2019精品放疗处方剂量计算化学

2.剂量计的空气比释动能校准因子NK： NK=K/M（J/kg·div）
式中，K为空气比释动能的标准值，单位是Gy； M是剂量计的显示值，单位一般以剂量计的读 数div表示。
3.以照射量校准因子NX计算ND时，计算公式为：
ND=NX·W/e·Katt·Km 式中，ND是电离室空腔的空气吸收剂量因子；W/e 是在空气中形成一个电子电荷的每对离子消耗的
F=[（ f2 +dm）/(f2 +d)]2× [（ f1 +d）/(f1 + dm)]2
FSZ（WS）不变，SSD两种变化示意图
【计算举例】 已知：钴-60治疗机， SSD=80cm，FSZ= 15cm×15cm
深度d=10cm的PDD=58.4%，若保持皮肤野不变 求： SSD延长到100cm时的PDD 解： F=[（ f2 +dm）/(f2 +d)]2× [（ f1 +d）/(f1 + dm)]2
根据IAEA TRS-277报告，第一步要确定电离 室的空气吸收剂量因子ND ，而ND的值是通过电离 室剂量计的照射量校准因子Nx 或空气比释动能校 准因子NK及电离室的其它有关参数来确定的；第 二步有了ND的值，再来测算水中的吸收剂量。
第一步. 确定ND值 1.剂量计的照射量因子Nx：
Nx = X/M（C/kg·div） 式中，X为照射量的标准值，单位是C/kg，当用伦 琴R做照射量单位时，1R=2.58×10-4C/kg 。M是剂 量计的显示值，单位一般以剂量计的读数div表示。
高能X射线由于表面剂量低和深部剂量高等 特点适于治疗深部肿瘤而电子束PDD曲线的形状 表明电子束更适于治疗表浅的和偏向人体一侧 的肿瘤。
组织最大剂量比（TMR）
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（即最大 剂量点）处同一射野的剂量率之比。
TMR（d,FSZd）=Dd/Ddm
代入上式， F=[（ 100 +0.5）/(100+10)]2× [（ 80 +10） /(80 +0.5)]2=1.043
所以PDD（10，15，100）= PDD（10，15，80） ×F=58.4% ×1.043=60.9%
电子束在水模中的射野中心轴百分深度剂量
高能X射线和电子束的PDD曲线 形状及临床应用的差别
km 0.982 0.982 0.982 0.993
0.989 0.994 0.990
katt 0.993 0.992 0.993 0.990
0.989 0.990 0.990
km•katt 0.975 0.974 0.975 0.983
0.978 0.984 0.980
4.以空气比释动能校准因子NK计算ND时，其计算 公式为：
如果，100MU=100cGy 则：
100（cGy）=（M·KT·P·ND，air·SW，air·PU·Pcel）/ PDD（dc）
F =（KT·P·ND，air·SW，air·Pu·Pcel）/ PDD（dc）
则：
100=M·F
M =100/F
公式 M=100/F的含义： 加速器在标准条件下给出100MU时，调
对点剂量计算获得的处方剂量基于：
* 通常把人体看成一个完全均匀的整体 * 基本不做曲面的校正和剂量分布的计算 * 必要时，可作骨、肺等非均匀组织的校正
医生的处方剂量的计算是建立在在特定的 辐射条件下，水模体中校准点处吸收剂量的测 量和在水模体中参考点处对加速器的刻度的基 础上进行的。
吸收剂量测量
校准深度 有效测量点在 SSD d0或cm 探头中的位置 cm
5cm
0.6 r
80
射野 cm×cm
10×10
X射线 TPR1020 ≤0.70 5cm TPR1020 > 0.70 10cm
0.6 r
100 10×10
0.6 r
100 10×10
电子束 Eo<5
R100
0.5 r 治疗距离 10×10
整加速器上剂量监测系统的相关电位器的数 值，使剂量计读数M的数值等于100/F，则：
1MU=1cGy
如果KT·P与M一起被作为未知数，并设
F =（ND，air·SW，air·Pu·Pcel）/ PDD（dc）
则：
DW(d0）= M·KT·P ·F
