高能电子束剂量学
不规则射野输出剂量的计算, 算;不规则射野输出剂量的计算,仍存在 着一定的问题。 着一定的问题。基于高能电子束的上述特 点而言,电子束治疗主要用于治疗表浅或 点而言,电子束治疗主要用于治疗表浅或 偏心的肿瘤和侵润的淋巴结。 偏心的肿瘤和侵润的淋巴结。 在医用加速器中, 在医用加速器中,加速电子从治疗头 C C C C 引出时,束流发散角很小, 引出时,束流发散角很小,基本是单能窄 束,通过改造,例如:用散射箔或电磁场 通过改造,例如: C C C C 扫描原理, 扫描原理,将电子束展宽到临床所需要的 最大射野范围,而后,经过X 最大射野范围,而后,经过X射线治疗准 C 直器, 直器,再经电子束限束筒形成治疗用射野 C C C 。为了进一步改善剂量分布和减轻限束筒 的重量,现代加速器配有射野跟随系统。 的重量,现代加速器配有射野跟随系统。
能量对百分深度剂量的影响
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从上图中可以看出,由于电子束易于散射, 从上图中可以看出,由于电子束易于散射,随着 电子束能量的增加,表面剂量就随着增加, 电子束能量的增加,表面剂量就随着增加,高剂 量坪区变宽,剂量梯度(G)减小,X射线污染增 减小, 射线污染增 量坪区变宽,剂量梯度 减小 电子束的临床剂量学的优点逐渐消失。 加,电子束的临床剂量学的优点逐渐消失。具体 表现为: 电子束, 表现为:4~6MeV电子束,表面剂量约为 电子束 75%;而20~25MeV电子束C 则高达C 电子束, ; 电子束,则高达90% C C 以上,表面剂量相对于最大剂量点剂量的比值, 以上,表面剂量相对于最大剂量点剂量的比值, 低能电子数要小于高能电子束。 低能电子数要小于高能电子束。对于相同入射的 C C C C 电子注量, 电子注量,低能电子束的剂量跌落要比高能电子 束的更陡峭。由此, 束的更陡峭。由此,为了充分发挥高能电子束的 C C C C 特点,在实际肿瘤放射治疗中的能量选着应在4 特点,在实际肿瘤放射治疗中的能量选着应在 的范围内为好。 ~25MeV的范围内为好。 的范围内为好
半影与限束装置、 半影与限束装置、SSD的关系 的关系
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SSD115cm
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ICRU 71号报告 71号报告
半影与限束装置、 半影与限束装置、SSD的关系 的关系
上图为ICRU 71号报告中的电子束能量 上图为 号报告中的电子束能量 深度15mm处的离轴距离与相 为9MeV,深度 深度 处的离轴距离与相 对吸收剂量的等剂量曲线。曲线1是: 对吸收剂量的等剂量曲线。曲线 是C 无 C C C 限光筒,仅用X光栏作为准直情况 光栏作为准直情况; 限光筒,仅用 光栏作为准直情况;曲线 2是:用标准限光筒和距离的剂量分布曲 是 C C C C 曲线3是 线;曲线 是:限光筒离开患者皮肤表面 15cm时的情况。 时的情况。 时的情况
照射野较小时, 照射野较小时,因相当多数量的电子被散射 出照射野,中心轴PDD随深度增加而迅速减 出照射野,中心轴 随深度增加而迅速减 反之,当射野增大时, 少。反之,当射野增大时,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 C C C C 补偿逐渐达到平衡,PDD不再随射野的增加 补偿逐渐达到平衡,PDD不再随射野的增加 而变化。一般情况下, 而变化。一般情况下,当照射野的直径大于 电子束射程的二分之一时, C 随照射野增 电子束射程的二分之一时,PDD随照射野增 C C C 大而变化极微小,因此,低能时, 大而变化极微小,因此,低能时,因射程较 射野对PDD的影响较小;但对较高能量 的影响较小; 短,射野对 的影响较小 C C C C 的电子束,因射程较长, 的电子束,因射程较长,使用较小的照射野 随射野的变化较大。 时,PDD随射野的变化较大。 随射野的变化较大
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X射线污染水平 12MeV, C 6-12MeV, 0.5%-2% 12-20MeV, 12-20MeV, 2%-5%
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中心轴百分深度剂量曲线特性
上图所示: 上图所示: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。 量的基本特性及有关参数。入射或表面剂量 Ds,以表面下 以表面下0.5mm处的剂量表示;Dm 处的剂量表示; 处的剂量表示 最大剂量点剂量; ,最大剂量点剂量;R100,最大剂量点深度; ,最大剂量点深度; C C C C Dx.电子束中 射线剂量;Rt (R85),有效治 电子束中X射线剂量 射线剂量; 有效治 疗深度,即治疗剂量规定值( 疗深度,即治疗剂量规定值(85%Dm)处 处 C C C C 的深度; 或半峰值深度( 的深度;R50,50%Dm或半峰值深度( HVD); p,电子束的射程;Rq,百分深 );R 电子束的射程; ); C C C 度剂量曲线上,过跌落最陡点的切线与D 度剂量曲线上,过跌落最陡点的切线与 C m 水平线交点的深度。 水平线交点的深度。
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射野均匀性和半影
