第五节理想放射源条件一、理想的剂量分布二、能杀灭乏氧细胞三、能杀灭非增殖期细胞(Go期)第六节模拟定位设备一、模拟定位机二、C T模拟定位机三、磁共振模拟机四、P ET-CT模拟机第七节体位固定装置一、一般的头颈部支持系统二、乳腺体位辅助托架三、热塑面网(罩)和体罩四、真空成形固定袋(真空袋)第八节放射治疗局域网络一、局域网络的配置二、放射治疗科网络的信息交换三、L ANTIS系统四、科室网络的安全维护第四章辐射剂量学的基本概念第一节辐射剂量学基本定义一、照射量二、比释动能三、吸收剂量四、有关辐射场的几个基本定义第二节各辐射量Z间的关系一、高能光子在介质中的能量转移和吸收二、电子平衡三、照射量和比释动能的关系四、比释动能和吸收剂量的关系五、吸收剂量和照射量的关系第三节空腔理论一、阻止本领二、阻止本领和吸收剂量的关系三、Bragg-Gray空腔理论四、Spencer-Attix 理论五、空腔理论住电离室剂量测量中的应用第五章射线的测量第一节电离室一、电离室基本原理二、指形电离室三、电离室的工作特性以、特殊电离室五、电离室测量吸收剂量的原理第二节热释光剂量计一、原理二、热释光剂量讣的种类三、热释光剂量计使用四、热释光剂量计的刻度第三节胶片剂量计一、原理二、应用第四节半导体剂量计一、原理二、Mapcheck半导体剂量仪第五节场效应管一、原理二、M OSFET探测器的特性第六节剂量的标定一、射线质的测定二、射线吸收剂量的标定第六章光子照射剂量学第一节原射线与散射线一、原射线二、散射线第二节平方反比定律第三节百分深度剂量一、照射野及有关名词定义二、百分深度剂量第四节射野输出因子和模体散射因子一、射野输出因子二、模体散射校正因子第五节组织空气比一、组织空气比定义二、源皮距对组织空气比的影响三、射线能量、组织深度和射野大小对组织空气比的彫响四、反向散射因子五、组织空气比与百分深度剂量的关系六、不同源皮距百分深度剂量的计算一一组织空气比法七、旋转治疗屮的剂量计算八、散射空气比第六节组织最大比一、组织模体比和组织最大剂量比二、散射最大剂量比第七节等剂量线一、等剂量线二、射野离轴比第八节组织等效材料一、组织替代材料二、组织替代材料间的转换三、模体四、剂量准确性要求第九节人体曲而和组织不均匀性的修正一、均匀模体和人体之间的差别二、人体曲面的校正第十节不均匀组织(骨、肺)校正一、射线衰减和散射的修正二、不均匀组织屮的吸收剂量三、组织补偿第十一节楔形野剂量学一、楔形野等剂量分布与楔形角二、楔形因子三、一楔合成四、楔形板临床应用方式及其计算公式五、动态楔形野第十二节不规则射野剂量学第十三节临床剂量计算一、处方剂量二、加速器剂量计算三、钻-60剂量计算四、离轴点剂量计算一一Day氏法第七章电子线照射剂量学第一节电子线中心轴深度剂量分布一、中心轴深度剂量曲线的基木特点二、有效源皮距及平方反比定律三、彫响电子线百分深度剂量的因素四、电子线的输出因子第二节电子线剂量学参数一、电子线的射程二、电子线能量参数三、电子线的离轴比四、电子线的均整度、对称性及半影五、电子线的等剂量线分布特点第三节电子线的一般照射技术一、电子线处方剂量ICRU参考点二、能量和照射野的选择三、射野形状及铅挡技术四、电子线的补偿技术五、电子线的斜入射修正六、电子线的组织不均匀修正和边缘效应七、电子线的射野衔接技术第四节电子线的特殊照射技术一、电子线旋转照射技术二、电子线全身皮肤照射三、电子线术中照射第八章近距离放射治疗剂量学第一节近距离放疗概述一、近距离放射治疗的设备和相关技术二、近距离放疗的常用核素第二节近距离放疗的剂量计算一、单个粒子源的剂量计算方法二、临床多粒子源植入的扰动影响三、