放射物理学课件12

二、等中心及指示装置
治疗机和模拟定位机的 机头或准直器旋转轴代 表射线束中心轴，并与 治疗床旋转轴重合，它 们与机架旋转轴的交点
称为等中心。
现代钴－60治疗机、医用加速器及模拟定位机均做成等中心旋转型。
图12－5示出了医用加速器及治疗床的各种旋转及平移运动。
无论是固定源皮距照射还是等中心给角或旋转照射， 等中心的位置和精度的确定是非常重要的，它不仅代表了 治疗机或模拟机的机械运动精度，而且它是确定射野及其 射野特性的基本出发点。等中心的位置及其精度的确定一
④通信文件的文本文件和用户如何编辑以供本地使用的说明； ⑤算法说明，用数学表达式清楚地描述物理模型，说明模型能达 到的精确度，明确指出系统的能力和局限性。 ⑥如用户要求，能提供程序源代码供本地测试和调整；
⑦外围硬件设备说明；
⑧如用户要求，可提供必要的函数库和程序员手册供本地编程； ⑨系统配置数据说明和如何输入这些数据； ⑩测试范例，包括标准照射条件、表面弯曲、组织不均匀、楔形 板、挡块等条件。
项决定了从处方剂量到靶区剂量转换过程中可能产生的误
差。若要求靶区剂量的不准确性不超过5％，上述各项的 误差允许范围见图12-l。 表12-9给出了我国现行的关于钴—60剂量标准和传递过程 中所能达到的剂量准确性。
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表12-10给出了医院剂量仪和带扫描装置的测量水箱的允
许精度和检查频数。
五、近距离治疗的质量保证 近距离治疗又称腔内组织间治疗，现今主要采用后装源法。 目前有手动后装和遥控后装两种，前者主要用于低剂量率 照射，后者主要用于高剂量率照射。
至少每半年或更换新X球管之后必须测量一次，加速器X射 线和电子束的能量应每月或修理后进行测量。
（四）射野输出剂量的校测
模体内射野中心轴上参考点(一般在最大剂量点)处的剂量 输出应按表12-11中规定的频数进行测量。钴-60(或铯137)治疗机，应每月测量一次，并与按衰变计算的结果进 行比较，如果两者之差超过±2％时，应该找出原因。首 先应检查使用的剂量仪，确认剂量仪无误之后再查治疗机 本身。
作者对靶区剂量的精确性的要求进行了大量分析和研究。
ICRU第24号报告总结了以往的分析和研究后指出“已有的证 据证明，对一些类型的肿瘤，原发灶的根治剂量的精确性应
好于± 5％”。
亦就是说，如果靶区剂量偏离最佳剂量±5％时，就有可 能使原发灶肿瘤失控(局部复发)或放射并发症增加。应指出的
是，±5％的精确性是理想和现实的折中选择。研究还表明，
中心轴对称的两点的剂量率的差值与中心轴上剂量率的比值得百
分数称为照射野的对称性。
（三）射线质（能量） 射线质(能量)的高低通常用照射野中心轴上百分深度剂量 值的大小来反映。通过照射野中心轴上两个不同深度处剂 量比值的测量，可知射线质的稳定性。钴-60γ射线的能
量不随时间变化，此项可以不做。X射线机的半价层HVL应
③腔内组织间治疗和治疗安全；
④治疗设备的维护和治疗安全。 • 各项内容的QA必须包括定期检查，使其各项技术指标达到机 器安装验收时的标准值。
一、体外照射治疗机、模拟机和辅助设备
常规治疗设备包括深、浅部x射线治疗机、钴－60治疗机 和医用电子加速器，其特点是结构复杂，易于出故障，必 须对其机械和几何参数进行定期检查和调整。表12—8给 出了检查的具体项目、频数以及应达到的相应的国家（或 国际）标准。
中心轴与束流中心轴的符合性。
四、剂量测量和控制系统
在放射治疗过程中，剂量不准确性包括以下几个方面： ①物理剂量的不准确性。例如一级剂量标准的建立，一级 剂量标准到次级剂量标准的传递，以及放疗部门剂量仪的 比对等所产生的不准确性。
②处方剂量测定时的不准确性。如治疗机输出剂量和照射
野物理参数测定的不准确性。
③照射部位解剖结构的差异，包括肿瘤的位置、大小和形
状以及身体外轮廓和组织不均匀性等方面确定的不准确性。
