高能电子束射野剂量学
高能电子束的应用技术
谢谢
高能电子束的 应用技术
讲课人 吴湘阳
关于高能电子束
高能电子束用于放射治疗始于50年代初期，现 今，接受放射治疗的患者中，约80%的患者要 应用到高能电子束
对于X射线，沿射线入射方向靶体积后方的正 常组织，不可避免会接受到一定程度的辐射剂 量，高能电子束则由于具有有限的射程，可有 效地避免对靶区后深部组织的照射。基于上述 特点，它主要用于治疗表浅和偏心的肿瘤以及 浸润的淋巴结。
如7MEV表面剂量为85%表面剂量为高剂 量坪区变宽，X线污染加大。故临床使用 的高能电子束，能量应该在4-25Mev之间。
电子束射野剂量学
照射野对百分深度剂量的影响 射野对输出剂量的影响非常复杂，无规 律可循必须针对每一台加速器所配置的 电子束限光筒进行测试
电子束等剂量曲线分布特点
随深度增加，低值等剂量线向外侧扩张， 高值等剂量线向内侧收缩并随电子束能 量而变化。
高能电子束的产生
一般由加速器产生，在本质上与β射线一 样为带负电的高速电子组成。经加速和 偏转后引出的电子束，基本是单能窄束 通过散射箔扩展后，先经X射线准直器， 再经电子束限光筒，形成治疗用野。电 子限光筒的设计，除要形成治疗用射野 外，可以利用电子束易散射的特点，借 助限光筒壁增加射野中的散射电子，弥 补野边缘剂量的不足
注意勿挤伤、刮伤病人。来自高能电子束的应用范围表浅病变：如皮肤病变，胸壁，内乳淋巴结， 颈部表浅淋巴结。可单野照射。
电子束和高能X射线混合使用，提高皮下浅部 组织剂量。
电子线的旋转照射，治疗面积较大，体表弯曲 的浅表病变。
电子线的全身照射技术， 电子线的术中照射治疗技术，对经手术切除的
瘤床、残存灶在直视下进行单次、大剂量照射
高能电子束在物质中容易被散射，且更易被阻 挡
电子束全身照射的剂量学特性
第 ３ ５卷第Biblioteka ５期 第 ６ ９页 ６２ ０６年 】 ０ ０月
华 中科 技 大 学 学 报 （ 学 版 ） 医
Ａｅ ａ Ｍ ｅ ｔ ｄ Ｕｎｉ ｃ ｃ ｎ ｌＨ ａ ｈ ｎ ｖＳ ｉ Ｔｅ ｈ ｏ ｕ ｚ ｏ ｇ
Ｖｏ ＿ ｊ ＮＯ． Ｐ． ６ ９ ｌ３ ５ ６
大学 医学 院建 立 的双 机 架 多 照 射 野 方 法 ， 用 Ｃ Ｓ公 司 的 Ｄ ｎ ｓａ 利 Ｍ ｙ ａ ｃ ｎ三 维 水 箱 和 Ｐ ｗ 剂 量 仪 及 ＫＯ ＡＫ 公 司 的 Ｘ Ｔ Ｄ Ｖ２
胶片等设备 ， 分别 测 量 各 项 剂 量 学 特 性 的 指 标 。 结 果 各 项 指 标 均 符 合 电 子 束 全 身 放 疗 的 要 求 ， 效 治 疗 深 度 达 到 有
关键词
加 速 器 ； 电 子 束 ； 全 身 照 射
Ｒ８ ４ ２ ｌ．
中图 法 分 类 号
Ｄｏ ｉ ｅ ｒｃ Ｃｈａ ａ ｔｒｓ ｉｓ ｏ ｔ ｌＳ ｎ Ｅｌｃ ｒ ｎ Ｔｈ ｒ ｐ ｓｍ ｔ ｉ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆＴｏ ａ ｋｉ ｅ ｔ ｏ ｅ ａ ｙ
Ｌｉ ｎ，Ｈａ ｕ Ｑｉ ｎＪ ｎ，Ｄｅ ｇ Ｇｕ ｎ ｙ ｔ ｌ ｎ ａ ｇ ｕ ｅ ａ
ｌｎ ａ ｃ ｅｅ ａｏｒ ｍｏｄ ｌｏｆＰｒｍ ｕ ｉ ｅ ｒａ ｃ ｌｒ ｔ ｅ ｉ ｓＭ ｗａｓｕ ｅ ｏ ｐ ｏｄ ｅｅ ｅ ｔ ｏ ｓ ｄ ｔ ｒ ｕｃ ｌ ｃ ｒ ｎ，ａ ｄ ｔ ｅ ６ ｄｕ ｌｆｅｄ ｅ ｈｎｑｕ ｎ ｈ ａ ｉｌ ｓ ｔ ｃ ｉ ｅ ｗｈｉｈ ｗａ ｒｍ ａ ｉｙ ｕｓ ｄ ｂ ｃ ｓ ｐ ｉ ｒｌ ｅ ｙ Ｓｔ ｆ ｄ Ｕ ｎｖｅ ｓｔ ｈ ｌｏｆＭ ｅ ｃｎｅｗ ａ ｄｏ ｅ Ｏ ｍ ｅ ｕ ｅｍ ｕｌｉａｒｏｕ ｏ ｉ ｅ ｒｃ ｃ ｒ ｔ ｉｔｃ ． Ｒｅ ｕ ｔ Ｅｖ ｒ ａ ａｍｅ ａｎ ｏｒ ｉ ｒ ｉｙ Ｓｃ ｏｏ ｄｉｉ ｓａ ｐｔ ｄ ｔ ａｓ ｒ ｔｆ ｉ ｓ ｄ ｓ ｍ ｔ ｉ ｈａ ａｃｅｒｓ ｉｓ ｓ ｌｓ ｅｙ ｐ ｒ — ｔ ｒ’ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃａ ｈｉｖ ｄ ｈ ｓｍ ｅ ｒｃ ｓａｎ ａｒ ｆＴＳＥＴ． Ｔｈｅ ｅｆ ｃ ｉ ｒ ａ ｍ ｅ ｅ ｈ ｗａｓ ．１ ｃ 。 