组织异质情况下的剂量修正第三节近距离放疗的临床应用和剂量体系一、粒子源植入治疗的临床应用二、粒子源植入的临床剂量体系第九章中子近距离照射剂量学第一节钿中子与制中子相对生物学效应一、钢屮子二、^cf的相对生物效应(RBE)三、屮子近距离治疗的优势第二节钏中子治疗技术一、'叱彳中子后装治疗机(中子刀)简介二、中子刀适应症及禁忌症第三节钿中子治疗的剂量分布一、模体二、确定漩Cf中子束、Y射线吸收剂量分布的探测器三、确定^Cf中子、Y吸收剂量分布的理论方法第四节中子的防护一、中子后装机的辐射防护性能二、患者的辐射防护三、医护人员的辐射防护四、公众的辐射防护五、安全管理第十章临床常用技术和应用第一节挡块一、挡块的厚度二、低熔点铅技术三、挡块制作第二节组织补偿一、组织填充物二、组织补偿器三、电子束的补偿技术第三节多叶准直器一、多叶准直器的基本结构二、多叶准直器的安装位置第四节楔形野一、楔形板二、楔形角与楔形因子三、一楔合成四、动态楔形野第五节独立准直器第十一章临床常用放疗方案第一节放疗临床对剂量学的要求一、提高治疗比二、实现临床剂量学四原则第二节照射技术和射野设计原理一、体外照射技术的分类及其优缺点二、射线及其能量的合理选择三、高能X射线的射野设计原则四、相邻野设计五、不对称射野笫三节临床常见肿瘤放射治疗方案一、鼻咽癌常规照射野设计二、肺癌常规照射野设计三、食管癌常规照射野设计第十二章三维适形放射治疗及调强放射治疗第一节三维适形放疗的发展过程第二节3DCRT工作流程、计划工具一、体模制作二、计划CT扫描与数据传输三、轮廓勾画四、计划设计和评价五、计划验证六、三维适形放疗的临床应用第三节立体定向放射外科和立体定向放射治疗一、立体定向放射外科二、立体定向放射治疗笫以节调强放射治疗一、IMRT的工作流程和基本概念二、IMRT实施方法三、IMRT的优点四、IMRT的可能潜在问题五、IMRT的剂量验证第五节 调强放射治疗的临床应用举例一、 鼻咽癌的调强放射治疗二、 前列腺癌的调强放射治疗三、 肺癌的调强放射治疗第十三章治疗计划系统和治疗计划评估 第一节治疗计划系统概念和历史简介一、 治疗计划系统概念二、 治疗计划系统的发展历史三、 两维和三维治疗计划系统的比较 第二节治疗计划的剂量学原则及靶区剂量规定一、 肿瘤致死剂量与正常组织耐受剂量二、 临床剂量学四项原则 第三节外照射靶区剂量学规定治疗目的 参考点和坐标系 体积的定义 対剂量报告的一般性建议 剂量归一点 吸收剂量二、四、五、八、第六节近距离放射治疗剂量算法近距离治疗特点近距离治疗类型和放射源空间重建近距离主耍剂量计算方法192Ir 放射源的数学模型 近距离照射的剂量优化第七节外照射剂量计算算法一、 剂量计算算法的临床实现进程二、 剂量计算算法第八节 治疗计划系统的设计和体系结构一、 基本组成二、 单个治疗计划工作站系统三、 多工作站系统四、 辅助部件五、 第三方软件六、 治疗计划系统的发展七、 系统说明书二、 四、五、八 第四节TPS 中的图像和图像处理技术一、 放射治疗计划中使用的图像技术二、 图像处理第五节治疗计划设计过程体位固定治疗计划设计放射治疗计划评估治疗计划的验证治计划的执行调强放射治疗的TPS 剂量验证 二、 四、 五、 六、第九节治疗计划系统的验收一、验收内容二、与剂量无关的项目三、外照射野光子剂量计算四、电子线剂量计算五、后装治疗六、数据传输第十节治疗计划系统的质量保证一、系统文件和人员培训二、系统定期QA项目三、患者治疗计划检查第十四章放射治疗的质量保证QA和质量控制QC 