放疗处方剂量计算

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
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
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
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
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）：
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。
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
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）
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
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
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
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。
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
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
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
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。
Βιβλιοθήκη Baidu 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？
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
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
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
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
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）
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）
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：
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
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）。
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
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。
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