肿瘤放射物理学第四章放射源和放射治疗机
放射卫生学重点 第四章 辐射源的外照射防护讲解
2019年1月14日5时23分
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低能光子源
主要作为X射线荧光分析用源
薄层物质厚度计的核子用源 密度计的核子用源 刻度γ射线探测器用的标准源
2019年1月14日5时23分
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γ辐射源
主要作为核子计源
γ照相源 间质治疗源
腔内治疗源
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2019年1月14日5时23分
中子源
石油地质勘探、辐射育种、活化分
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DG5015 遥控透视X射线机
2019年1月14日5时23分
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X射线管
X射线管按其用途不同分为
诊断
治疗管；
按诊断管靶面构成材料不同分为
钨靶管
钼靶管。
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固定阳极X射线管
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管电流、管电压、高压电源
管电流：供阴极灯丝的电流
主要作为以下离子发生器的源
烟雾探测器 静电消除器 放射性避雷器
作为α能谱分析的参考源 作为α放射性活度测量时刻读探测器的 标准源
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β辐射源
主要用作β放射性活度的测量
β能量响应刻度探测器探测时的参 考源和工作源 用作测量薄层物质厚度的核子计源 和色层分析仪的离子发生器的源
第四章 辐射源的外照射防护
第四章 辐射源的外照射防护
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 策 第六节
密封源的种类及其泄漏检验 密封源在医疗照射中的应用 医疗照射中应用的辐照装置 医疗照射源外照射的防护措施 医疗放射源易发事故及其预防对
肿瘤放射物理学-物理师资料-4.8 放射源的种类及其照射方式
铯-137在组织内具有镭相同的穿透能力和类似的剂量 分布，其物理特点和防护方面比镭优越，是取代镭的最 好同位素。
放射源的种类及其照射方式
放射治疗用的放射源主要有三类：
（1）放出α、β、γ射线的放射性同位素。 （2）产生不同能量的X射线的X射线治疗机
和各类加速器。 （3）产生电子束、质子束、中子束、负π
介子束及其它重粒子束的各类加速器。
基本的照射方式有两种：
（1）外照射：位于体外一定距离，集中照射 人体某一部位，称为体外远距离照射， 简称外照射。
第二节 近距离治疗用放射性同位素源
放射射线：α、β、γ 除镭外，放疗中使用的放射性同位素均为人工放射性同 位素。 除钴-60和铯-137外，所有这些同位素只用于近距离照射。
一、镭-226源（226Ra）
镭-226是一种天然的放射性同位素，它不断衰变为放射性 气体氡。其半衰期为1590年，临床应用的镭是它的硫酸盐，封 在各种形状的铂铱合金封套内。1毫克镭经0.5毫米铂铱过滤后， 距离镭源1cm处每小时的照射量是8.5R。其γ能谱复杂，平均 能量为0.83MeV。
（2）近距离照射：将放射源密封直接放入被 治疗的组织内或放入人体天然腔内，如 舌、鼻咽、食管、宫颈等部位进行照 射，称为组织间照射和腔内照射，简称 近距离照射。
第一类放射源可以作为体内近距离、体外远距离两种照 射；第二、三类放射源只能作体外照射用。
近距离照射和体外Βιβλιοθήκη 射相比有四个区别：（1）近距离照射，其放射源活度较小（几个mCi～10Ci）， 而且治疗距离较短（5mm～5cm）。
第四章常用放射治疗设备
七、钴源的更换
钴源不断衰变，放射活度减少，治疗时间延 长，需更换新的钴源。
更换钴源后需进行一系列剂量学测量，才可 交付临床使用。
八、60Co 远距离治疗机的合理应用
要达到多收治病人的社会效益，又能做 到少投资早收回资金的经济效益。同时要考 虑医务工作人员的安全保健。
九、60Co远距离治疗机主要技术指标
4.治疗用附件 （1）限光筒 限制照射范围，固定治疗距离。 （2）过滤板
二、X射线质的改进
使用过滤板的目的：消除特征X射线和低能量 长波射线，保留穿透力强的高能线，从而减 少皮肤和正常组织的放射受量，提高肿瘤剂 量。
使用不同材料及厚度的过滤板后，即使 电压相同，但进入人体的X射线质也不同。故 用半值层（HVL）来衡量射线质。
能越好.