ｔ ｋｉ ｅ Ｓ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｃ ｅ ｅ ｔ ｅ ｄｏ ｉ ｔ ｉ ｔ ｄ ｄ ｏ ｆｅ ｔｖｅ ｔｅ ｔ ｎｔｄ ｐｔ １ ５ ｍ ｈｅ ｓ ｎ ｄｏｓ ｗａ ｅ ｓ ｍｏｒ ｈ ｎ ８ ，ｔ ｆ ｒ ｉｙ ｏｆＩ ｔ ｋｉ ｏｓ ｓ １１ ，ｔ ｒ ｙ ｃ ａｍｉ ａｔｏ ｓｌ ｓ ｈａ ．３ ，ｔ ｅ ａ ｓ ｕｔ ｏｓ ｅｔ ａ ０ ｈｅｕｎｉｏ ｍ ｔ ｏ ａｌｓ ｎ ｄ ｅ ｗａ ｈｅＸ— ａ ｏｎｔ ｎ ｉｎ ｗａ ｅ ｓ ｔ ｎ ２ ｈ ｂ ｏｌ ｅｄ ｅｏｆ ｔｅ ｔ ｅ ｏ ａ ｉ ｓ ４ ６ Ｇ ｙ， ｔ ｔ ｅ ｒ ａ ｍ ｎｔｌｃ ｔｏｎ ｗａ ４． ｃ ｈｅａ ｔ ｎｕａ ｉｎ ｃ ｅ ｆｃｅ ｔｏｆｅ ｅ’ ｏ ｋｓ ｗ ａ ， ｔ ｏｔｌｄｏ ｅ ｃ ｔｏ ｏ ｆｉｉ ｎ ｙ Ｓ ｂｌｃ ｓ ６ ｈｅ Ｉ ａ ｓ ｕｍ ｕａｔ ａ ｔ ｓ ２． ｌ ｅ ｆ ｃｏｒ ｗａ ５ ａ ｄ ｔ ｅ ｆｓ ｅ ｄ ｅ ｆ ｃ ｆｐａ ｉｎｔｗａ ｅ ｙ ｐｒ ｉ ｎ ｅ ｄ ｉｇ ｔｅ ｔ ｅ ． Ｃｏ ｅ ｕ ｉ ｎ Ｔｈｅ ａ ｔ ａ ｌ ｏｓｍ ｅ ｒｃｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｎ ｈｅ ｓ ｌ— ｈｉｌ ｆｅ ｔｏ ｔｅ ｓ ｖ ｒ ｏｍ ｎｅ ｃ ｕｒｎ ｒ ａ ｍ ｎｔ ｎ ｌ ｓｏ ｃ ｕ ｌｙ ｄ ｉ ｔｉ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ
肿瘤放射物理学基础
基本措施
1.时间防护 尽量缩短受照时间 2.距离防护 增大与辐射源的距离 3.屏蔽防护 人与源之间设置防护屏障
能量和照射野的选择
常用能量 4~25Mev
能量与治疗深度的关系 E = 3d+2~3Mev
照射野 电子束射野≥靶区横径的1.18倍
近距离照射剂量学
剂量学特点 放射源周围的剂量分布按照与放射
源之间的距离的平方而下降，即平方反 比定律。 基本特征 肿瘤剂量 高而不均匀，而邻 近正常组织受量低
近距离治疗的主要特点
康普顿效应：
当光子与原子内
一个轨道电子发生相互 作用时，光子损失一部 分能量，并改变运动方 向，电子获得能量而脱 离原子，这种现象叫做 康普顿效应。在 0.03~25MeV的范围占 优势，骨和软组织的吸 收剂量相近
电子对效应：
入射光子能量 大于1.02MV时，光 子可以与原子核相 互作用，使入射光 子的全部能量转化 成为具有一定能量 的正电子和负电子 ，这就是电子对效 应。在25~100MeV 的范围占优势。
任何物质。
名词解释
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。
照射野 射线束经准直后垂直通过模体的 范围。
临床剂量学中规定模体内50%等剂量线 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X射线参考点取在模体表面，对 高能X（γ）射线参考点取在模体表面下射 野中心轴上最大剂量点位置
60Co治疗机
原理：利用放射性同位素60Co发射出的γ 射线治疗肿瘤，平均能量1.25MeV，与一 般深部X射线机相比有一下特点
特点：①能量较高，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。
电子剂量学概要
电子剂量学及临床应用电子束的产生、电子束的特点、电子与物质的相互作用剂量学：1.PDD 2.电子束的能量（模体表面的最大可几能量、模体表面的平均能量、平均能量和深度）3.输出因子4.射程5.OAR和Profile 6.平坦度和对称性7.等剂量分布8.射野的均匀性和半影9.虚源射野的设计：1.能量和照射野的选择2.斜入射3.不均匀组织4.补偿5.射野衔接6.挡铅特殊技术：旋转照射、全身电子线照射高能电子束特点1.有限的射程2.易散射皮肤剂量高3.电子束限光筒随到皮肤距离的增加，射野均匀性迅速变劣，半影变宽。
4.PDD在射野小的时候变化明显5.不均匀组织对PDD影响显著6.拉长源皮距，输出剂量不按平方反比定律计算7.不规则射野计算仍存在问题8.主要治疗浅表或偏心的肿瘤和浸润的淋巴结。
电子线模式时：X射线靶和均整滤过器从电子射线束范围内移去电子束强度比产生X射线所需电子束小2-3量级笔形电子束引出窗：金属铍（铍的低原子序数使电子束的散射和韧致辐射很低）散射箔：1.单一散射箔（射束展宽，先经过准直器再经过限光筒）2.双散射箔（射束展宽和使射线变的均匀）磁场扫描：射束展宽（优点：1.能谱窄，剂量跌落更为陡峭。