100（cGy）= M·KT·P ·F
① M·KT·P ·F=100 ② M·KT·P =100 /F ③ M=100 /KT·P ·F
加速器的刻度
通常加速器都是在标准条件下刻度的， 即在SSD=100cm，水模内10cm×10cm射野中 心轴上最大剂量点处使用经国家基准试验室 或次级标准试验室校准过的剂量计，通过调 节加速器上剂量监测系统的阈值电位器使 1cGy=1MU。
对加速器及钴-60治疗机刻度的标准条件
束流 射线质 γ射线 钴-60
组织模体比TPR2010与剂量比D20/D10测量方法的比较
辐射质、Sw,air和校准深度
辐
射
质
TPR1020 0.50
D20/D10 0.44
Sw,air 1.135
0.53
0.47
1.134
0.56
0.52
1.130
0.62
0.54
1.127
0.65
0.56
1.123
0.68
0.58 1.119
加速器是在标准状态下，通过在水模中，精 确的吸收剂量测算，将其在特定条件下，刻度为 1MU=1cGy。然而，肿瘤并非都在标准条件下， 接受照射，因为：
* 肿瘤深度（PDD、TMR） * 射野大小（SC,P） * 照射方法（SSD、SAD） * 对射线束剂量分布的修整（楔形板）
* 托架因子的修正 （ft） * 离轴比的修正 （OAR） * 体表倾斜或弯曲的修正 * 组织不均匀性的修正
续表 电离室型号 PTW0.3cm3 标准型,M23332 PTW0.3cm3 防水型,M2333641 VICTOREEN 0.6 cm3 30-351 CAPINTEC 0.60 cm3 FARMER型 （PMMA帽） CAPINTEC 0.60 cm3/AAPM T6C-0.6 0.60 cm3/PMMA帽 RT101 0.60cm3 /有机玻璃帽
TPR与TMR的定义
PDD与TMR的主要区别：
PDD是线束中心轴上两个不同深度位置的剂 量百分比。
TMR是指空间同一位置，在两种不同散射条 件下的剂量比。
例如：某加速器的6MV X射线是在体模内 1.5cm（最大剂量点）和SSD=100cm，水模表 面照射野为10cm×10cm条件下刻度的，肿瘤 深 度 为 10cm ， 肿 瘤 剂 量 DT=200cGy ， 问 医 生 给出的处方剂量是多少？
5.由校准因子NX计算NK(NXNK)
在我国现行量值传递体系中，给出的是照射量 校准因子NX，且使用的照射量单位不是SI单位。因 此， NK与NX的数值关系为：
NK=NX·W/e·（1-g）-1 ·（2.58×10-4）
ND值由NX或NK确定
ND=NX·W/e·Katt·Km·2.58×10-4
0.971
（1967～1974）
NE0.6cm3 2505/3，3A
0.991
（1971～1979）
NE0.6cm3 2505/3，3B
0.974
（1974～现在）
NE0.6cm3 2571/带保护极 0.994
NE0.6cm3 2581/PMMA帽
0.975
PTW0.6cm3 23333/3mm帽 0.982
放疗中吸收剂量的测算是临床辐射剂量学 的一项重要内容。 首先要根据国际原子能结 构（IAEA）第277号技术报告（97年版）“高 能光子和电子束吸收剂量的测定”，对用户自 己使用的加速器或钴-60治疗机进行吸收剂量 的测量。
校 准 高 能
电 离 辐 射
吸 收 剂 量
的 步 骤
国际标准
国家标准
（1）
0.69
1.069
0.84
0.71
1.059
铯-137 钴-60
1.136 1.133
(续表) 水中 校准深度（cm）
10 10 10 10 10 10 10
5 5
圆柱形电离室的扰动修正因子Pu 值
若用Nx或NK，水中校准深度dc处的吸收剂量则有：
Dw（dc）= M·Nx·W/e·Katt·Km ·（Sw，air）·Pu ·Pcel Dw（dc）= M·NK·（1-g）·Katt·Km·（Sw，air）·Pu ·Pcel
根据患者体内任一深度d处的百分深度剂 量PDD和应给予肿瘤照射的剂量DT，可以计算 出医生开出的处方剂量Dm，即：
Dm=DT/PDD
影响PDD值大小的因素