第二节 远距离钴治疗机
钴治疗机是一种常规放射治疗设备，主要 分布于地市级以下医疗单位，80%为国产 机。50年代后开始出现，它的出现，使肿 瘤放疗的5年生存率提高了一倍。价格便 宜，维修方便。
一、 源的产生与衰变
60Co源是一种放射性同位素，它的半衰期为 5.26年，每月衰变约1%，钴的照射量率常 数为13.1R·cm/mCi·h,它的γ 射线能量有 1.17MeV和1.33MeV两种，平均能量为 1.25MeV，它的衰变最终产物是镍-60的稳 定同位素。为便于临床剂量计算，建议使 用距源1米处每分钟或每小时的照射量表示 治疗机钴源的活度。
1.环境条件； 2.电源条件； 3.标尺刻度 4.机头； 5.照射野的显示； 6.SSD的显示 7.钴源储存及照射状态在治疗控制台的显示 8.预选时间的显示； 9.固定束或移动束放射治疗的
显示； 10.楔形过滤器的显示 11.治疗控制台满足各项规定； 12.治疗床在承受100kg重量后，工作正常； 13.非照射时漏设量要求； 14.照射时漏设量要求 15.平衡防护锤透射量； 16.治疗机的联锁装置
《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)。
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细胞照射后的存活曲线-氧效应
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正常组织和肿瘤细胞在分次照射 中的4个变化（4R）
肿瘤细胞放射损伤的修复（Repair）
致死性损伤
亚致死性损伤
潜在致死性损伤
肿瘤细胞的再增殖（Regeneration）
残存细胞加速再增殖、G0期细胞进入增殖周期
细胞周期再分布（Redistribution） G2
电
离
辐
电子
射
中子
粒子辐射
质子
加 速
器
负π介子
重粒子LETຫໍສະໝຸດ LET远距离治疗 低
近距离治疗
射 线
高
远距离治疗
射 线
11
放射物理学及放疗设备
1. 电离辐射与物质作用 2. 放射源与放射治疗设备 3. 放射剂量单位 4. 放射治疗剂量学四原则
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一．电离辐射和物质作用
能够使物质发生电离的射线称为电离辐射线 电离是射线引起物质物理、化学变化及生物效 应的主要机制。 带电粒子辐射: α粒子、β粒子等 非带电粒子辐射：X射线、 γ射线、中子等
疗程时间 影响大
影响大
影响小
总剂量
影响大
影响大
影响大
放疗原则：以较小的分割剂量、在尽可能短的总疗
程内给予一定的总剂量。
照射（重要器官的保护）
Cancer Center 26 SUMS
三 高能电子束临床剂量学特点
射程深度与能量成正比; 一定深度内剂量分布较 均匀，超过一定深度后 剂量迅速下降; 骨、脂肪、肌肉对电子 线吸收差别不显著; 可用单野作浅表或偏心 部位肿瘤的照射。
电子束深度剂量曲线
放射物理学
27
肿瘤放射物理学4
镱-169
以电子俘获的方式产生49.8～307.7keV范 围的X射线和γ射线，其平均能量为93keV，半 衰期为32d。镱-169是由镱-168经中子轰击后 得到的，由于其中子俘获截面大，可产生高放射 性比活度的镱-169源。其剂量分布优于钯-103 和碘-125，由于其会产生308keV的光子，因此 不适合用作永久性插植。