2.减少X射线污染3.较易形成电子束不规则调强射野）电子限光筒：封闭式（弥补边缘射线剂量不足，能谱变宽，改善射野的均匀性）。
边框式（仅起到限定射野的大小）射野跟随系统改善了剂量分布特性，减轻电子限光筒的重量。
PDD曲线:韧致辐射尾部Ds:入射或表面剂量Dm:最大剂量点深度（Zmax）Dx:电子束中X射线剂量Rt:有效治疗深度R50:50%Dm或半峰值深度（HVD）Rp:电子束的射程Rq:剂量跌落最陡点的切线与Dm水平的交点的深度最大射程：中心轴剂量曲线尾部外推与本底辐射相交的深度实际射程Rp：最陡的切线与本底辐射相交的深度约等于E（Mev）/2的值深度R90（治疗射程）：E（Mev）/4称为有效深度有时候也放宽到R85R50（半峰值深度）深度Rq:通过剂量拐点的切线和最大剂量水平线相交的深度。
放疗物理与放疗技术 讲义 第一章
表1 课程学时分配表剂量学篇第1章外照射光子射野剂量学（6学时）教学目标1.人体模型和百分深度剂量比了解：组织替代材料间的转换，模体的分类，剂量准确性的要求；理解：组织替代材料的概念，模体及其各个类别的概念和特点；应用：组织替代材料的选择。
2.百分深度剂量分布应用：照射野及其相关的概念，百分深度剂量的定义和建成效应及其各个影响因素。
3.组织空气比了解：不同源皮距百分深度剂量的计算(组织空气比法)，旋转治疗剂量计算和散射空气比；理解：组织空气比的概念及其影响因素，反散因子的概念和影响因素及其关系；应用：组织空气比与百分深度剂量的关系及其应用。
4.组织最大剂量比了解：原射线和散射线区别；理解：射野输出因子和模体散射因子的概念和作用，散射最大剂量比的概念；应用：组织模体比和组织最大剂量比的概念和意义。
5.等剂量分布与射野离轴比理解：等剂量曲线的概念，加速器X射线束射线质变化的规律；应用：等剂量曲线的特点及其影响因素，射野离轴比的概念和影响因素及其意义，束流权重和等剂量曲线的合成。
6.处方剂量计算了解：加速器和钴-60的剂量计算；理解：离轴点剂量计算-Day氏法及其本质；应用：处方剂量的概念和表示方法及其含义。
本章主要参考书1.肿瘤放疗物理学,胡逸民主编,原子能出版社,1999年9月出版，P149~2262.田志恒编，辐射剂量学（初版）（M），高等学校试用教材，1992年6月第一版，P197~P237讲稿:第1章外照射光子射野剂量学（6学时）外照射剂量学（external radiation dosimetry）研究以人体为主的各种客观受体外辐射源照射的剂量学问题。
对于医学照射、工业照射、各种照射实验和某些事故照射，可以利用受特定射束照射的体模来测量或者计算照射剂量。
这些测量和计算结果也是确定辐射防护水平照射剂量的基础资料。
第一节人体模型一、组织替代材料X（γ）射线、电子束及其他重粒子入射到人体并与组织发生相互作用，由于散射和吸收，能量和强度逐渐损失。
电子束全身照射的实施和剂量学研究
英 国产 Ｆ Ｒ Ｒ ５０剂 量仪 ，． ｃ２ ７ Ａ ＭＥ ２ ７ ０ ６ ｃ５ １石墨 电离 室 ，
美国 ＭＥ Ｄ—Ｔ Ｃ公 司生产 ＭＯ ＦＴ多通道半导 体剂量仪 ， Ｅ ＳＩ 多 用人体仿 真体模 ， 国柯 达 Ｅ Ｒ一 美 Ｄ ２慢感 光胶 片 ， 国 Ｐ Ｏ 美 Ｒ ． Ｃ Ｅ Ｋ胶 片分析软件 ， 国 Ｅ Ｅ Ｔ Ｈ Ｃ 英 Ｌ Ｋ Ａ公 司 ｐｅｉ ｒｃｓ ｅ三光 子直 线加速器 ， 有多档电子线 能量 ，、０ １ 、５ １ 、０ Ｅ 具 ８ １ 、２ １ 、８２ Ｍ Ｖ。
维普资讯
２０ ｏ ７年 ８月
第 １ ５卷第 ８
・
１７ ・ １９
放 疗 技 术 夺
电子束 全 身 照 射 的实 施 和剂 量 学 研 究
吴湘阳， 李 勤， 常晓 彬 ， 军安 张
【 指示性摘要 】 自行设计 了全 身电子线 照射 （ Ｓ Ｉ 的患者 固定用标准体 位架 ， ＴＥ ） 以及可 以人工 ３ ０度 旋转 的 ６ 特制旋转盘 。分别应用剂 量仪 、 仿真石蜡 固体 体模 、 固体水 ， 柯达慢感光胶 片 ， 片分析仪 等多种 剂量测试 胶 工具 ， 对开 展该 技术所需 的临床剂量学参数 进行系统的数据采集 ， 并加 以分 析 。总结 出一 套对 临床行之有
由于各个治疗 中心在 放疗 设备 、 称治疗 距 离 、 标 限光 筒大 小 等 条件 不同 ， 很大 的差别 ， 要 实测得 到。我科 采取 的测 有 需