* 射线能量↑,PPD↑ * 体模深度↑,PPD↓ * 射野面积↑,PPD↑ * 源-体表距（SSD）↑,PDD↑
F因数
当SSD从f1变换成f2时，在维持体表射野不变 的情况下，PDD的变化量为F（F因数）：
0.70
0.60
1.116
水中 校准深度（cm）
5 5 5 5 5 5 5
辐射质、Sw,air和校准深度
辐
射
质
TPR1020 0.72 0.74
D20/D10 0.61 0.63
Sw,air 1.111 1.105
0.76
0.65
1.099
0.78
0.66 1.090
0.80
0.68
1.080
0.82
PTW0.6cm3 23333/4.6mm帽 0.982
katt 0.988 0.987 0.987 0.997
0.990
0.991
0.990 0.990 0.993 0.990
km•katt 0.968 0.978 0.981 0.962
0.981
0.965
0.985 0.966 0.975 0.972 待续
或
ND=NK·（1-g）Katt·Km
第二步.测算水模体中的吸收剂量 首先通过测算该能量X射线在标准条件下即
SSD=100cm，水模内10cm×10cm射野中心轴上的 剂量比（深度为20cm与10cm的吸收剂量的比值 (D20/D10)或组织模体比（TPR2010）来确定水对空 气的阻止本领比Sw，air和扰动因子Pu及校准深度 d的值。
射野中心轴百分深度剂量（PDD）
百分深度剂量定义为沿射线中心轴、某一深 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，即：
PDD= Dd/Ddo×100 在临床上，对中低能X射线，参考深度选在体
模表面（do=0）；而对高能X射线，参考深度选 在峰值吸收剂量深度，do=dm处。
光子束在水模中的射野中心轴百分深度剂量
平均能量，W/e=33.97J/C。Katt是电离室壁及平衡 帽对射线的吸收和散射的修正；Km是室壁及平衡 帽材料的非空气等效的修正。
Fra Baidu bibliotek
常用的电离室km与katt值及其乘积
电离室型号
km
NE0.2cm3 2515
0.980
NE0.2cm3 2515/3
0.991
NE0.2cm3 2577
0.994
NE0.6cm3 2505/A
5≤ Eo <10 R100或1.0cm 0.5 r 治疗距离 10×10
10≤ Eo <20 R100或2.0cm 0.5 r 治疗距离 10×10
20≤ Eo
R100或3.0cm 0.5 r 治疗距离 10×10
水中最大剂量深度do处的吸收剂量为：
DW（do）=(M·ND·Sw，air·Pu·Pcel·KTP）/PDD（dc）
次级标准
（2） 现场测量仪器
剂量计（包括电离室）校准的方框图
* “电离室型剂量计检定的改制”
《中华放射医学与防护杂志》 2004年24卷第4期
* “治疗水平电离室型剂量计的检定与改制”
《中华放射肿瘤学杂志》 2005年14卷第5期
“AAPM TG-51临床参考剂量学的特点及应用” 《现代测量与实验室管理》 2004年12卷6期（Page15-20）
临床处方剂量计算简介
张绍刚
处方剂量
在确定的肿瘤深度、射野尺寸、照射方法及 技术的条件下，要想获得一定的靶区（或肿瘤） 剂量DT，那麽，对应于加速器上的剂量仪应给出 的MU数值，即机器跳数。
对钴-60而言，其处方剂量单位，以秒（S） 表示。
在没有治疗计划系统或不使用治疗计划系统 的条件下，对于规则野和简单的不规则野，通过 对一维的点剂量计算获得机器的开机量（处方剂 量）。
ND=NK·（1-g）Katt·Km 式中，NK为剂量计的空气比释动能校准因子；g 为电离辐射产生的次极电子消耗于韧致辐射的
能量占其初始能量总和的份额。
空气比释动能与吸收剂量的区别
不带电粒子与物质相互作用，产生带电粒子 和其它次级不带电电离粒子而损失能量，这是第 一步。第二步是带电电离粒子把能量授予物质。 比释动能表示第一步的结果；吸收剂量则表示第 二步的结果。因此，只有满足次级电子平衡条件 和韧致辐射可忽劣不计时，比释动能才等于吸收 剂量。