二、铯-137源（137Cs）
铯-137是人工放射性同位素，放射γ，其能量 为 单 能 ， 为 0.662MeV ， 半 衰 期 为 33 年 。 距 1mCi铯-137源1cm处，每小时照射量为3.26R。 因此，1mCi铯-137相当于0.4毫克镭当量。
铯-137在组织内具有镭相同的穿透能力和类似 的剂量分布，其物理特点和防护方面比镭优越， 是取代镭的最好同位素。
三、钴-60源（60Co）
钴-60也是一种人工放射性同位素，其半衰期 为 5.27 年 。 其 放 出 两 种 能 量 的 γ 射 线 分 别 为 1.17MeV 和 1.33MeV ， 因 此 γ 射 线 的 平 均 能 量 为 1.25MeV。在组织内的剂量分布也与镭源相似，可 以作为镭源的替代物，制成钴针、钴管等。由于其 放射性活度高，而且容易得到，因此在作近距离照 射时，多用作高剂量率的腔内照射。
七、近距离治疗用放射源的比较
常规和新近发展的近距离治疗用放射源，按 其 物 理 特 性 ， 能 量 可 分 为 200keV ～ 2MeV 、 60keV～200keV、及小于等于50keV三段。
（1）200keV－2MeV能量段：所有同位素均为 镭的替代同位素，其物理特征是剂量率常数基本不 变，不随能量和组织结构的影响；在5cm范围内， 剂量分布基本遵守平方反比定律。但半价层随能量 降低显著减小。镭疗所建立的剂量学体系可移植到 此能量段的同位素。
肿瘤放射物理学-物理师资料-4.6-立体定向放射治疗
Leksell型静态γ-刀适用于头部。
液压系统用来开启和关闭屏蔽门 以及将病人治疗床移进移出准直器头盔 控制台上有两个定时机构 用来控制辐射曝光时间 另外还有红外摄像监视器、对讲机、治疗开关等 安全锁止系统在检出技术故障时会终止仪器运行
旋转式γ-刀 旋转式γ-刀是由中国深圳OUR公司率先研制成功。它在
静态式γ-刀的基础上作了重大改进，设计更为合理。旋转式 γ-刀也只适用于头部。
静态γ-刀由放射源释放组件、准直器头盔、液压系统，病人 治疗床、控制台和治疗计划系统等部分组成
•多个钴源呈半截球形分布在厚金属 防护的中央体内，每个钴源为1.1TBq （30Ci），共计6,000Ci。
放射源释放组件包括： 铸铁半球形屏蔽壳体 装有201个钴60γ辐射源的中心体及屏蔽门等
准直器头盔呈半球形结构，有 201个束道 每一束道均有源衬套组件 钨合金预准直器和准直器 以产生正确的束的角度和直径
测量固定架数据， 用于复位
第二步:进行磁共振或CT扫描
第三步:治疗计划的设计
• 利用固定装置内在标记， • 可进行图像的扭转、位移校正 • 计划评估和确认 • 各项摆位参数的确定 • 摆位图片等
第四步:病人的治疗实施
• 患者平躺在伽玛刀的治疗床上 • 依照原先确定的靶组织坐标，医师们将患者的头部放入
奥沃伽玛刀
X-刀
X-刀是继γ-刀之后于80年代发展起来的一种新型立体 定向放射外科设备。
爱爱医资源-直线加速器(LA)医师上岗证考试大纲