电子线全 身皮肤 照射技术 ， 最早 由美 国斯 坦福 大学发 明 并 实施 ， 已开展多年 ， 内中 国医学 科学 院肿瘤 医 院也较 国 早 开展 了此 项技 术 。但 由于该 技术 需 要特 定 的辅 助 设 施 。 我院从 临床需要 出发 ， 临床 、 在 放射物 理 、 工程技术 以及模 室 协 作的基础上 ， 自行设计 、 制造 了该技 术所需相 关辅 助装 置 ， 并 完成 了相应的剂量学测试 ， 为临床开展该 项技术 提供 了理 论依据 。使该技术 的适 应证 患者 能够 有机会 得 到相应 的治 疗， 同时也 为准备 开展此项 技术 的医疗单位提供结 论。
高能X线和电子束吸收剂量的测量与计算
１．１ 材料 美 国 ＶＡＲＩＡＮ Ｃｌｉｎａｃ ２３ ＥＸ 直 线 加 速 器， 德 国
ＰＴＷ 公司的 ＵＮＩＤＯＳ Ｅ 型剂量仪和 ＴＷ３００１３ ０．６ｃｃ 指型防水电离室， ３０ ｃｍ×３０ ｃｍ×３０ ｃｍ 四支点可调水 箱， ２０ ｍ 长 ＴＮＣ 三同轴电缆， 并且剂量仪， 电离室及 ＴＮＣ 电缆均每年送国家标准实验室校准。 １．２ 方法 １．２．１ 高能 Ｘ 线吸收剂量测量方法
面的深度为校准深度 ｄｃ， 对 ６ ＭＶ Ｘ 线而言， ｄｃ＝５ ｃｍ；
对 １５ ＭＶ Ｘ 线 而 言 ｄｃ＝１０ ｃｍ． 每 次 加 速 器 出 束 １００
ＭＵ， 重复测量三次， 取其平均值。高能 Ｘ 线在水中有
效测量点处的吸收剂量 ＤＷ 为：
ＤＷ＝Ｍ·ＮＣ·（ Ｗ／ｅ）·（Ｋａｔ·ｔ ｋｍ）·
ＳＷ， ａｉ·ｒ Ｐｕ·Ｐｃｅｌ×２．５８×１０－４×１００
量不准确［２］， 由此可见， 加强吸收剂量测量的规范和测 量的准确性， 不仅有着重要的临床意义， 并且也是医 院放疗物理师的基本任务之一。
目前有多种方法用于吸收剂量的测量， 但在临床 上大多用指型电离室在水模体中测量， 并使用 ＩＡＥＡ ２７７ 报告方法对高能 Ｘ 线和电子束进行测量与计算， 使用此方法简便， 易行， 快速而精度很高， 因此对临床 物理师有着积极的意义。
６ １．３ ２．３２ ５．４１ ２．４２ ２．５０ １．０８４ ０．９５５
ＬＩ Ｊｕｎ， ＺＨＡＮＧ Ｘｉ－ｚｈｉ， ＴＡＮ Ｆｅｉ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｏｎｃｏｌｏｇｙ ， Ｔｈｅ Ｐｅｏｐｌｅ＇ｓ Ｈｏｓｐｉｔａｌ ｏｆ Ｓｕｂｅｉ ， Ｙａｎｇｚｈｏｕ Ｊｉａｎｇｓｕ ２２５００１， Ｃｈｉｎａ ）
放疗照射野计量学
五。电子束深度剂量
。
• 剂良跌落区是临床应用高能电子束极为重要的一个概念。 • 加速器产生的电子束都包含有一顶量的x线，行成曲线 后部一长长的尾巴，电子束在经过散射箱，电离室,X准 直器，电子限光筒，与这些物质相互起作用产生X线
术语简介
• • • 8.标准模体（standard phantom）： 30*30*30cm立方体水模，用于X（r）线等 吸收剂量的测定与比对。 9.平方反比定律（inverse square law）： 放射源在空气中放射性强度（可表示为照射 量率和吸收剂量率）随距离变化的基本规律。 10.等效野：如果使用矩形或不规则形在其射 野中心轴上的百分深度剂量与某一方形野的 相同时，该方野叫做所使用的矩形或不规则 形野的等效野。Sterling 经验方法：面积与 周长比值等效 c=2ab/a+b c:正方形边长， a,b :长方形边长
• 2 照射野的影响 ：模体内 某一点的剂量是原射线和散 射线共同作用的结果。当照 射野很少的时候，主要是原 射线的贡献，而散射线很少， 随着照射野的变大，散射线 对吸收剂量的贡献增加 ，由 于模体中较深处的散射剂量 要大于最大剂量点处。因此 表现为随着照射野尺寸增加， PDD也增加。
• 3 源皮距影响 ： PDD随 SSD的变化规律，是由于平 方反比定律的影响，如下图， 任一点实际剂量随着距放射 源的距离增加而减少，但任 意两点剂量减少的速率，近 源处大于远源处。即近源处 PDD下降要比远源处快的多。 换而言之，PDD随着SSD的 增加而增加。
