射线的种类和性质

四 治疗区(Treated volume)
五 照射区(Irradiated volume)
六 最 大 剂 量 (Maximum Dose,Dmax) ， 最 小 剂 量 (Minimum Dose,Dmin) ， 平 均 剂 量
(Average Dose, Daverage)，中位剂量（Median Dose,Dmedian），特征剂量(Modal Dose，
没办法解释的,最终证明光量子流,其中实验康普顿散射证明(蓝色衣服经过镜子后不会改
变颜色):医用波谱为从百 KeV 而放疗为 300K~20MeV 范围.
二. 射线与物质相互作用
中子,电子不带电,主要是中子和质子核相互作用,产生次级电离,中子核反应(俘虏)反
冲(弹开)裂变,活化(产生次级电离)
重带电粒子:主要为库仑力作用,与原子发生非弹性碰撞,将能量转移给电子,导致原
射线绝对剂量是指测量某一特定射野确定一点的确切剂量值（一般该点为剂量 的参考点）。
测量工具（受温度，湿度，气压，测量几何条件，测量方法）等影响小。 电离室测量，受外界影响较小，测量稳定，时间短，用于绝对剂量测量。 （ion-chamber）柱形电离室 电离室的极化效应和杆效应。 射线质的确定 参考点的确定：指形电离室，剂量最大点。
平行板电离室： 射线质确定依靠水模 10cm 深处的 PDD 来确定。 %dd(10)x 定义为 10×10 野在 SSD=100cm 时表面量。 电子线的质的确定：使用 R50 ，R50=1.029I50 –1.06(cm) 吸收剂量的测定：SSD setp SAD set 电子线参考点：dref=0.6 R50-0.1(cm) 对于电子线绝对剂量测量中使用平行板电离室。 2.扫描水箱（半导体） 3.热释光 4.胶片法 5.gel 胶水 6.半导体点阵（port image） 五．放疗计划设计（ICRU50） 放射治疗计划系统是通过对病人数据处理，定义目标病灶容积，进行优化设计计算， 设计治疗方案并精确计算出受照靶区和周围正常组织的物理剂量分布，达到最合适的治疗效 果。 治疗计划系统所能处理的图象信息为模拟定位机的 X 光胶片；实时射野图象胶片；CT 胶片；胶片密度转化的 CT 值数据。它要求影响信息为在治疗方案中线束所能影响的范围内， 病人身体组织每一点对治疗线束能量的吸收密度及相关的其它信息。 现在，我们提到放射治疗计划系统的时候，肯定都离不开计算机了。但是，我们知道， 现行的放射治疗系统和没有计算机时人工所作的工作并无多大的改变，它所经过的步骤还是 一样的，改变无非在速度和精度上的。 病员数据输入 对于这样一张图象上所包含的信息是通过一个个空间的点阵形式输入的，没一点包括 其在空间中的位置，他的灰度，他灰度所包含的点电子密度（也就是该点的吸收不均质密度）。 一种好的数据输入方式应该具备图像损失小，速度快的优点。 影像信息输入方式
矢状面和冠状面生成技术 数字图像重建功能 在单个计划区的治疗方案中，剂量参考点通常选在计划区中心照射野中心轴交汇处， 多计划治疗方案，选择尽量靠近计划区中心区域。 有了 CT 图像之后，下一步我们需要做的是勾画轮廓，以前有的 TPS 没有 CT 密度和电子 密度自动校正。但现在一般厂商提供的 TPS 都有了密度校正。那么我们只要勾画外轮廓和 靶区就能进行计划设置和计算了。 外轮廓是计算的边界，靶区是计算的目的；当然，一般情况我们不会只勾画这几个轮 廓，我们还会勾画几种器官，但现在，勾画器官的目的不是为了输入密度。现在需要勾画 器官分为两种：一种是放射中需要保护的器官，另一种是有助与确定放射野位置的解剖标 记的器官。 GTV 指所有可见和可触及的恶性肿瘤生长范围。 CTV 是 GTV 和需杀灭的亚临床显微恶性病变组织的总和，这个体积需要完全照射以达 到根治或姑息的目的。 计划靶容积是一个集合概念，指考虑所有可能的几何变化所确定的，使由此所设定野 的大小和布局能使 CTV 获得规定剂量的容积。 治疗容积指放射肿瘤医师为达到治疗目的所选择和规定的等剂量面所包括的体积。 照射溶剂是指受到正常组织耐受量的剂量照射的组织体积。 危险器官指放射敏感性显著影响到处方剂量的正常组织。 放射损伤是致命的或严重病态的。 放射损伤引起中度损伤的 放射损伤是轻度的，微不足道的，没引起明显病态的。 NTCP 近似模型： Lyman probit equation Binomial model
子电离和激发.