全国大型医用设备使用人员直线加速器（LA）医师上岗证考试大纲第一章总论1.放射治疗在肿瘤治疗中的地位2.放射治疗的基础3.对亚临床病灶的认识4.对放射抗拒性的认识5.肿瘤病人的体能状态（PS）及放射治疗后的功能问题6.放射反应及放射损伤7.综合治疗的定义（放射与手术、放射与药物、放射药物与手术综合）8.肿瘤急症的放射治疗（上腔静脉压迫综合征、颅内压增高、脊髓压迫、大出血）9.肿瘤的姑息性放射治疗第二章近距离治疗1.近代近距离治疗的特点2.近代近距离治疗的内容3.高剂量率近距离治疗的定义，优点及注意的事项4.近距离治疗在放射治疗中的作用5.单管照射缺点及克服方法6.组织间照射的特点、适应证、禁忌症7.术中近距离治疗8.组织间巴黎系统的插植原则9.放射性粒子植入治疗肿瘤10.血管内照射第三章临床放射生物学1.放射敏感性2.放射可治愈性3.放射敏感性与可治愈性的关系4.治疗增益系数TGF5.细胞存活曲线Do、Dq、N值的意义6.细胞增殖周期与放射敏感性7.线性二次方程(Linear-quadraric LQ、早反应及晚反应组织）8.分次照射和生物效应的关系9.正常组织耐受量(特别是：胃、小肠、肾、脊髓、角膜、晶体、骨等)10.氧效应11.4“R”：亚致死损伤修复Repair of SLDR潜在致死损伤修复Repair of PLD再增殖（再群体化）Repopulation再氧合Reoxygenation12.高LET射线的特点13.RBE、LET、OER14.放射增敏剂和放射防护剂15.加温治疗的原理16.目前加温治疗的难点第四章放射物理学基础第一节放射源和放射治疗机1.放射源的种类与照射方式2.放射治疗常用的放射性同位素源的种类及特点3.X线治疗机[特征辐射和韧致辐射、滤过板的作用、半价层（半值厚）]4.钴-60治疗机（钴-60γ线的特点，钴-60半影的种类及产生的原因）5.医用直线加速器的特点和性能第二节治疗计划设计与执行1.临床剂量学原则2.照射技术和射野设计原理（体外照射技术的分类及其优缺点、X(γ)线,电子束布野原理、相邻野设计、肿瘤区、靶区、计划区、照射区、危及器官）3.治疗计划设计步骤4.治疗方案选优（体外照射、近距离照射）5.治疗摆位与模型技术6.适形治疗与调强放射治疗第三节放射治疗的质量保证与质量控制1.执行QA的必要性2.靶区剂量的确定；对剂量准确性的要求3.放射治疗过程及其对剂量准确性的影响4.QA组织及内容第五章胸部肿瘤第一节食管癌1.食管的解剖及食管癌蔓延规律2.食管癌的诊断（食管癌的X线病理类型、组织学分类；食管癌的X线分段和临床分期；食管造影、细胞学拉网、食管镜检查、胸部CT与MRI在食管癌诊断中的作用；食管癌穿孔前的临床表现与X线征象；放射性溃疡与癌性溃疡的鉴别）3.食管癌放射治疗原则（根治性放疗和姑息性放疗的适应证及禁忌症、放疗技术、设野、放疗剂量、局部复发性食管癌的再治疗原则、食管癌高剂量率腔内放疗原则、根治性放射治疗的长期疗效、失败原因与预后因素。
放射源和治疗机
㈢ 电子俘获(electron capture EC)
衰变反应方程
p e n
A Z
55 26
X e Y Q
A Z 1
55 25
Fe e Mn Q
-
三、γ衰变
1. γ射线是一种 electro magnetic radiation
是处于激发态的原子核跃迁到基态或较低能态 时所发射的一种电磁辐射。 2. 衰变反应方程
Am Z
X X Q
A Z
3.能谱——单能
Q≈hν
原子核衰变是核的自发变化
中子过多的不稳定核素常发生β 衰变； 质子过多的核素常发生衰变β+或EC； 处于高能级的核素常发生γ衰变； 重的不稳定核素常发生α衰变或自发裂变。
-
几个物理量——反映放射性核素衰变快慢 ⑴衰变常数λ(decay constant)
⑴ 决定放射性强弱的量是A而不是λ或N， A=λN。 ⑵ A反映了单位时间内核衰变的次数，而不 是指单位时间内放射出来的粒子数。