• Ds:入射线表面剂量Ds,以表 面下0。5mm处的剂量表示， Dm:最大剂量点剂量。R100: 最大剂量点深度，Dx:电子 束中的X剂量，R85:有效深 度，既治疗剂量规定值处的 深度。Rp:电子束的射程。 Rq:百分深度剂量曲线上， 过剂量跌落点的切线与Dm 水平分叉点的深度。 • PDD分布，分为四部分：剂 量建成区，高剂量坪区，剂 量跌落区和X线污染区。 • 与高能X或r线相比，高能电 子束的剂量建成效应不明显， 表现为：表面剂量高， 75%~80%以上，随能量增 加而增加，随深度的增加， PDD很快达到最大点，然后 行成高剂量坪区。
放射物理学基础第六章高能电子束射野剂量学
高能电子束射野剂量学
高能电子束应用于肿瘤的放射治疗 始于上世纪50年代初期。
据估计约15％的患者在治疗过程中 要应用高能电子束。
计划设计要求在给予靶区足够剂量 的同时，必须注意保护正常器官。
加速器 偏转磁铁
钨靶
散射片
均整器
扩大和均匀射野
电子束治疗
X射线治疗
加速器治疗机产生的射线
（7）不规则射野输出剂量的计算，仍存在问 题。
基于高能电子束的上述特点，它主要用 于治疗表浅或偏心的肿瘤和浸润的淋巴结。
一、中心轴百分深度剂量曲线
1、百分深度剂量曲线的特点 图6-5示出了模体内电子束中心轴百分深
度剂量的基本特性及有关参数。
有关参数：
Ds：入射或表面剂量，以表面下0.5mm处的 剂量表示；
对采用散射箔系统的医用直线加速器， x射线污染水平随电子束能量的增加而增加。
2、百分深度剂量的 影响因素
（1）能量的影响
电子束百分深 度剂量分布随电子 束能量的改变有很 大变化。
基本特点是：由于电子束易于散射，所以 随着射线能量的增加，表面剂量增加，高剂量 坪区变宽，剂量梯度减小，X射线污染增加， 电子束的临床剂量学优点逐渐消失。
（3）源皮距 的影响
当源皮距不同时，一些主要参数的变化规律， 主要表现为：当限光筒至皮肤表面的距离增 加时，表面剂量降低，最大剂量深度变深， 剂量梯度变陡，X射线污染略有增加，而且 高能电子束较低能电子束变化显著。造成这 一现象的主要原因，是由于电子束有效源皮 距的影响和电子束的散射特性。由于电子束 百分深度剂量随源皮距变化的这一特点，要 求临床应用中，除非特殊需要，应保持源皮 距不变，否则要根据实际的临床使用条件， 具体测量百分深度剂量有关参数的变化。
4高能电子线剂量学
4、电子线的补偿技术
电子线的补偿技术用于： 1）补偿人体不规则的外轮廓； 2）减弱电子线的穿透能力； 3）提高皮肤剂量。
电子线照射胸壁的剂量分布
• 临床常用的补偿材料有石蜡、聚苯乙烯和有机玻 璃，其密度分别为0.987g/cm3，1.026g/cm3和 1.11g/cm3。
• 石蜡易于成形，能紧密地敷贴于人体表面，避免 或减少补偿材料与皮肤间的空气间隙，常被用作 类似胸壁照射时的补偿材料。
3、影响中心轴百分深度剂量 的因素：
（1）能量 （2）照射野 （3）源皮距
（1）能量对电子束百分深度剂量的影响
随着射线能量的增加， 表面剂量增加， 高剂量坪区变宽， 剂量剃度减小， X射线污染增加， 临床剂量学优点逐渐消失。
能量由低 到高
（2）照射野对电子束百分深度剂量的影响
一般条件下，当照射野的直径大于电子束射程的二分之一时 ，百分深度剂量随照射野增大而变化很小。
第三章 高能电子线剂量学
高能电子线早在20世纪50年代初就用于肿瘤 的放射治疗，在接受放射治疗的病人约有10%ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ15% 会用到高能电子线。
高能电子线的能量
加速器产生多档能量的高能电子线，一般为 4 MeV 、6 MeV 、9 MeV 、12 MeV 、 16 MeV 、20 MeV
或 5 MeV 、7 MeV、 10 MeV、 14 MeV、 16 MeV、 19 MeV、 22 MeV
2 中心轴百分深度剂量曲线特性:四个区段： 剂量建成区、高剂量坪区、剂量跌落区和X射线污染区
3 等剂量分布的特点为： 随深度的增加，低值等剂量线向外侧扩张，高值等剂量线向 内侧收缩。
4 电子线治疗的计划设计 (1) 能量的选择:E0 = 3 ×d后 + 2~3MeV (2) 照射野的选择:射野应至少等于或大于靶区横径的1.18
放射治疗高能光子束和电子束不同吸收剂量校准方法的比较
RESEARCH WORK74中国医疗设备 2021年第36卷 05期 V OL.36 No.05引言医用加速器高能光子束和电子束输出剂量校准是放射治疗质量控制的重要项目之一，也是肿瘤剂量能够精确给予的前提[1]。
理论上来讲，人体不同部位的组织的组分和电子密度等参数与水是有一定差异的，需要分别对其进行加速器输出剂量校准，才能确保相应组织在同样的辐射场中接收到最精确的剂量。