第一节QA和QC的目的及重要性第二节放射治疗对剂量准确度的要求一、靶区剂量的确定二、对剂量准确度的要求三、影响剂量准确性的因素第三节外照射治疗物理质量保证内容一、外照射治疗机、模拟机和辅助设备二、等中心及指示装置三、照射野特性的检查四、剂量测量和控制系统五、治疗计划系统六、治疗安全第四节近距离治疗QA内容一、放射源二、污染检查三、遥控后装机QA四、治疗的质量控制第五节QA、QC的管理要求一、部门QA的主要内容二、国家QA的主要内容第十五章发展中的图像引导放射治疗第一节三维适形放射治疗第二节调强放射治疗第三节图像引导放射治疗一、放射治疗实施前影像二、治疗室内图像引导和投照三、图像引导放射治疗四、4维放射治疗第四节剂量引导放疗和循变放疗一、剂量引导放射治疗二、循变放射治疗第十六章放射防护第一节电离辐射的生物效应一、放射损伤机理二、放射生物效应的类型三、影响放射生物效应的主要因素四、辐射对组织、器官的损伤效应第二节放射防护目的与标准一、放射防护的目的二、放射防护应遵守的三项基本原则三、人工照射类型四、放射防护标准第三节外照射防护基本措施一、工作场所区域划分二、减少外照射剂量的三项措施第四节医用电离辐射防护一、医院的防护职责二、医疗照射的正当性判断三、医疗照射的防护最优化四、医疗照射的指导水平与剂量约束章名为小三宋体加粗节名为小四宋体加粗正文为五号宋体加粗一、加粗(一)加粗有必要时1.加粗有必要时(1)a.(a)数字为timenewman公式为(1-1)。
第二篇 放射物理学基础(2)
1971年后г常数演变为照射量率常数(гδ)x。它是用于描述不同核素、单
位活度、距源单位距离处照射量率大小的物理量,它把非核辐射(湮没辐射、 特征辐射及韧致辐射)也包括在内,并考虑了射线的衰减和散射。
第二章 近距离治疗剂量学基础
照射量率常数(гδ)x 定义是:与活度为A的γ射线点源相距为L,,
以及源的不断改进和更新,使其仍然占有一席之地。
目前,国内原子能研究院开发了I-125放射源,科霖众等后装治疗医 疗设备公司也适时推出了剂量分布计算软件,为该项技术在国内健康
发展提供了条件。
第二章 近距离治疗剂量学基础
在我国,近距离治疗始于20世纪40年代,由上海镭锭医院开创了镭疗的先河。在
由能量大小△=11.3KeV的光子产生的照射量率(Dx/dt)△与L2相乘后再 被A除所得的商,即(гδ)x = (Dx/dt)△
1 ·
L2/A
(2-2-5)
(гδ)x的单位是C ·kg-1 ·m2 ·h-1 ·MBq-1,有时也用R ·m2 ·h·Ci-1。鉴于照射量使用的局限性,照射量率常数的概念现已被空气比
射源的技术,多用于计算机程控近距离放疗设备。
第二章 近距离治疗剂量学基础
从放射源在人体置放时间长短划界,近距离放疗又可分为暂时驻留和 永久植入两大类。 暂时驻留是指治疗后将施源器和放射源回收; 永久植入是指将治疗时置放的放射源永远保留在人体内。 永久植入尽管是一项传统技术,但由于在治疗前列腺癌方面颇为成功,
第二章 近距离治疗剂量学基础
(三)单位质量活度(Ci/g) 不同核素的活度常用单位质量活度来标识,即Ci/g,它等于阿
伏伽德罗常数NA=6.023x1010(原子数/克)与衰变常数λ的乘
放射治疗的物理学基础
(一)射线的分类及照射方式
射线的分类
(一)根据性质分为:
电磁辐射 : X线、 γ线
粒子辐射:电子线、中子线、质子线、负兀介子束
以及其它重粒子束。
X线和γ线的区别
X线和γ线两者无本质上的区别,都是电磁波
X线:由高压设备(如加速器、X线治疗机)产生 γ线:放射性同位素衰变产生(如60Co、137Se、192Ir)
剂量建成区:
从模体表面到最大 剂量点深度区域, 建成区内:剂量随深度 增加而增加。 建成区外:PDD随深度 增加而减小