放射治疗中几种放射性同位素
射线种类
226镭源
能量 0.83MeV 0.662MeV 1.17、1.33MeV 350KeV
半衰期 1590年 33年 5.27年 74天
αβγ γ βγ γ
能量低 深度剂量低 易于散射 照射野不均匀 剂量分布差
60钴治疗机
与普通X线机相比所具备的独特优点： 穿透力强，剂量分布比较均匀 能够比较好的保护皮肤 骨和软组织有同等的吸收剂量 旁向散射小，较好的保护了射野周围正 常组织 经济适用、性能可靠
60钴治疗机存在的问题：
• 半影的影响 几何半影 散射半影 穿射半影 • 更换放射源的复杂 新旧源规格相近，特别是直径大小 剂量学测定：输出量、剂量分布、半影测定、 机器本身的防护
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2、吸收剂量 (absorbed dose, D) 吸收剂量 D等于dE除以dm的商。即电离 辐射给予质量为dm介质的平均能量dE。
D = dE / dm 单位：焦耳/千克 (J/kg)。 专用名 Gray(Gy)，1 Gy = 1 J/kg； 原用单位rad，1rad = 1cGy
3、百分深度剂量
放射物理学
——放射治疗常用放射源及其 物理特性
ludows
临床放射物理学: ① 放疗设备的结构、性能; ② 各种射线的物理特性、在人体内的分布规律; ③ 探讨提高肿瘤剂量，降低正常组织受量的物
理方法。
一、放射源的种类
① γ、 β射线———放射性同位素
② 普通X射线（KV级）——X线治疗机。 高能X射线（MV级）——加速器。
（3）碰撞损失与辐射损失
碰撞损失：由电离激发而引起，用单位长 度的能量损失来量度(dE/dx),在低能时发 生，主要产生热。
辐射损失：由特征辐射和韧致辐射引起的， 在高能范围发生，主要产生X射线，γ射 线
损失比＝碰撞损失/辐射损失＝816mev/T.Z
T-电子动能，Z—原子序数
2、光子射线与物质的相互作用
光电效应：光子高速前 进，在物质中与原子 的内层电子相撞，光 子将全部能量用于击 出电子，并赋予电子 高速前进的动能，这 种现象叫做光电效应。 与原子序数有关。 (光电效应主要发生 在低kV级的 X线，骨 吸收高于肌肉和脂肪)
康普顿效应：随着入
射光子能量的增加 ( 200kV-7 MV)，光子与 轨道上外层电子相撞 ，光子将部分能量转 移给电子，使电子快 速前进(反冲电子)，而 光子本身则以减低之 能量，改变方向，继 续前进(散射光子)，这 种现象叫做康普顿效 应。与原子序数无关
放射物理学试题
《放射物理学》教学大纲总学时：40 学分：2.5 教学对象：生物医学工程专业一、教学目的和要求肿瘤放射物理学是医学物理学的一个重要分支，是放射肿瘤学的重要基础，它将放射物理的基本概念和原理应用于肿瘤的放射治疗。
主要介绍与临床放射治疗密切相关的放射物理基础知识和基本理论、常用放疗设备、临床剂量学、放射治疗新技术（CRT、IMRT、立体定向等）的物理学原理及技术，探讨提高肿瘤剂量、降低正常组织所受剂量的物理方法和技术手段。
学习这部分内容主要以常用治疗机的特点、外照射剂量学、电子线剂量学、治疗计划设计原理为重点，以临床应用为目的，全面理解、融会贯通、牢固掌握。
二、先修课程核物理导论、核辐射探测三、教学内容和学时分配（一）绪论（1学时）1、教学内容肿瘤放射物理学在肿瘤放疗中的地位和作用；肿瘤放射物理学的研究内容和进展；医学物理工作者可能从事的工作性质；医学物理师需要的知识背景和技能。