但实际上考虑到人体组织结构的复杂性和差异性，要想实现不同组织的加速器输出剂量校准是不太现实也不具备推广价值的。
在放射治疗的理论框架中，水被视为人体易得、最廉价的组织替代材料，因此基于水的加速器输出剂量校准是不同组织的加速器输出剂量校准更好的近似。
2000年国际原子能机构（International Atomic Energy Agency ，IAEA ）发布的第398号（TRS 398）技术报告[2]，推出了基于水吸收剂量校准因子的输出剂量校准规程。
目前，主要发达国家已广泛开展基于水吸收剂量的加速器输出剂量校准。
TRS398号报告发布以来，国内一些学者也进行了相关的研究工作[3-6]。
特别是近几年来，中国计量科学研究院开展了诸多工作[7-11]，逐步建立并完善了60Co 水吸放射治疗高能光子束和电子束不同吸收剂量校准方法的比较李磊，杨波，石翔翔西南医科大学附属医院 肿瘤科，四川 泸州 646000[摘 要] 目的 介绍国际原子能机构（International Atomic Energy Agency ，IAEA ）第277号报告（TRS277）和第398号报告（TRS398）在医用加速器高能光子束和电子束吸收剂量校准的测定条件和计算方面的差异，实践基于水吸收剂量校正因子的高能光子束和电子束吸收剂量校准。
方法 使用ELEKTA Precise 直线加速器、UNIDOSE 剂量仪、PTW30013电离室和水箱，分别按照TRS277和TRS398推荐的校准方法测定6、10、15 MV 三档光子束和6、9、12、15、18和20 MeV 六档电子束的吸收剂量，并对结果进行比较。
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。
放射物理学基础第六章高能电子束射野剂量学
第三节 电子束治疗的计划设计
临床应用时应注意两个问题：
（1）照射时应尽量保持射野中心轴垂直 于入射表面，并保持限光筒端面至皮肤的正确 距离。
这是由于电子束的等剂量分布曲线极易受 到诸如人体曲面、斜入射和空气间隙的影响。
（2）一些重要剂量学参数，必须进行实 际测量，得到针对所使用的机器类型和具体 照射条件下的实验数值，为临床作计划设计 时提供参考。
测量电子束有效源皮距的方法：
将电离室放置于水模体中射野中心轴上 量大剂量点深度dm。
首先，使电子束限光筒接触水表面，测 得电离室读数I0，
然后，不断改变限光筒与水表面之间的 空气间隙g，至约20cm，得到相对不同空气 间隙g的一组数据比定律，则有：
照射野大小的选择原则：确保特定的等剂量曲 线完全包围靶区。
电子束高值等剂量曲线，随深度增加而内收， 在小野时此现象尤为突出．因此，表面位置的 照射野，应按靶区的最大横径而适当扩大。根 据L90／L50≥0.85的规定，所选电子束射野应 至少等于或大于靶区横径的1.18倍。并在此基 础上，根据靶区最深部分的宽度的情况将射野 再放0.5～1.0cm。
电子束经x射线准直 器及电子限光筒壁时， 也会产生散射电子，从 而改变电子束的角分布 并使其能谱变宽，从而 改善射野均匀性，使其 剂量建成区的剂量显著 增加，但随限光筒到表 面的距离的增加而影响 减少。
将单一散射箔改用为双散 射箔系统，可进一步改善电于 束的能谱和角分布。第一散射 箔的作用，是利用电子穿射时 的多重散射，将射束展宽；第 二散射箔类似于x射线系统中 的均整器，增加射野周边的散 射线，使整个射线束变得均匀 平坦。使用双散射箔系统，电 子束限光筒可不再使用单一散 射箔通常采用的封闭筒壁式结 构而改用边框式，此时边框式 限光筒仅起确定射野大小(几 何尺寸)的作用。
《电子束剂量学》
Reporting dose under different situations
❖A single electron beam
➢ Reference condition ➢ Small and irregularly shaped beams ➢ Extended SSD – air gaps ➢ Oblique beam incidence ➢ Heterogeneities ➢ Bolus
❖ 确定有效源皮距的方法是将电离室放置于水模体中射野中
心轴dm处，将限光筒末端至水模表面的空气间隙g调至不
同大小，分别测量输出量
2
I0 Ig
f
dm f dm
g
