第七讲电子线的物理学原理

c.同能量的电子束，照射野从5cm×5cm到20cm×20cm,其90%等 剂量线的低部形状，由弧形变得平直。
电子照射能量和照射野的选择
a.能量选择: 电子束的有效治疗深度为1/3E（Mev）～
1/4E(Mev), 如：现在要照射皮下1.8cm 处的淋巴结，那么我们可以 选择6Mev的电子束。 b.照射野选择：
第七讲 电子线的物理学概论 及临床应用
余健
电子线的物理学概论及临床应用
电子与物质的作用 电子束的剂量学特征 电子线的剂量测量 电子束照射的临床应用
电子束治疗能量和照射野的选择
电子与物质的作用
电子与物质的作用方式
（1）弹件散射 不改变原子 本身的状态，仅改变入射 电子的方向，能量守恒
（2）非弹性散射 在入射 电子的作用下，原子本身 状态发生一定的变化
相对剂量
原
射
线
电
无筒壁
子
散
离轴距离
射 电
子
高能电子束射野剂量学
最 定大 义射 为程 中心Rm轴ax剂（量cm曲或线g尾/c部m外2） 推后与本底韧致辐射相交处的 深度。
实 义际 为射 通程 过电Rp子（深cm度或剂g量/c曲m线2）最定 为陡峭部分的切线同韧致辐射 形成的本底的外推线相交处的 深度。
a .皮肤表面共线 b. 皮肤表面相邻野留一定的间隙 c.皮肤表面相邻 野重叠
光子与6Mev电子0.5cm间隙
光子与6Mev电子表面相交
光子与6Mev电子重叠o.5cm
（2）不同能量衔接比较
o.5cm
子光 重子 叠与
不 同 能 量 电
电子束照射的临床照射技术
高能电子束在组织中被吸收随深度变化比较均匀 的损失自己的能量，每单位厚度(1cm)的组织平 均吸收2Mev电子能量(2Mev／cm组织);用组织 等效物值作成的吸收块，能很好的改善剂量分布。
a.作用在原子的外层电子， 使原子电离或激发。
b.作用于内层电子，产生光 电子。
c.作用于原子核，放出光子。
电子与物wk.baidu.com作用的能量损失
碰撞损失和辐射损失 高速运动的电子经上述三种非弹性碰撞作用之后，不断 损失能量；电子损失能量主要以碰撞、辐射两种形式出现：
1．碰撞损失 由于激发、电离作用后，入射电子的能量受到 损失，称为碰撞损失．一般以单位长度上的能量损失来表 示，如：－（dE/dx）碰撞
能量对电子束百分深度剂量的影响
a.随着射线能量的增加， 表面剂量DS增加。 b.能量增加，高坪区变宽， 剂量梯度减小。
c.能量增加，X射线污染 增加。
正是由于上述特点，导致 随着能量的增加，电子束 的临床剂量学优点漫漫消 失，不能很好的保护靶区 后面的正常组织。
照射野对百分深度剂量的影响
a.射野较小时，百分深度剂量随深度增加而迅速变化。
胶片在体模中测量6野照射的百分深度剂量曲线
照射野大小：20cm×80cm
电子能量E0：2~10 Mev 机架角度 ：±10~ ±15
总剂量：36 Gy
分次： 9周，4 Gy/周，4 天/周，3 野/ 天
形成以上的原因电
子很容易被散射，
而任何一点的剂 量=原射线剂量
+散射线剂量
建成区
低能量的电子束更容易散 射并且散射角度大，在很 短的距离内就可以快速形 成剂量建成。
电子的散射和持续的能量 丢失是引起Zmax以外深度 处电子剂量急剧下降的两 个过程。
直线加速器机头处、加速 器窗和患者之间的空气， 受辐照的媒介物产生的韧 致辐射形成了深度剂量曲 线的尾部。
由于电子束高值等剂量线随深度增加而内收（小野 更加突出），那么表面照射野应按靶区的最大横径适当扩 大，一般应至少等于或大于靶区横径的1.18倍，并在此 基础上根据靶区最大深度部分的情况射野再放0.5～ 1.0cm。