重带电粒子在物质运动,不断损失能量(布拉格峰 质子治疗利用特性)
前端或后端为其引起的次级电离.
电子线(β射线) β射线是轻带电粒子,质量小,因此和重带电粒子不一样.
(1) 电离损失:电子通过靶物质,与核外电子非弹性碰撞,使原子电离或激发.
(2) 辐射损失:是原子电离激发时,另外发射电磁波,为辐射损失.
热点是 PTV 体积外超过 PTV 规定剂量的区域。
ICRU 剂量参考点设定原则：
·参考点剂量必须与治疗有关并能反映计划区剂量特征。
·该点能清楚明白，毫无疑义的定义。
·该点不会引起物理剂量的歧义。
·该点在没有大剂量梯度的区域。
二维和三维 TPS 比较：
不具有空间图形显示
具备上述功能
没有体积面积直方图
2.射束离轴比和等剂量线图
均整性，对称性，半影，均整器的作用
射野半影：几何，穿透，散射半影
等剂量线：楔形角的定义，不同种类的楔形板，等剂量线的膨胀和收缩。 对于 Co60 由于其射线本身能量低，散射线影响重，因此不同面积使用不同楔形板。 对高能 X 线——一楔多用。 动态楔形，楔形板对于射线质。 电子线：电子线的 PDD 曲线，均整性和对称性。 射野对 OUF 的影响，准直器固定下，体模散射只是在测量点到射野边距短于旁向 射程有效。 四．物理数据的测量（AAPM TG-51） 1.射线绝对剂量（射线质的确定）
有空间评估手段
没有图形在生成技术
有图形生成技术
结果的三维：
三维算法的使用。随机分布算法
手段的三维
三维图形技术的应用，空间评估手段
目标病灶容积的定义
一 肿瘤区（Gross tumor volume）
二 靶区(Clinical target volume)
三 计划区(Planing target volume)
Dmodal),及热点(Hot Spots)
电子线能量曲线：
剂量建成区
剂量跌落区
电子污染区
高能电子线等剂量曲线在组织中具有高等剂量线随深度内敛，低等剂量线随深度外
放特征。
电子线由于本身特性，不能使用均整器，所以出射线束平坦性差。随深度增加，原
射线减弱，散射线增加，平坦性变好。
方案评估参数：
微分和积分体积直方图（Dose Volume Histogram）
最大计量可指 PTV 中最大剂量，也用语 PTV 外正常体积（比如危险器官或热点）最 大剂量的概念定义。对于直径大于 15mm 的正常组织，我们一般使用中位剂量来表示其 受量，但对小组织则使用最大剂量。PTV 中最大剂量反映了剂量分布均匀性。
最小剂量一般指 PTV 中最小剂量，他应是 PTV 的最低吸收剂量。 平均剂量是单位体积元吸收剂量的平均值。即 D = average 1/NΣDi,j,k .中位剂量指体积 元中间数值所表示的剂量。特征剂量是体积元表示剂量最多的剂量值。
TPR 是定义为体模中射野中心轴上任意一点剂量与空间同一体模中参考深度（t0）
处同一射野剂量之比。 SSD 变化，测量点与源距离不变。
剂量建成：原射线散射线随能量、面积变化而变化。
TMR 和 PDD 转换 ，和 TAR 转换。
准直器散射因子和体模散射因子 （面积因子）
影响加速器射野剂量的因素，托架因子和楔形因子
∫dD/D
GI=QI 实际/QI 理想
决定等剂量线深度变化因素：
射线能量
入射能量
入射点选择 楔形选择 填充物使用 内部组织吸收密度变化 SAD 和 SSD 变化
决定等剂量形状变化因素： 入射野数量和形状 入射野大小 入射野角度和权重 三维治疗计划系统（3DCP,3-dimension treatment planning）
QI 指数（Quality Index）
肿瘤控制率(TCP,Tumor control probility)和正常组织并发症发生率
(NTCP,Normal tissue irradiation complication probability)
肿瘤量是指肿瘤组织体积照射的总吸收剂量。
D=∫ddV
QI=∫dV/V
三. 医用物理数据
放疗数据是指能准确描述所使用的射线特征的全套数据.