U90/50表示深度 85/2处与射野中心轴垂直的平面 表示深度R 处与射野中心轴垂直的平面 等剂量分布所包含的面积之比表示, 内90%与50%等剂量分布所包含的面积之比表示, 与 等剂量分布所包含的面积之比表示 当射野面积>100cm2 时 , U90/50>0.7, 即沿射 当射野面积 , 野边和对角线方向上, 野边和对角线方向上,90%,50%等剂量线的边 , 等剂量线的边 长之比L90/L50大于等于 大于等于085,同时,必须避免 长之比 大于等于 ,同时, C C C C 在该平面内出现峰值剂量超过中心剂量的3%的剂 在该平面内出现峰值剂量超过中心剂量的 3%的剂 热点“ 即该平面内的峰值剂量≤ 量 ” 热点 “ 即该平面内的峰值剂量 ≤ 103%。 它所 。 包括的面积的直径应小于2cm电子束的物理半影 包括的面积的直径应小于 电子束的物理半影 C C C C P80/20,一般条件下,当限光筒表面距离在 一般条件下,当限光筒表面距离在5cm以 以 当电子束能量<10Mev时 , 为 10-12mm; 内 , 当电子束能量 时 ; C C C C; 当能量为10~ 20MeV时 , 半影为 当能量为 ~ 时 半影为8-10mm; 而 当限光筒到表面距离超过10cm时, 半影可会超过 当限光筒到表面距离超过 时 15mm。 。
源皮距对PDD的影响 的影响 源皮距对
随 SSD 增 加 , 表 面剂量降低, C 面剂量降低,最大 剂量深度变深,剂 剂量深度变深, 量梯度变陡, C 量梯度变陡 , X射 射 线污染略有增加
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筒到表面的距离对剂量建成的影响
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源皮距对百分深度的影响
电子束限光筒的设计要求治疗时限光筒末端紧贴皮肤或 留至多5cm左右的间隙。对一些特殊的照射野技术, 左右的间隙。 留至多 左右的间隙 对一些特殊的照射野技术, 如全身皮肤照射或因患者照射部位体表的弯曲使摆位条 件受到限制或因使用大照射野, 件受到限制或因使用大照射野,都必须会改变限光筒到 皮肤之间的距离,从而造成源皮距大的变化, 皮肤之间的距离,从而造成源皮距大的变化,这种变化 会直接影响到PDD及剂量分布,从图中也可看出:当 会直接影响到 C 及剂量分布,从图中也可看出: 及剂量分布 C C C 源皮距不同时, 的一些主要参数的变化规律, 源皮距不同时,PDD的一些主要参数的变化规律,主 的一些主要参数的变化规律 要表现为:当限光筒到皮肤表面的距离增加时, 要表现为:当限光筒到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, 射线污 量降低,最大剂量深度变深,剂量梯度变陡,X射线污 C C C C 染与所增加,而且,高能电子束较低能电子束变化显著。 染与所增加,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, 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所为。由于电子束PDD随源 影响和电子束的散射特性所为。由于电子束 随源 C C 皮距变化的这一特点,在临床中要求:除非特殊需要, 皮距变化的这一特点,在临床中要求:除非特殊需要, C C 因保持源皮距不变,否则需根据实际的使用条件,具体 因保持源皮距不变,否则需根据实际的使用条件, 测量PDD有关参数的变化。 有关参数的变化。 测量 有关参数的变化
照射野大小对PDD的影响 的影响 照射野大小对
建立横向电子 平衡的最小射 野半径: 野半径:
C C C C
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图a为7MeV,b为13MeV,c为20MeV的电子 为 为 , 为 的电子 束在中心轴深度剂量曲线的射野情况
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射野大小对PDD的影响 的影响 射野大小对
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双散射系统
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X射线治疗准直器的射野跟随系统,目的是为了 射线治疗准直器的射野跟随系统, 射线治疗准直器的射野跟随系统 进一步改善电子束射野剂量分布特性和减轻电子 限光筒的重量。 限光筒的重量。双散射箔系统可进一步改善电子 束的能谱和角分布。第一散射箔作用是利用电子 束的能谱和角分布。 穿射时的多重散射,而将射束展宽; 穿射时的多重散射,而将射束展宽;第二个散射 箔类似X射线匀整器,用以增加射野周边的散射 箔类似 射线匀整器, 射线匀整器 使整个射线束变得均匀平坦。 线,使整个射线束变得均匀平坦。用双散射箔系 C C C C 可不在使用单一散射箔通常的封闭筒壁( 统,可不在使用单一散射箔通常的封闭筒壁( solid-wall)式结构,而改成用边框式,此时 )式结构,而改成用边框式, C C C C 它仅起确定射野大小(几何尺寸)的作用。 ,它仅起确定射野大小(几何尺寸)的作用。 电子束射野的等效转换:实验表明, 电子束射野的等效转换:实验表明,当不考虑治 疗准直器的开口变化时, 疗准直器的开口变化时,长方野的深度剂量分别 C C C C 等于它的长Y和宽 和宽X边大小相等方形野深度量乘 等于它的长 和宽 边大小相等方形野深度量乘 积的平方根。 积的平方根。