第五章 X(γ)射线射野剂量学(上).
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肿瘤放射物理学
第五章 X（γ）射线射野剂量学
第五章 X（γ）射线射野剂量学
第一节 人体模型 第二节 百分深度剂量分布 第三节 组织空气比 第四节 组织最大剂量比 第五节 等剂量分布与射野离轴比 第六节 处方剂量计算 第七节 不规则射野
第八节 楔形照射野
第九节 不对称射野和多叶准直器射野处方剂量计算 第十节 人体曲面和组织不均匀性的修正
源瘤距（STD）：放射源沿射野中心轴到肿瘤内所考虑点的距离。
源轴距（SAD）：放射源到机架旋转轴或机器等中心的距离。
二、百分深度剂量 定义：
百分深度剂量（PDD）为射野中心轴上某一深度 d处的吸收剂量率 考点深度d0处剂量率 的比值： 与参
对能量≤400kV的X射线，则：
式中
为射野中心轴上皮肤表面剂量率。
人体组织及常用组织替代材料的物理参数
二、组织替代材料间的转换
对中高能X（γ）射线，康普顿效应为主要形式，则：
式中T水为T模体的等效水厚度（cm）；ρ模体为模体材料的物理密度（g.Βιβλιοθήκη Baidum-3）；Z为材料的原 子序数；A为材料的原子量。
对低能X射线，光电效应占主要作用，则：
式中Z有效为模体材料的有效原子序数；ni为组成模体材料的第i钟元素的电子数；n0为模体材 料的总电子数。 对高能X射线，电子对效应占主要，则：
人体模体：分均匀型和不均匀型，前者用均匀的固态组织替代材料加工成， 类似标准人体外形或组织器官外形的模体；后者用人体各种组织（包括骨、 肺、气腔等）的相应组织替代材料加工而成，类似标准人体外形或组织器 官外形的模体
组织填充模体：用组织替代材料组成的组织补偿模体，直接放在射野入射 侧的患者皮肤上，用于改变患者皮肤不规则轮廓对体内靶区或重要器官剂 量分布的影响，提供附加的对线束的散射、建成或衰减。
对高能X射线，则：
式中
对电子束，模体材料是通过模体中电子注量进行等效： 或
式中（R0)模体，（R0）水分别为电子束在两种材料中的连续慢化近似射程，它随电子束能量而 变化。Cpl为模体材料中电子射程或深度转换为水材料中的射程或深度的比例系数。
三、模体
有组织替代材料组成的模体（phantom)是用于模拟各种射线在人体组织或 器官中因散射和吸收所引起的变化，即模拟射线与人体组织或器官的相互 作用的物理过程。 标准模体：宽高分别为30cm的立方体水模，用于X（γ）射线、电子束、 中子束吸收剂量的测定与比对。低能电子束，水模体的高度可以薄一些， 但最低高度不能低于5cm。 均匀模体：用固态或干水组织替代材料加工成的片形方块，构成边长为 30cm或25cm的立方体，代替标准水模体作吸收剂量和能量的常规检查。
一、组织替代材料
ICRU第30号报告：组织等效材料，定义为“对射线的散射和吸收的特性与人体组织相同的材 料”。这种定义因理解不同往往被乱用。 ICRU第44号报告：组织替代材料，定义为“模拟人体组织与射线相互作用的材料”。这种材 料必须具有与被模拟的组织与射线相互作用的相同的有关物理特点，如电子序数、电子密度、 质量密度甚至化学成分等。
一、照射野及有关名词定义
放射源：在没有特别说明的情况下一般规定为放射源前表面的中心，或产生辐射 的靶面中心。 射野中心轴：射线束的中心对称轴线。临床上一般用放射源穿过照射野中心的连 线作为射野中心轴。 照射野：射线束经准直器后垂直通过模体的范围，用模体表面的截面积大小表示 照射野的面积。临床计量学中规定模体内50％同等剂量曲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，表 面到参考点的深度记为d0。400kV以下X射线参考点取在模体表面（d0=0），对高能 X射线或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（d0=dm），该 位置随能量变化并由能量确定。 校准点：在射野中心轴上指定的用于校准的测量点。模体表面到校准点深度记为 dc。 源皮距（SSD）：放射源到模体表面照射野中心的距离。