影响PDD的因素
射线能量:
PDD随射线能量 的 而
影响PDD的因素
射野面积:
同一深度的PDD随射野面积的 PDD随射野面积增加不明显 而 ,当射野面积很大时,
SSD:
同一深度下,射线能量、射野面积不变时,SSD 越小, PDD越小,且随深度变化越快,反之亦然。
剂量学参数
组织最大剂量比(tissue maximum ratio, TMR):
模体内照射野中心轴上 任意一点的吸收剂量Dd与 空间同一点体模中照射野 中心轴上最大剂量点处的 吸收剂量Dm之比。
TMR= Dd/Dm x 100%
影响PDD的因素
组织深度:
剂量建成效应:
吸收剂量在模体内具有 最大剂量的现象。
射线的种类
(二)根据来源分为:
天然放射性同位素发射的射线:α、β、γ线 既可用于外照射,亦可用于近距离照射 人工产生的射线: 加速器或治疗机产生的X线、电子束、质子束、中子束、 重粒子束 只能用于外照射
临床常用放射性同位素的物理特性
射线的种类
放射治疗物理学基础
2020/1/21
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4
电磁辐射
电磁辐射有那些: X射线,射线,光波,无线电波,紫外线,
红外线,雷达波,电视波,电场波 能量与频率的关系:正比
频率越高,能量越大; 波长越小,能量越大。
E=h•
2020/1/21
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5
质能关系
质量和能量可以互相转化,一定的质量反映 它具有一定的能量
3、射野设计应尽量提高治疗区域内的剂量,降低 照射区正常组织受量
4、保护肿瘤周围重要器官免受照射,至少不能使 它们接受超过其耐受量的范围。
2020/1/21
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靶区 (gross target volume,GTV)
靶区:要治疗的肿瘤区,指肿瘤的临床灶,为一 般的诊断手段(CT/MRI)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,包 括转移的淋巴结和其他转移的病变。
2020/1/21
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9、适形放射治疗
2020/1/21
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10、 X(r)线立体定向治疗
SRS, SRT 小野集束照射 剂量分布特点
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SRT实现方式
瑞典Elekta r刀装置使用201个钴-60源(30Ci), 分布于头顶部北半球的不同纬度和经度上,经准 直后聚焦以一点(焦点),源到焦点的距离为 39.5cm,焦点处射野大小为4,8,14,18 mm
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放射治疗的物理学基础217页PPT
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根
放射治疗的物理学基础