2、教学要求熟练掌握：肿瘤放射物理学的研究内容和进展。
掌握：肿瘤放射物理学在肿瘤放疗中的地位和作用。
了解：医学物理工作者可能从事的工作性质；医学物理师需要的知识背景和技能。
（二） 电离辐射与物质的相互作用（2学时）1、教学内容带电粒子与物质的相互作用；X(γ)射线与物质的相互作用。
2、教学要求熟练掌握：电离辐射，碰撞阻止本领，辐射阻止本领；光子与物质相互作用的各种系数，各种相互作用的相对重要性；比较人体骨组织和软组织对临床常用X(γ)射线能量吸收的差别。
掌握：带电粒子与物质相互作用的主要方式；X(γ)射线与物质的相互作用的主要形式，各种相互作用的相对重要性；了解：质量碰撞阻止本领与重带电粒子的能量、电荷数、靶物质的电子密度之间的关系，与电子的能量、物质的电子密度之间的关系；质量辐射阻止本领与带电粒子质量、能量、单位质量物质中的原子数、物质原子的原子序数之间的关系。
原子的光电效应截面、康普顿效应截面、电子对效应截面与光子能量，原子序数之间的关系。
放射物理
临床放射物理学讲课人：柳青目录⏹第一章放射源和治疗机⏹第二章电离辐射的剂量测量⏹第三章X(γ)⏹第四章治疗计划的设计与执行⏹附录第一章放射源和治疗机⏹放射源种类⏹照射方式⏹几种放射性同位素源⏹深部X线治疗机⏹钴60治疗机⏹医用加速器⏹高LET射线第一节放射源种类⏹⏹⏹第二节照射方式⏹⏹第三节几种放射性同位素源⏹天然放射性元素镭-226⏹铯-137⏹钴-601、天然放射性元素镭-226⏹镭的放射可分为带有正电荷的α射线，带有负电荷的β射线不带电荷的γ射线。
⏹镭疗主要是用其中的γ射线。
镭的γ线能谱复杂，平均能量为0.83MeV，半衰期为1590年。
⏹镭的产量有限，来源困难，防护处理复杂，易污染。
2、铯-137⏹铯-137是人工放射性同位素⏹其γ线能量是单能的为0662MeV，半衰期为33年。
⏹铯-137在组织内同镭具有相同的穿透力，是取代镭且优于镭的娇好同位素之一。
3、钴-60⏹钴60是用天然的没有放射性的59钴在核反应堆的作用下，受热中子轰击后成为带有放射性质的60钴。
⏹59Co＋n→60Co＋γ⏹钴60蜕变时放射出γ射线，其平均能量为1.25MeV。
钴60治疗机结构简单操作方便，容易维修，发展很快。
第四节深部X线治疗机⏹概述⏹类型1、概述深部X线治疗机通常是指管电压在180～400千伏特之间的X线机，这种机器在结构和X射线产生的原理上与接触治疗机相同。
但由于该机管电压比接触治疗机高，其产生的X线强度及穿透能力均较大，故多用于良性疾病和位于较表浅的恶性肿瘤的治疗。
2、深部X线治疗机的几种类型⏹⏹⏹⏹第五节钴60治疗机⏹概述⏹组成⏹优点⏹缺点1、概述⏹钴60治疗机俗称"钴炮“⏹钴60是一种人工生产的放射性核素。
⏹"钴炮"是以60钴做放射源，用γ射线杀伤癌细胞，对肿瘤实施治疗的装置。
2、钴60治疗机组成⏹一个密封的放射源；⏹一个源容器及防护机头；⏹具有开关的遮线器装置；⏹具有定向限束的限光筒，⏹支持机头的机械系统及其附属的设备⏹一个操纵台构成⏹射线穿透力强即可治疗相当深度的肿瘤。
肿瘤放射治疗学总结
肿瘤放射治疗学总结1.放射源的种类钴-60源,铱-192源1、放射源的种类：（1）放射性同位素发射出的α、β、γ射线；（2）X线治疗机和各类加速器产生的不同能量的X线；（3）各类加速器产生的电子束、质子束、中子束、负π介子束以及其它重粒子束等。