I0 1 g 1 Ig f dm
精选课件
有效源皮距与能量和射野面积的关系
精选课件
斜入射对PDD的影响
❖ 斜入射增加dm的侧向散射 ，使dm向表面移动 ，电子束穿透能力减弱
精选课件
不规则射野
用足够厚的低熔点铅制成挡块形成所需要 的射野形状,使射线束透过率降至<=5%
电子束能量 (MeV)
LML厚度
6
2.3
9
4.4
12
8.5
16
18.0
20
精选课件
25.0
不规则射野
用足够厚的低熔点铅制成挡块形成所需要的射野形状
精选课件
挡块对剂量参数的影响
❖ 射野输出剂量随挡铅射野的减小而增加。低能时增 加大约1% ，高能时增加大约6%。
➢ The point should be selected where the dose can be accurately determined
➢ The point should be selected in a region where there is no steep dose gradient
肿瘤放射物理学-物理师资料-8.3 照射技术和射野设计原理
（三）三野照射
三野照射
由于射线的能量原因，两野对穿照射时其百分深度剂量不能满足要 求。这时，应设立第三野，形成三野照射。
建立第三野之后虽然提高了靶区剂量，但由于单野剂量分布的不均 匀性，与两野对穿照射致成的对称形剂量分布叠加，在靶区内形成不均 匀的剂量分布。
改进方法：
首先，设法使对穿野均匀对称的剂 量分布变成不对称的分布，即从第 三野的方向看，造成一个深度剂量 随组织深度增加而增加的剂量分布。
用单野照射时，也应将病变放到dmax之后。如果病变深 度较浅，X射线能量较高时，应使用组织替代物放在射野入 射端的皮肤上，将dmax深度提到病变之前。对靶区较大的病 变，应该用多野照射。
（二）两野照射
两野交角照射 对偏体位一侧病变，例如上颌窦癌等。两平野交角照射时，剂
量分布如图（a）所示，靶区剂量不均匀。用适当角度的楔形滤 过板，可使靶区剂量均匀。当选用楔形角α与两射野中心轴的交 角θ满足α=90º-θ/2条件时，可在两野交叉形成的菱形区内得到均 匀的剂量分布，如图 (b)。
另外靶区剂量与靶区外正常组织剂量之比即治疗增益比， 亦随射线能量和射野间距变化。射野间距越小，射线能量越 高，治疗增益比越大。
要使靶区剂量比两侧正常组织剂量高，拉开肿瘤剂量和 正常组织剂量范围，得到大于1的治疗增益比，一般应使每 野在体位中心处的深度剂量PDD1/2间距≥75％。
当靶区所在部位 有组织缺损而又必须 用两野对穿照射时， 如乳腺癌的切线野照 射、喉癌的两野对穿 照射等，必须加楔形 板，对线束的进行修 整以获得特定形状的 剂量分布。
③过靶区中心作B-B’的垂直线OC，确定第三野的入射方 向。
射野方向确定后，根据每个射野在靶区中心的百分深度剂 量，计算出对穿野应使用的楔形板的楔形角和每个野的剂量 配比。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
有关参数。
Ds：入射或表面剂量，以表 面下0.5mm处的剂量表示；
Dm：最大剂量点剂量； R100：最大剂量点深度； Dx：电子束中x射线剂量； Rt（R85）：有效治疗深度， 即治疗剂量规定值(如85％Dm) 处的深度；
R50：50％Dm或半峰值处的深度（HVD）；
Rp：电子束的射程；
Rq：百分深度剂量曲线上，过剂量跌落最陡点的切线与Dm水 平线交点的深度。
高能电子束的百分深度剂量分布，大致可分为四部分：
剂量建成区 高剂量坪区 剂量跌落区 x射线污染区
与高能x(γ)射线相比，高能电子束的剂量建成效应不明 显，表现为： 表面剂量高，一般都在75％～85 ％以上，并随能量增加而增加； 随着深度的增加，百分深度剂 量很快达到最大点；
根据电子束易于散射的特点，将其射束展宽。所用 散射箔材料的原子序数和厚度，要依据电子束能量选择。散 射箔可以有效地将电子束展宽到临床所需要的最大射野范围。 电子束通过散射箔展宽后，先经x射线治疗准直器，再经电 子束限光筒形成治疗用射野。
电子束经x射线准直器 及电子限光筒壁时，也会产 生散射电子，从而改变电子 束的角分布并使其能谱变宽， 从而改善射野均匀性，使其 剂量建成区的剂量显著增加， 但随限光筒到表面的距离的 增加而影响减少。
然后形成高剂量“坪区”。
这主要是由于电子束在其运动径迹上，很容易被散射，使 得单位截面上电子注量增加。
