高能电子束射野剂量学
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。
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。