1、战鼓一响,法律无声。——英国 2、任何法律的根本;不,不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律,也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正,其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不ห้องสมุดไป่ตู้使人人平等,但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
放射治疗技术第二章
三、
60钴γ
射线的百分深度剂量及影响因素
目前使用的60钴治疗机均存在有半影,照射边缘剂 量随离开照射野中心轴距离的增加而发生急剧变化的
剂量范围,半影的影响因素如下:
(一)、几何半影 (二)、穿射半影 (三)、散射半影
四、高能电子线的临床剂量学
(一)、百分深度剂量曲线 百分深度剂量曲线分四部:剂量建成区、高剂量坪区、剂量跌 落区和X射线污染区。 (二)、影响电子线百分深度剂量的因素 1、能量 2、射野 3、源皮距
靶区前剂量很低,靶区后剂量为零,这就是质子区别于高
能X(γ)射线用于放射治疗的最独特优点。
五、中子射线的物理特性
放疗用的快中子射线要求其能量至少在14MeV以 上,这样的快中子线束在水中的百分深度剂量曲线和
60钴γ
射线近似相同,同时要求剂量率在治疗的距离
处达到0.1~0.15Gy/min以上。通常用回旋加速器来产 生这样的中子。在治疗过程中增加快中子的能量,治 疗深部肿瘤,避免造成晚反应组织的严重损伤。
(二)百分深度剂量 1、百分深度剂量 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 / d0 X100%(见书P24) 2、建成效应 从机体表面到最大剂量深度区域称为剂量 建成区域,该区域内剂量随深度而增加。
(三)百分深度剂量的影响因素 1、放射线的质对百分深度剂量的影响。 2、照射野大小对百分深度剂量的影响。 3、源皮距对百分深度剂量的影响。
所以高能电子线主要用于治疗表浅或者偏心肿瘤 和浸润的淋巴结。
四、质子射线的物理特性
质子为带电粒子,质子与人体组织的相互作用过程中, 其能量的沉积绝大部分是与电子和原子核碰撞产生韧致辐
放射治疗技术大纲
《放射治疗技术》教学大纲课程编号:适用专业:三年制医学影像技术专业学时数:64(其中理论52学时,实验12学时)前言【课程性质】放射治疗技术是放射治疗学的重要内容之一,放射治疗学时利用射线束治疗肿瘤的一门学科。
放射治疗技术是在实施放射治疗过程中的一种手段,放射治疗技术是否合理,实施过程是否准确直接会影响放射治疗效果。
自1899年开始使用射线治疗癌症以来,放射治疗学一直在飞速发展,并且相关学科的发展,放射治疗由原来的外照射为主改进成更精确的近距离治疗为主,形成了完整的治疗系统。
不但治疗定位、计划、摆位、照射更加精确,医护人员的防护也更加完善。
这种精确地放射治疗技术被认为是21世纪放射治疗的主流。
【教学目标】通过本课程学习,要求学生达到以下目标:知识教育目标:1、掌握放射治疗基础理论的同时,着重掌握放射治疗技术的临床应用。
2、了解常见放射治疗的概念和用放射治疗设备治疗肿瘤的全过程。
能力培养目标:1、理论联系实际,并能运用于临床。
2、培养创新意识和协作精神树立良好的学风,养成良好的学习习惯,培养严谨的学习态度。
3、提高分析问题、解决问题、主动获取知识的能力。
思想培养目标:1、培养良好的职业素质。
2、培养理论联系实际、实事求是的科学作风。
【考核办法】按照掌握、熟悉和了解三个层次,记忆、解释和应用三个方面进行考核。
实践技能考核占30%、平时成绩占10%、理论考试占60%。