不同能量电子束衰减至5% 时所需LML厚度
电子束能量
6 MeV
9 MeV
12 MeV
弯曲入射面对剂量分布的影响
楔形剂量分布
用吸收块保护眼球
用组织等效体改善颈段食管剂量分布， 避免脊髓过量
用等效物改善乳腺区剂量分布
用等效物改善乳腺区剂量分布
电子线全身照射
几何对称双野照射,每野相同的剂量.剂量刻度点在X=0,Y=0位置
人照射体位,a.b为单角度（机架）c.d为双角度照射
野照射方向，循环两次分开照
16 MeV
20 MeV
LML厚度 2.3mm 4.4mm 8.5mm
18mm 25mm
电子密度修正方法
在不均匀性组织如肺、骨和气腔中，电子束的剂 量会发生显著变化，应对其校正。通常采用的是 等效厚度系数法（CET），其修正公式为： deff=d-Z(1-CET) d: 计算点到模体表面的实际深度 Z：某种不均匀组织的厚度 CET：等效厚度因子 CET=ni/nwater, 即CET等于某种组织的电子密度与水的电子密度 之比。
2.辐射损失 由于辐射作用后，人射电子的能量损失称为辐 射损失， 如：－（dE/dx）辐射 碰撞损失一般发生在低能范围．辐射损失一般发生在高 能范围；前者产生热，后者产生x射线。
电子束的剂量学特征 电子束
1.治疗电子束的产生
（1）加速器产生电子束的特征： a.电子束的束流发射角很小 b.电子束能量单一 （2）电子束的改造
b.射野较大时，增大射野面积，百分深度剂量不随射野 面积的变化。
源皮距对百分深度剂量的影响
• 医用直线加速器电子束照射时，为了保持电子束 的剂量分布特点，治疗时，限光筒贴近皮肤表面 或保留5cm的距离。当照射曲面时或进行全身电 子线照射时，源皮距离增大，百分深度剂量变化 规律一般为：表面剂量降低，最大剂量深度变深， 剂量剃度变陡，X线污染略有增加，而且高能电 子线较低能电子线变化显著。
a.电子束的展宽 根据电子束易于散射的特点，用散射箔有效地将电子束 展宽到临床所需要的最大照射范围； b.电子限光筒的散射
①电子限光筒形成治疗射野②电子限光筒的筒壁增 加散射电子，弥补射野边缘剂量不足
（3）电子限光筒的筒壁对射野剂量均匀性的影响 a.产生大量的散射电子b.改变电子束的能量 c.增加射野边缘剂量
电子束的等剂量分布
a.分布特点：随着深度的增加，低值
等剂量线向外侧扩张，高值等剂量线 向内侧收缩。 b.临床意义：10Mev的电子束表面射 野为7x7cm2，模体下3cm深度处， 90%等剂量曲线宽度仅有4cm左右。 所以对于肿块大小如何选择照射野大 小？
横 断 面 剂 量 分 布 图 冠 状 位 剂 量 分 布 图
深度R90和R50 （cm或g/cm2） 定义为电子PDD曲线上Zmax 远侧90%和50%PDD处的深度。
深度Rq （cm或g/cm2）定义 为通过剂量拐点的切线和最大 剂量水平线相交处的深度。
电子束的深度剂量
基本特点 a.表面剂量高，一般在
75%～80%以上，随 能量增加而增加。 b.随深度增加很快达到最 大剂量点。 c.形成高剂量坪区
高能电子线的应用
治疗表浅部位的病变，如皮肤病变、胸壁、 内乳淋巴结、颈部表浅淋巴结等
电子线与高能X线混合使用，提高皮肤量 电子线的全身照射
电子线的单野照射及 补偿膜对剂量的影响
电子束照射的衔接
乳腺癌术后的胸壁照射野，下颈切电子线补量，鼻咽腔的眶间野等， 涉及到电子束与相邻野衔接。电子束照射衔接的基本原则是根据射 线束宽度随深度变化的特点：