④剂量计算方法的不精确。包括对组织剂量进行校正和补 偿过程中所产生的不准确性。 ⑤照射时患者摆位和给予处方剂量时的不准确性。 ⑥治疗机发生故障。 ⑦上述各步骤中工作人员的操作失误等。
上述各项中，①、②项决定于处方剂量的误差，③至⑥
的“较好的治疗方案”的标准，此标准应不因地区、部门 间的设备条件的差别而有所变化。
WHO多年的调查结果表明，除必须制订上述治疗”标准”外， 还应规定保证治疗“标准”得以严格执行的措施(QC)，以减少或 消除部门间、地区间甚至国家间在肿瘤定位、靶区确定、计划设
计及计划执行等方面的差错和不确定性，使其达到QA规定的允许
该剂量一般通过临床经验的积累和疗效比较分析后得
到。有两种方法可以确定肿瘤的最佳靶区剂量，即前瞻性
临床研究和回顾性病例分析。国内外均有这方面的研究报
道。但由于诊断方法、肿瘤分期标准、临床靶区范围确定
方法等的不统一，使得靶区剂量的选定不可能达到最佳， 这只有通过执行QA才能使得情况得以改善。
对不同类型和期别的肿瘤，应该有一个最佳的靶区剂 量，靶区剂量的大小偏离这个最佳剂量一定范围就会对愈后 产生影响，这是指靶区剂量的精确性。自1969年以来，不少
限度内。因此，必须有临床、物理和技术方面的QC，确保临床QA 的顺利进行。
第二节
靶区剂量的确定和临床对剂量准确性的要求
临床治疗计划的制订的首要问题是确定临床靶区范围和靶区
(肿瘤)剂量的大小。最佳的靶区剂量应该是使肿瘤得到最大治愈
而放射并发症很少，定义为得到最大的肿瘤局部控制率而无并发 症所需要的剂量。
图12—2给出了为保证靶区剂量的精确性达到±5％时， 每天治疗摆位过程中治疗机参数变化和患者体位移动造成的
位置不确定度要求。
第四节
物理技术方面的质量保证
物理技术方面QA主要包括四个方面内容：
①治疗机和模拟机的机械和几何参数的检测与调整；加速器 剂量监测系统和钴—60计时系统的检测与校对； ②治疗计划系统；
第十二章 放射治疗的质量保 证与质量控制
近十几年来，随着肿瘤放射治疗事业的发展，放射治疗的
质量保证(QA)和质量控制(QC)，日益受到肿瘤放疗学界的专家 们的重视。 放射治疗的QA是指经过周密计划而采取的一系列必要的措 施，保证放射治疗的整个服务过程中的各个环节按国际标准准
确安全地执行。这个简单的定义意味着质量保证有两个重要内
般由有经验的工程维修和物理人员共同承担，其应达到的
标准及检查的频数见表12-8。
三、照射野特性的检查 （一）灯光野与射野的一致性
表12－11给出了与照射野特性有关的项目的允许精度和检
查频数。灯光源(如钴－60机)或其虚光源(如加速器)的位 置应位于准直器的旋转轴上与放射源相同的位置。灯光野
大小对应于实际射野的50％等剂量线的范围，两者的符合
官受照射最少，以提高肿瘤的局部控制率，减少正常组织的放射
并发症。而实现这个目标的关键是对整个治疗计划进行精心的设 计和准确的执行。显然肿瘤患者能否成功地接受放射治疗决定于 放疗医生、物理工作者、放疗技术员的相互配合和共同努力。
治疗计划的设计以较好的剂量分布和时间—剂 量—分次模型为标准，划分为“临床计划”和“物理 计划”两个基本阶段。前者是计划设计的基本出发点 和治疗将要达到的目标，后者是实现前者的途径。两
用的数学模型)为3.0％，靶区范围的确定为2％．因此，这一阶
段的QA一方面要加强对医院剂量仪的保管和校对、机器常规剂量 的监测、射野有关参数的定期测量、模拟定位机和治疗计划系统 的性能的保证等，同时要采取积极措施确保靶区范围确定时的精 度。
治疗计划的执行阶段的中心任务是保证患者体内得到计 划设计阶段所规定的靶区剂量大小及其相应的剂量分布。
的大小和范围，以及最佳的靶区剂量大小。后者主要是提出达
到最佳靶区剂量所应采取的具体照射方案。两者的目标是在患 者体内得到较好的或较佳的靶区及其照射周围的剂量分布。
图12－1给出了为实现靶区剂量的总不确定度不超过±5％时，计划 设计过程中所允许的误差的范围
其中模体中处方剂量不确定度为2．5％，剂量计算(包括使
性应小于±2mm。通常用胶片法检查两者的符合性。