,题型为1、选择题,2、填充题,3、简答题,4、问答题。
【教材】韩俊庆王力军《放射治疗技术》人民卫生出版社【参考教材】⑴谷铣之《肿瘤放射治疗学》北京医科大学中国协和医科大学联合出版社⑵张天泽徐光炜《肿瘤学》天津、辽宁科学技术出版社⑶胡逸民《放射治疗技术》人民卫生出版社⑷王瑞芝《放射治疗技术》人民卫生出版社学时分配表理论教学内容及要求第一章总论【目的要求】1、掌握放射治疗技术的重要性,不同模式及放射治疗工作对放射治疗技术人员的要求2、熟悉放射治疗技术相关专业的形成和发展及发展趋势3、了解放射治疗的发展简史【教学内容】一、放射治疗技术研究的范畴1、放射物理学的形成于发展;2、放射生物学的形成于发展;3、高能线密度计重粒子的应用二、放射治疗在肿瘤治疗中的地位1、肿瘤放射治疗局部控制的重要性;2、常见肿瘤放射治疗效果;3、放射治疗在肿瘤综合治疗中的应用;三、放射治疗技术发展的趋势1、精确放射治疗技术的开展;2、非常规放射治疗技术的应用;3、靶向放射治疗技术的探讨;4、对个体化放射治疗的认识;5、综合治疗模式的应用四、放射治疗技师应具备的知识1、放射物理学知识;2、放射生物学知识;3、放射治疗学知识;4、临床肿瘤学知识;5、医学影像学知识;6、医学心理学知识;7、医学伦理学知识第二章临床放射物理学基础【目的要求】1、掌握常用放射线的物理特性2、掌握常用放射线和电子线的剂量学原则、影响高能放射线百分深度剂量及等剂量曲线、【教学内容】一、常用放射线的物理特性1、高能X射线的物理特性;2、60钴γ射线的物理特性;3、高能电子线的物理特性;4、质子射线的物理特性;5、种子射线的物理特性;6、其他重粒子射线的物理特性二、放射线射野计量学1、放射线的临床剂量学原则;2、高能X射线的百分深度剂量及影响因素;3、60钴γ射线的百分深度剂量计影响因素;4、高能电子线的临床剂量学;5、等剂量曲线的分布及影响因素;6、人体曲面和不均匀组织的修正;7、临床处方剂量的计算方法第三章临床放射生物学基础【目的要求】1、掌握放射线作用机体后产生的电离和激发的生物学效应2、熟悉传能线密度、自由基与活性氧、氧效应、靶学说等概念3、了解放射损伤的机制等【教学内容】一、放射生物学的基本概念1、电离和激发;2、传能线密度和相对生物效能;3、自由基与活性氧;4、氧效应与氧增强剂;5、靶学说和靶分子;6、影响辐射生物效应的主要因素;二、临床放射生物学效应1、正常组织细胞的放射生物学效应;2、肿瘤组织细胞的放射生物学效应;三、放射治疗的时间、剂量分割模式1、常规分割照射的生物学基础;2、非常规分割照射的生物学基础;3、生物剂量等效换算的数学模型;4、不同时间、剂量分割照射是应注意的事项四、提高放射生物学效应的方法1、增加氧在肿瘤细胞内的饱和度;2、放射增敏剂的临床应用;3、放射防护剂的临床应用五、加温治疗的原理及应用1、加温治疗的方法;2、加温治疗的作用机制第四章常用放射治疗设备【目的要求】1、掌握现代放射治疗设备的基本结构和特点2、熟悉放射治疗设备的功能3、了解放射治疗设备的原理【教学内容】一、远距离60钴治疗机1、60钴γ射线的特点;2、60钴治疗机的一般结构;3、60钴治疗机的半影4、60钴源的更换;5、60钴治疗机的种类二、医用直线加速器1、加速器的基本结构;2、电子的加速过程;3、加速管的结构;4、高频功率源;5、线束偏转系统;6、多叶准直器;7、加速器治疗机头三、近距离放射治疗机1、后装治疗机;2、近距离治疗常用核素;3、近距离治疗粒子源的特征;四、立体定向放射治疗系统1、立体定向装置;2、三维治疗计划系统3、放射治疗机五、模拟定位机1、普通模拟定位机;2、模拟CT机;3、CT模拟机第五章常用放射治疗方法【目的要求】1、掌握放射治疗中常用放射源的种类及区别、放射治疗方法及技术。