剂量跌落是临床使用高能电子束时极为重要的一个概念。 用剂量梯度G表示:
记为，G=Rp/(Rp-Rq) 该值一般在2.0～2.5之间。
任何医用加速器产生的电子束都包含有一定数量的X 射线，从而表现为百分深度剂量分布曲线后部有一长长的 “拖尾”。
（3）源皮距的影响
当源皮距不同时，一些主要参数的变化规律，主要表现为：当 限光筒至皮肤表面的距离增加时，表面剂量降低，最大剂量深 度变深，剂量梯度变陡，X射线污染略有增加，而且高能电子束 较低能电子束变化显著。
造成这一现象的主要原因， 是由于电子束有效源皮距的 影响和电子束的散射特性。 由于电子束百分深度剂量随 源皮距变化的这一特点，要 求临床应用中，除非特殊需 要，应保持源皮距不变，否 则要根据实际的临床使用条 件，具体测量百分深度剂量 有关参数的变化。
第六章 高能电子束射野剂量学
高能电子束应用于肿瘤的放射治疗始于上世纪50年代初 期。
据估计约15％的患者在治疗过程中要应用高能电子束。 计划设计要求在给予靶区足够剂量的同时，必须注意保 护正常器官。
加速器
偏转磁铁
钨靶
临床最早使用的电子 束多是由电子感应加 速器产生的，60年代 后期，医用直线加速 器逐渐取代了电子感 应加速器，成为放射 治疗中产生电子束和 高能x射线的最主要 设备。
方法之二：利用电磁偏转原理展宽电子束。
可以减少或避免因电子束穿过散射箔时产生的x射线污 染，它采用类似电视光栅式扫描或螺旋式扫描的方法，将窄 束电子打散，从而使电于束展宽。其特点是能谱窄，剂量跌 落的梯度更为陡峭，较低的x射线污染等。
第二节 电子束射野剂量学
高能电子束的特点：
（1）高能电子束具有有限的射程，可以有效地避免对靶区 后深部组织的照射。这是高能电子束最重要的剂量学特点； （2）易于散射，皮肤剂量相对较高，且随电子能量的增加 而增加； （3）随着电子束限光筒到患者皮肤距离的增加，射野的剂量 均匀性迅速变劣、半影增宽；
（4）百分深度剂量随射野大小特别在射野较小时变化明显；
（5）不均匀组织对百分深度剂量影响显著；
（6）拉长源皮距照射时，输出剂量不能准确按平方反比定律 计算；（应考虑有效源皮距）
（7）不规则射野输出剂量的计算，仍存在问题。
基于高能电子束的上述特点，它主要用于治疗表浅或 偏心的肿瘤和浸润的淋巴结。
一、中心轴百分深度剂量曲线
将单一散射箔改用为双散射 箔系统，可进一步改善电于束的 能谱和角分布。第一散射箔的作 用，是利用电子穿射时的多重散 射，将射束展宽；第二散射箔类 似于x射线系统中的均整器，增加 射野周边的散射线，使整个射线 束变得均匀平坦。使用双散射箔 系统，电子束限光筒可不再使用 单一散射箔通常采用的封闭筒壁 式结构而改用边框式，此时边框 式限光筒仅起确定射野大小(几何 尺寸)的作用。
对较高能量的电子束，因射程较长，使用较小的照射 野时，相当数量的电子被散射出照射野，百分深度剂量随 射野的变化较大。当照射野增大时，较浅部位中心轴上电 子的散射损失被照射野边缘的散射电子补偿逐渐达到平衡， 百分深度剂量不再随射野的增加而变化。一般条件下，当 照射野的直径大于电子束射程的二分之一时，百分深度剂 量随照射野增大而变化极微。
电子束能量愈低，电子束愈易于被散射，散射角愈大，剂 量建成更迅速，距离更短。表面剂量相对于最大剂量点剂量的 比值，低能电子束要小于高能电子束。
综上所述，为了充分发挥高能电子束的上述特点，临床中 应用的高能电子束，其能量应在4～25 MeV范围。
（2）照射野的影响
低能时，因射程较短，射野对百分深度剂量的影响较 小；
散射片
均整器
扩大和均匀射野电子束治疗X射源自治疗加速器治疗机产生的射线
第一节 治疗电子束的产生
对于医用直线加速器，经加速和偏转后引出的电子束， 束流发散角很小，基本是单能窄束，必须加以改造，才能用 于临床。
改造方法主要有两种： 利用散射箔展宽电子束。 利用电磁偏转原理展宽电子束。
方法之一：利用散射箔展宽电子束
电子束在经过散射箔、监测电离室、x射线准直器和电 子限光筒装置时，与这些物质相互作用，产生了X射线。
对采用散射箔系统的医用直线加速器，x射线污染水 平随电子束能量的增加而增加。
2、百分深度剂量的影响 因素
（1）能量的影响
电子束百分深度剂量 分布随电子束能量的改变 有很大变化。
基本特点是：由于电 子束易于散射，所以随着 射线能量的增加，表面剂 量增加，高剂量坪区变宽， 剂量梯度减小，X射线污 染增加，电子束的临床剂 量学优点逐渐消失。