（二）射野平坦度和对称性 照射射野均匀性，平坦度和对称性不仅是射野剂量分布特性 的重要指标，也是衡量和检验加速器和钴-60治疗机工作性能的 重要指标。准直器的对称性，靶或钴-60源的位置、均整器(或散 射片)的位置和完整性、束流偏转等多种因素都会直接影响射野 的均匀性、对称性和平坦度。射野的对称性和平坦度的变化不应 超过±3％，钴-60(铯-137)机应每月检查一次，加速器(X射线和 电子束)应每月检查两次。
遥控后装机QA包括下述四个方面的内容：
①源在施源器中的到位精度。应至少每月一次用假源检查驱动机 构控制源到达施源器的到位精度及其重复性。 ②源在贮源器内的位置，当后装机处于“关闭”位时，源应回到
贮源器的中心位置，应至少每年两次检查贮源器周围的防护情况， 并记录在册。 ③计时器，后装机一般配备一道或多道计时系统；控制源的到位
（五）楔形板及治疗附件质量保证 楔形板、射野挡块和组织补偿器是影响剂量分布和剂量输出的 变化不能超过±2％。校测时，必须按第五章图5-39示出的方法
重要的治疗附件，对楔形因子和挡块托架因子必须每年校测一次，
测定每块物理楔形板的楔形角；对图5－42B所示的楔形板系统，
必须测量准直器位于不同转角时，楔形因子的变化。一般情况， 楔形因子变化的最大值不应超过1％。如果超过，应调整楔形野
者相互依存，缺一不可。
“临床计划”阶段，包括考虑使用综合治疗，时间剂
量分次模型的选择，受照射部位的外轮廓，肿瘤的位置和
范围、周围重要器官的位置和组织密度，并规定肿瘤致死 剂量和邻近重要器官的允许剂量等。最佳的临床设计，要
求设计者对各类肿瘤和正常组织的放射生物学行为和临床
特性有比较详细的透彻的了解。
和照射时间，应每月一次对计时系统进行校验。
④更换新放射源后，应进行放射源活度的校正
六、治疗计划系统
治疗计划系统的应用，有助于治疗计划的改进和治疗精度的 提高。为保证系统的正常运行，必须建立完整的质量保证体 系。它包括系统文档、用户培训、验收、常规质量保证和患 者治疗计划的检查等内容。 （一）系统文档和用户培训 厂家提供的文档应包括： ①系统说明，介绍计划系统和计算机软硬件的一般结构； ②用户指南，介绍系统的操作方法； ③数据文件格式说明；
深部X射线机和加速器，因影响剂量稳定性的因素太多，检 查频数要增加，X射线机至少每周，加速器每天或至少一周两 次对参考射野(一般规定10cm×10cm)进行测量，并校对加速器 的剂量监测仪的读数。如果偏差超过±2％，在调整加速器剂 量仪刻度之前，应首先检查束流加速、偏转及束流传输和均整
器（或散射)系统是否工作正常。
对X（γ）射线，当射野面积≥10cm×10cm时，照射野的平 坦度和对称性定义在标称源皮距的参考深度处射野边长的80％、 对角线的70％范围内；对于5cm×5cm～10cm×10cm内的射野它们 定义在射野边长的60％。在上述定义的范围内，最大、最小剂量 偏离中心轴剂量的相对百分数定义为照射野的平坦度；而取偏离
临床资料统计和分析表明，肿瘤的类型、期别相同的 患者，不同的治疗中心的5年存活率有着显著的差别。在没
有QA控制的地区和部门，肿瘤类型和期别相同的患者的治
疗结果最终决定于主管医生采取的治疗方针和措施。因此 有充分的理由，需要部门间、地区间甚至国家间的放疗工
作者联合起来，在总结以往临床经验的基础上，制订统一
正常组织耐受剂量可允许变化的范围，比肿瘤局部控制所需靶 区剂量可允许变化的范围小，即正常组织对剂量精确性要求更 高。
第三节
放射治疗过程及其对剂量准确性的影响
放射治疗全过程主要分为治疗计划的设计和治疗计划的执 行两大阶段。 治疗计划的设计又分为治疗方针的制定和照射野的设计与 剂量分布的计算，前者的中心任务是确定临床靶区和计划靶区
容：质量评定，即按一定标准度量和评价整个治疗过程中的服 务质量和治疗效果；质量控制，即采取必要的措施保证QA的执 行，并不断修改服务过程中的某些环节，达到新的QA级水平。
第一节
执行质量保证的必要性
无论是根治性还是姑息性放疗，肿瘤放射治疗的根本目标， 在于给肿瘤区域足够的精确的治疗剂量，而使周围正常组织和器