放射治疗物理学
第四章复习思考:1、照射量、比释动能、吸收剂量的定义照射量:高能光子在质量为dm的空气中释放出来的全部次级电子(负电子和正电子)完全被空气阻止时,在空气中所产生的任一种符号的离子总电荷的绝对值dQ与dm的比值。
X=dQ/dm比释动能(kinetic energy released inmaterial):指不带电电离粒子在质量dm的介质中释放的带电粒子的初始动能之和,Κ =d E t r / d m吸收剂量(absorbed dose):电离辐射在和物质的相互作用过程中,给予质量为d m的物质的平均授予能量d E,即D=dE/dm2、三者的适用范围,及相互关系照射量(X):是用来度量X射线或γ射线在空气中电离能力的物理量。
比释动能:适用于间接电离(光子、中子等)、任何介质吸收剂量:适用于任何类型的电离辐射(光子、中子、电子束等)和任何介质,是辐射效应中最重要的度量单位各辐射量之间的关系1)、照射量X和空气比释动能K关系X=K·e/w·(1-g); e:电荷1.6X10-19C;w:空气中平均电离功33.97J/C;g:比释动能中辐射部分所占份额2)、比释动能K和吸收剂量D关系在电子平衡时D=K·(1-g)建成区内D<K,保护了患者皮肤;平衡区内,D略大于K3)、空气吸收剂量和照射量关系Da=X·W/e3、高能光子在介质中产生吸收剂量的过程高能光子在介质中的能量转移和吸收两个步骤:1)、高能光子和物质核外电子作用,全部或部分能量转移给次级电子。
用比释动能度量。
2)、大部分次级电子在它运动经迹上继续和介质中的核外电子作用,使其电离或激发,能量被介质吸收。
用吸收剂量度量4、吸收剂量测量的基础第六章1、什么是源射线、散射线?它们的范畴是什么?原射线:电子打靶或放射源直接产生原始光子,穿透过程没有碰到任何介质。
散射线:包括①原射线与准直系统相互作用产生的散射线;②原射线和穿过准直器和挡块的漏射线和模体相互作用产生。
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作业
复习第二章,预习第三章 完成课后思考题 补充:选择电子线能量大小的根据及
计算方法?
素
3、60钴γ射线的百分深度剂量及影响因 素
4、高能电子线的临床剂量学 5、等剂量曲线的分布及影响因素 6、人体曲面和不均匀组织的修正 7、临床处方剂量的计算方法
临床剂量学四原则 1、肿瘤剂量准确 2、剂量分布均匀 3、提高治疗剂量 4、降低周围剂量
耐受剂量 产生临床可接受的综 合征的剂量
(三)骨和软组织具有同等吸收
(四)旁向散射小
(五)经济、可靠
(六)缺点:
1、能量单一 2、深度剂量偏低 3、半衰期短,需定期更换放射源 4、放射性核素不断有射线释放,防护复杂,
工作人员受量相对较大 5、存在半影问题,使野外的正常组织受一
定的剂量影响
常用的放射线:
质子射线
优点:靶区前剂量很低,靶区 后剂量等于零。
质子治疗计划设计与执行中应 注意的环节。P21
重离子射线的物理特性
高 高 LET值(线性能量传输)造成 RBE 低 值(相对生物学效应)和 OER (氧增
强比)
一、常用放射线的物理特性 二、放射线射野剂量学
常用射线的物理剂量特性
1、放射线的临床剂量学原则 2、高能X射线的百分深度剂量及影响因
内容复习: 1、肿瘤临床治疗的三大主要手段? 2、放疗的根本目的? 3、放疗作为肿瘤治疗局控手段,其作
用体现的三个方面是什么? 4、放射治疗技术人员应具备哪些最主
要的知识?