式中r0为电子束的连续慢化近似射程；ρ为组织替代材料的物理密度；Z 为深度。
第二节 百分深度剂量分布
当射线入射人体（或模体）中时，人体（或模体）内吸收 剂量将随深度变化。影响这种变化的因素有:射线能量、射 野大小、源皮距和线束准直系统等。因此在做患者体内剂 量计算时，必须考虑这些因素对百分深度剂量分布的影响。
对X（γ）射线，如果某种材料的总线性（或总质量）衰减系数与被替代组织完全相同，则 等厚度的该种材料和被替代组织将使X（γ）射线衰减到相同的程度，称为替代组织的X（γ） 射线替代材料。
对电子束，如果等厚度的替代材料和被替代组织对电子束的吸收与散射相同的话，则它们的 总线性（或总质量）阻止本领和总线性（或总质量）角散射本领一定完全相同。 对中子束，因其主要与组织中的元素的原子核发生作用，替代材料的元素构成必须与被替代 组织的相同，而且，它们的H、C、N、O的质量相对份数完全相等，才能保证替代材料与被替 代组织对中子的吸收与散射相等。 对重离子，因其与组织的相互作用主要是电子碰撞，所以线性碰撞本领是选择组织替代材料 的首要条件。 对π-介子，除考虑线性碰撞本领外，还应考虑被替代组织及组织替代材料的分子结构。
四、剂量准确性要求
用组织替代材料或水替代材料构成的模体，用于剂量的比对和测量中，它 对吸收剂量测量精度的影响，不能超过标准水模体测量值的1％。如果超 过1％，则改用较好的材料或进行修正。 对X（γ）射线，校正系数 其中d为替代材料的厚度，d’为等效水厚， 为替代材料的射线有效线性衰 减系数。 对电子束，两种模体中射野中心轴上百分深度剂量比为：
第十一节 乳腺切线照射剂量计算
第十二节 X（γ）射线全身照射剂量学
第一节 人体模型
X（γ）射线、电子束及其他重粒子入射到人体时，与人体 组织相互作用后，发生散射和吸收，能量和强度逐渐损失。 对这些变化的研究，很难在人体内直接进行。因此必须使 用人体组织的替代材料（tissue substitutes)构成的模型 代替人体，简称模体（phantom）。
第五章 X（γ）射线射野剂量学
第五章 X（γ）射线射野剂量学
第一节 人体模型 第二节 百分深度剂量分布 第三节 组织空气比 第四节 组织最大剂量比 第五节 等剂量分布与射野离轴比 第六节 处方剂量计算 第七节 不规则射野
第八节 楔形照射野
第九节 不对称射野和多叶准直器射野处方剂量计算 第十节 人体曲面和组织不均匀性的修正
源瘤距（STD）：放射源沿射野中心轴到肿瘤内所考虑点的距离。
源轴距（SAD）：放射源到机架旋转轴或机器等中心的距离。
二、百分深度剂量 定义：
百分深度剂量（PDD）为射野中心轴上某一深度 d处的吸收剂量率 考点深度d0处剂量率 的比值： 与参
对能量≤400kV的X射线，则：
式中
为射野中心轴上皮肤表面剂量率。
人体组织及常用组织替代材料的物理参数
二、组织替代材料间的转换
对中高能X（γ）射线，康普顿效应为主要形式，则：
式中T水为T模体的等效水厚度（cm）；ρ模体为模体材料的物理密度（g.Βιβλιοθήκη Baidum-3）；Z为材料的原 子序数；A为材料的原子量。
对低能X射线，光电效应占主要作用，则：
式中Z有效为模体材料的有效原子序数；ni为组成模体材料的第i钟元素的电子数；n0为模体材 料的总电子数。 对高能X射线，电子对效应占主要，则：
人体模体：分均匀型和不均匀型，前者用均匀的固态组织替代材料加工成， 类似标准人体外形或组织器官外形的模体；后者用人体各种组织（包括骨、 肺、气腔等）的相应组织替代材料加工而成，类似标准人体外形或组织器 官外形的模体
组织填充模体：用组织替代材料组成的组织补偿模体，直接放在射野入射 侧的患者皮肤上，用于改变患者皮肤不规则轮廓对体内靶区或重要器官剂 量分布的影响，提供附加的对线束的散射、建成或衰减。
对高能X射线，则：
式中
对电子束，模体材料是通过模体中电子注量进行等效： 或