吸收剂量D:吸收剂量的定义为d E/d m的商，d E为电离辐射在质量为d m的介质中沉积的平均能量。
SI单位为戈瑞（Gy）。
1 百分深度剂量（PDD）的定义一、百分深度剂量（percentage depth dose, PDD）1、定义：水模体中以百分数表示的，射线束中心轴上某一深度处的吸收剂量，与参考深度处的吸收剂量的比值。
2、百分深度剂量分布特点：剂量建成区：从表面到最大剂量深度区域，此区域内剂量随深度增加而增加；指数衰减区：最大剂量深度以后的区域，此区域内剂量随深度增加而减少。
3 影响X（γ）射线百分深度剂量的四个因素：深度、能量、射野面积、源皮距4 组织最大剂量比（TMR）的定义水体模中射线束中心轴某一深度的吸收剂量，与空间同一点模体中射野中心轴上最大剂量深度深度处同一射野的吸收剂量的比值。
5 影响TMR射线百分深度剂量的四个因素：深度、能量、射野面积、源皮距7 楔形因子的定义和楔形板临床三种应用①解决上颌窦等偏体位一侧肿瘤用两野交叉照射时剂量不均匀问题；②利用适当角度的楔形板，对人体曲面和缺损组织进行组织补偿；③利用楔形板改善剂量分布，以适应治疗胰腺、肾等靶体积较大、部位较深的肿瘤。
3. 精确放疗的实现及含义精确定位；精确设计；精确照射：精确定位：采用CT或MRI立体定向、三维重建的定位方法精确设计：采用三维计算、三维显示、三维适形调强逆向设计的方法精确照射：采用动态多弧或静态多野非共面聚焦式适形调强照射的方法４. 什么是适形放疗？适形放疗（3 dimensional conformal radiation therapy, 3DCRT）是一种技术，使得高剂量区剂量分布的形状在三维方向上与病变（靶区）形状一致。
放射物理学
γ射线治疗肿瘤 特点：①能量高，射线穿透力强；②皮 肤反应轻；③康普顿效应为主，骨吸收 类似于软组织吸收；④旁向散射少，放 射反应轻；⑤经济可靠，维修方便。 缺点：半影大，需定时换源；环境污染
医用直线速加器
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：
放 射 物 理 学
——放射治疗常用放射源及其 物理特性
ludows
临床放射物理学:
① 放疗设备的结构、性能; ② 各种射线的物理特性、在人体内的分布规律; ③ 探讨提高肿瘤剂量，降低正常组织受量的物
理方法。
一、放射源的种类
① γ、 β射线———放射性同位素
② 普通X射线（KV级）——X线治疗机。
高能X射线（MV级）——加速器。 ③ 电子束 ④ 高LET射线:质子束、中子束、负π介子 束， 重粒子(碳、氮、氧、氖等）束 等——加速器
1、γ、 β射线———放射性同位素。
：
几种常见γ线同位素源及其特性
同位素
镭-226 γ能量 MeV 平均0.83
半衰期
1590年
应用
70年代以前 作近距离治 疗 远距离治疗 及高剂量率 后装近距离 治疗 中、低剂量 率后装近距 离治疗
◆放疗的基本照射方式
1、体外照射(外照射)：又称体外远距离照射 (teletherapy)：指放射源位于体外一定距离(80-100厘 米)，集中照射人体某一部位。
2、体内照射(包括组织间放疗和腔内放疗)：又称近距 离治疗(Brachytherapy)，指将放射源密封直接放入被 治疗的组织内(组织间放疗)或放入人体的天然体腔内 (腔内放疗)进行照射。放射源与被治疗的部位距离在 5cm以内，故称近距离。