第二章
临床放射物理学基础
学习要点
掌握内容:高能X射线、Co60γ射线、 高能电子线的物理特性以及在临床 中的应用
熟悉内容:各类射线的剂量分布特 点及影响因素
1、放射线的临床剂量学原则 2、高能X射线的百分深度剂量及影响因
素
3、60钴γ射线的百分深度剂量及影响因 素
4、高能电子线的临床剂量学 5、等剂量曲线的分布及影响因素 6、人体曲面和不均匀组织的修正 7、临床处方剂量的计算方法
高能X射线相关概念
放射源 照射野中心轴 照射野 参考点 源皮距(SSD) 源轴距(SAD)
了解内容:剂量计算方法及修正因 素
一、常用放射线的物理特性 二、放射线射野剂量学
常用的放射线:
1、高能X射线 2、Co60γ射线 3、高能电子线 4、质子射线 5、中子射线 6、其他重离子射线
高能X射线的物理特性
一、高能X射线的物理特性 (一)穿透作用 (二)电离作用 (三)荧光作用 (四)热作用 (五)干涉、衍射、反射、折射作用
最大剂量点深移
剂量梯度变陡
X射线污染↑
1、放射线的临床剂量学原则 2、高能X射线的百分深度剂量及影响因
素
3、60钴γ射线的百分深度剂量及影响因 素
4、高能电子线的临床剂量学 5、等剂量曲线的分布及影响因素 6、人体曲面和不均匀组织的修正 7、临床处方剂量的计算方法
物理半影
临床处方剂量的计算
1MU=1cGy
戈瑞(符号:Gy):是用于衡量由电离辐射导致 的能量吸收剂量(简称吸收剂量)的物理单位, 它描述了单位质量物体吸收电离辐射能量的大小。 一戈瑞﹙1 Gy﹚表示每公斤物质吸收了一焦耳的 辐射能量。
1Gy=100cGy
高能X射线的作用 (透视、摄影、损伤、治疗) 高能电子线的作用 (表浅、偏心、淋巴结) 临床剂量学四原则 (准、均、高、低) 高能X射线百分深度剂量的影响因素 (射线的质、射野面积、源皮距) 电子线的最大特性 (易于散射)
(一)穿透作用
X射线透视和摄影的物理基础
(二)电离作用
X射线损伤和治疗的物理基础
(三)荧光作用
X射线透视的物理基础
常用的放射线:
1、高能X射线 2、Co60γ射线 3、高能电子线 4、质子射线 5、中子射线 6、其他重离子射线
(一)穿透力强
(二)保护皮肤
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, 这种现象称之为剂量建成效应 。
组织补偿
修正射线倾斜 修正身体弯曲 修正组织不均匀 改善剂量分布
提高表面剂量
1、放射线的临床剂量学原则 2、高能X射线的百分深度剂量及影响因
素
3、60钴γ射线的百分深度剂量及影响因 素
4、高能电子线的临床剂量学 5、等剂量曲线的分布及影响因素 6、人体曲面和不均匀组织的修正 7、临床处方剂量的计算方法
1、高能X射线 2、Co60γ射线 3、高能电子线 4、质子射线 5、中子射线 6、其他重离子射线
高能电子线
优点:高剂量治疗暴露的病灶、表浅或偏 心性肿瘤和浸润的淋巴结,有效保证靶区 后方深部组织剂量,保护正常组织。
电子束限光筒
常用的放射线:
1、高能X射线 2、Co60γ射线 3、高能电子线 4、质子射线 5、中子射线 6、其他重离子射线
4、高能电子线的临床剂量学 5、等剂量曲线的分布及影响因素 6、人体曲面和不均匀组织的修正 7、临床处方剂量的计算方法
几何半影、穿射半影、散射半影
主要由散射半影造成,部分为穿射半影
1、放射线的临床剂量学原则 2、高能X射线的百分深度剂量及影响因
素
3、60钴γ射线的百分深度剂量及影响因 素
百分深度剂量
定义: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do处的吸收剂量率 Ddo之比。
建成效应:从机体表面到最大剂量深度区 域称为剂量建成区域。
影响因素:射线质、射野面积、源皮距。
1、放射线的临床剂量学原则 2、高能X射线的百分深度剂量及影响因
素
3、60钴γ射线的百分深度剂量及影响因 素
4、高能电子线的临床剂量学 5、等剂量曲线的分布及影响因素 6、人体曲面和不均匀组织的修正 7、临床处方剂量的计算方法
高能电子线的临床剂Байду номын сангаас学
剂量建成区 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↓
散射↑
射野面积↓ 散射↑
源皮距↑ 表面剂量↓
80%和20%等剂量曲线间的侧向距离
1、放射线的临床剂量学原则 2、高能X射线的百分深度剂量及影响因
素
3、60钴γ射线的百分深度剂量及影响因 素
4、高能电子线的临床剂量学 5、等剂量曲线的分布及影响因素 6、人体曲面和不均匀组织的修正 7、临床处方剂量的计算方法
不均匀组织的修正