式中（R0)模体，（R0）水分别为电子束在两种材料中的连续慢化近似射程，它随电子束能量而 变化。Cpl为模体材料中电子射程或深度转换为水材料中的射程或深度的比例系数。
三、模体
有组织替代材料组成的模体（phantom)是用于模拟各种射线在人体组织或 器官中因散射和吸收所引起的变化，即模拟射线与人体组织或器官的相互 作用的物理过程。 标准模体：宽高分别为30cm的立方体水模，用于X（γ）射线、电子束、 中子束吸收剂量的测定与比对。低能电子束，水模体的高度可以薄一些， 但最低高度不能低于5cm。 均匀模体：用固态或干水组织替代材料加工成的片形方块，构成边长为 30cm或25cm的立方体，代替标准水模体作吸收剂量和能量的常规检查。
一、组织替代材料
ICRU第30号报告：组织等效材料，定义为“对射线的散射和吸收的特性与人体组织相同的材 料”。这种定义因理解不同往往被乱用。 ICRU第44号报告：组织替代材料，定义为“模拟人体组织与射线相互作用的材料”。这种材 料必须具有与被模拟的组织与射线相互作用的相同的有关物理特点，如电子序数、电子密度、 质量密度甚至化学成分等。
一、照射野及有关名词定义
放射源：在没有特别说明的情况下一般规定为放射源前表面的中心，或产生辐射 的靶面中心。 射野中心轴：射线束的中心对称轴线。临床上一般用放射源穿过照射野中心的连 线作为射野中心轴。 照射野：射线束经准直器后垂直通过模体的范围，用模体表面的截面积大小表示 照射野的面积。临床计量学中规定模体内50％同等剂量曲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，表 面到参考点的深度记为d0。400kV以下X射线参考点取在模体表面（d0=0），对高能 X射线或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（d0=dm），该 位置随能量变化并由能量确定。 校准点：在射野中心轴上指定的用于校准的测量点。模体表面到校准点深度记为 dc。 源皮距（SSD）：放射源到模体表面照射野中心的距离。
式中r0为电子束的连续慢化近似射程；ρ为组织替代材料的物理密度；Z 为深度。
第二节 百分深度剂量分布
当射线入射人体（或模体）中时，人体（或模体）内吸收 剂量将随深度变化。影响这种变化的因素有:射线能量、射 野大小、源皮距和线束准直系统等。因此在做患者体内剂 量计算时，必须考虑这些因素对百分深度剂量分布的影响。
对X（γ）射线，如果某种材料的总线性（或总质量）衰减系数与被替代组织完全相同，则 等厚度的该种材料和被替代组织将使X（γ）射线衰减到相同的程度，称为替代组织的X（γ） 射线替代材料。
对电子束，如果等厚度的替代材料和被替代组织对电子束的吸收与散射相同的话，则它们的 总线性（或总质量）阻止本领和总线性（或总质量）角散射本领一定完全相同。 对中子束，因其主要与组织中的元素的原子核发生作用，替代材料的元素构成必须与被替代 组织的相同，而且，它们的H、C、N、O的质量相对份数完全相等，才能保证替代材料与被替 代组织对中子的吸收与散射相等。 对重离子，因其与组织的相互作用主要是电子碰撞，所以线性碰撞本领是选择组织替代材料 的首要条件。 对π-介子，除考虑线性碰撞本领外，还应考虑被替代组织及组织替代材料的分子结构。
四、剂量准确性要求
用组织替代材料或水替代材料构成的模体，用于剂量的比对和测量中，它 对吸收剂量测量精度的影响，不能超过标准水模体测量值的1％。如果超 过1％，则改用较好的材料或进行修正。 对X（γ）射线，校正系数 其中d为替代材料的厚度，d’为等效水厚， 为替代材料的射线有效线性衰 减系数。 对电子束，两种模体中射野中心轴上百分深度剂量比为：
第十一节 乳腺切线照射剂量计算
第十二节 X（γ）射线全身照射剂量学
第一节 人体模型
X（γ）射线、电子束及其他重粒子入射到人体时，与人体 组织相互作用后，发生散射和吸收，能量和强度逐渐损失。 对这些变化的研究，很难在人体内直接进行。因此必须使 用人体组织的替代材料（tissue substitutes)构成的模型 代替人体，简称模体（phantom）。