数据测量的基础是如何使用如何测量.
光子:光子线数据，PDD 和 TPR
1.PDD 是指射野中心轴上深度 d 处吸收剂量与束轴上参考深度 d0 处的吸收剂量之
比。
PDD=Dd/Dd0*100%,它是 SSD 固定，改变测量探头与源之间距离。
① 韧致辐射,当电子经过原子核附近时,受库仑力加速辐射电磁波,称韧致辐射.
辐射损失率与 Z2 成正比,那么电离损失率与 Z 成正比,从电离损失考虑,高 Z 元素来挡
β粒子,然而,这会产生很强韧致辐射,所以应采用低 Z 元素防护β粒子.
γ射线与物质相互作用 β谱为连续谱,带电粒子是通过多次与物质原子电子
固定野物理方式 CT 式螺旋调强 MLC 调强 束流调强
适合 IMRT 治疗计划系统要求： 有精确的正向剂量算法，具有逆向算法 有 DRR 功能 有 冠 状， 矢 状 ，横 段及 任 意 斜 切面 图 像和 计量 分 布 显 示功 能 ，还 有 dose profile,cDVH,dDVH 等评估手段 有 BEV,REV 视野并能模仿各种机器功能 能用于 CT 模拟 能处理射野影像系统数据
一. 射线的种类和性质
粒子构成可以分为重粒子,电子和轻子
重粒子中,现在用于治疗的是重带电粒子和快中子
质子质量为 1.67×10-29g
电子,质量为质子的 1/1836
电子质量为 9.1×10-28g
光子是具有波粒二项性的,它实际上是电磁谱
最早发现 X 线时因为证明其衍射实验,因此是作为波被接受的,但光电效应是波动性
模拟机 Ct 是用模拟机层进扫描方式进行的，仅用于观察靶区和周围组织情况， 不能进行 DRR。
CT 模拟机是利用 CT 数据Hale Waihona Puke Baidu由 DRR 进行定位的。
一. 局域网（LAN）方式 二. 磁介质方式 三. 扫描仪输入 四. 视频数字化系统输入 五. 数字化仪输入 局域网方式数据输入方便，快捷；图像信息损失极少；输入成本低廉；数据再编辑容易； 受计算机接口格式限制；受局域网距离限制。 磁介质方式数据输入简单；图像信息损失较少；数据再编辑容易；携带方便，不受地域 限制；输入成本高。 扫描仪方式操作比较复杂；图像信息损失较大；不受地域限制；信息无法保存。 视频数字仪操作复杂且容易出错；图像信息损失大，随意性大；成本低廉。 数字化仪操作复杂，图像信息简单，成本低廉，随意性大，可编辑图像信息。 空间图形显示
碰撞,逐步产生能量,而光子与物质中原子会来一次碰撞,就会损失大部分或全部能量,
因此γ射线穿过物质按指数规律衰减,没有射程概念.
光电效应为原子吸收了光子全部能量,并释出电子.
康普顿效应中, γ光子与原子核外发生非弹性碰撞,一部分转移给电子,另外光子
散射.
电子对效应, γ光子从原子核附近经过, γ光子变成一个正电子和一个负电子.
界定病灶组织 获取图像信息 定义容积组织 设计治疗计划 计算剂量分布 显示评估剂量
剂量分布图像显示 剂量体积直方图 生物效应评估 计划验证实施 模拟机定位 铅挡和多叶光栏 逆向治疗计划系统（Inverse Planning） 数量，方向和能量 靶区，最大剂量，最小剂量和处罚函数 临界组织
标准剂量几处罚函数 剂量体积约束 三维治疗技术： •••••••••••••三维定位技术 •立体摆位技术和验证系统 •逆向治疗计划系统 •三维调强放射治疗（IMRT） 三维定位技术 CT 模拟机和数字重建系统(DRR) 体内定位技术 体外固定架 三维适形放疗要达到计量适形满足条件： 照射野形状与靶区投影形状一致 靶区内剂量处处相等 适形治疗不能使所有患者生存率提高，只对局控失败为主或局控失败未控癌细胞 再生致远处转移肿瘤患者治疗有意义。 实现调强放疗途径：