第七講電子線的物理學(xué)原理

第七講電子線的物理學(xué)原理第一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一電子與物質(zhì)的作用電子束的劑量學(xué)特征電子線的劑量測量電子束照射的臨床應(yīng)用電子束治療能量和照射野的選擇電子線的物理學(xué)概論及臨床應(yīng)用第二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一第三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一電子與物質(zhì)的作用（1）彈件散射不改變原子本身的狀態(tài)，僅改變?nèi)肷潆娮拥姆较?，能量守恒?）非彈性散射在入射電子的作用下，原子本身狀態(tài)發(fā)生一定的變化

a.作用在原子的外層電子，使原子電離或激發(fā)。

b.作用于內(nèi)層電子，產(chǎn)生光電子。

c.作用于原子核，放出光子。電子與物質(zhì)的作用方式第四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一電子與物質(zhì)作用的能量損失碰撞損失和輻射損失高速運動的電子經(jīng)上述三種非彈性碰撞作用之后，不斷損失能量；電子損失能量主要以碰撞、輻射兩種形式出現(xiàn)：1．碰撞損失由于激發(fā)、電離作用后，入射電子的能量受到損失，稱為碰撞損失．一般以單位長度上的能量損失來表示，如：－（dE/dx）碰撞2.輻射損失由于輻射作用后，人射電子的能量損失稱為輻射損失，如：－（dE/dx）輻射碰撞損失一般發(fā)生在低能范圍．輻射損失一般發(fā)生在高能范圍；前者產(chǎn)生熱，后者產(chǎn)生x射線。第五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一電子束的劑量學(xué)特征1.治療電子束的產(chǎn)生（1）加速器產(chǎn)生電子束的特征：

a.電子束的束流發(fā)射角很小b.電子束能量單一（2）電子束的改造

a.電子束的展寬根據(jù)電子束易于散射的特點，用散射箔有效地將電子束展寬到臨床所需要的最大照射范圍；

b.電子限光筒的散射

①電子限光筒形成治療射野②電子限光筒的筒壁增加散射電子，彌補(bǔ)射野邊緣劑量不足電子束第六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一（3）電子限光筒的筒壁對射野劑量均勻性的影響

a.產(chǎn)生大量的散射電子b.改變電子束的能量

c.增加射野邊緣劑量無筒壁相對劑量離軸距離散射電子原射線電子第七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一高能電子束射野劑量學(xué)最大射程Rmax（cm或g/cm2）定義為中心軸劑量曲線尾部外推后與本底韌致輻射相交處的深度。實際射程Rp（cm或g/cm2）定義為通過電子深度劑量曲線最為陡峭部分的切線同韌致輻射形成的本底的外推線相交處的深度。深度R90和R50（cm或g/cm2）定義為電子PDD曲線上Zmax遠(yuǎn)側(cè)90%和50%PDD處的深度。深度Rq（cm或g/cm2）定義為通過劑量拐點的切線和最大劑量水平線相交處的深度。第八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一電子束的深度劑量基本特點a.表面劑量高，一般在75%～80%以上，隨能量增加而增加。b.隨深度增加很快達(dá)到最大劑量點。c.形成高劑量坪區(qū)形成以上的原因電子很容易被散射，而任何一點的劑量=原射線劑量+散射線劑量第九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一建成區(qū)低能量的電子束更容易散射并且散射角度大，在很短的距離內(nèi)就可以快速形成劑量建成。電子的散射和持續(xù)的能量丟失是引起Zmax以外深度處電子劑量急劇下降的兩個過程。直線加速器機(jī)頭處、加速器窗和患者之間的空氣，受輻照的媒介物產(chǎn)生的韌致輻射形成了深度劑量曲線的尾部。第十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一能量對電子束百分深度劑量的影響a.隨著射線能量的增加，表面劑量DS增加。b.能量增加，高坪區(qū)變寬，劑量梯度減小。c.能量增加，X射線污染增加。正是由于上述特點，導(dǎo)致隨著能量的增加，電子束的臨床劑量學(xué)優(yōu)點漫漫消失，不能很好的保護(hù)靶區(qū)后面的正常組織。第十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一照射野對百分深度劑量的影響a.射野較小時，百分深度劑量隨深度增加而迅速變化。b.射野較大時，增大射野面積，百分深度劑量不隨射野面積的變化。第十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一第十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一源皮距對百分深度劑量的影響醫(yī)用直線加速器電子束照射時，為了保持電子束的劑量分布特點，治療時，限光筒貼近皮膚表面或保留5cm的距離。當(dāng)照射曲面時或進(jìn)行全身電子線照射時，源皮距離增大，百分深度劑量變化規(guī)律一般為：表面劑量降低，最大劑量深度變深，劑量剃度變陡，X線污染略有增加，而且高能電子線較低能電子線變化顯著。第十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一電子束的等劑量分布a.分布特點：隨著深度的增加，低值等劑量線向外側(cè)擴(kuò)張，高值等劑量線向內(nèi)側(cè)收縮。b.臨床意義：10Mev的電子束表面射野為7x7cm2，模體下3cm深度處，90%等劑量曲線寬度僅有4cm左右。所以對于腫塊大小如何選擇照射野大??？第十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一橫斷面劑量分布圖冠狀位劑量分布圖第十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一c.同能量的電子束，照射野從5cm×5cm到20cm×20cm,其90%等劑量線的低部形狀，由弧形變得平直。第十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一電子照射能量和照射野的選擇a.能量選擇:

電子束的有效治療深度為1/3E（Mev）～1/4E(Mev),

如：現(xiàn)在要照射皮下1.8cm處的淋巴結(jié)，那么我們可以選擇6Mev的電子束。

b.照射野選擇：由于電子束高值等劑量線隨深度增加而內(nèi)收（小野更加突出），那么表面照射野應(yīng)按靶區(qū)的最大橫徑適當(dāng)擴(kuò)大，一般應(yīng)至少等于或大于靶區(qū)橫徑的1.18倍，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)靶區(qū)最大深度部分的情況射野再放0.5～1.0cm。

第十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一第十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一不同能量電子束衰減至5%時所需LML厚度電子束能量LML厚度

6MeV2.3mm9MeV4.4mm12MeV8.5mm16MeV18mm20MeV25mm第二十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一電子密度修正方法在不均勻性組織如肺、骨和氣腔中，電子束的劑量會發(fā)生顯著變化，應(yīng)對其校正。通常采用的是等效厚度系數(shù)法（CET），其修正公式為：

deff=d-Z(1-CET)d:計算點到模體表面的實際深度

Z：某種不均勻組織的厚度

CET：等效厚度因子

CET=ni/nwater,

即CET等于某種組織的電子密度與水的電子密度之比。第二十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一高能電子線的應(yīng)用治療表淺部位的病變，如皮膚病變、胸壁、內(nèi)乳淋巴結(jié)、頸部表淺淋巴結(jié)等電子線與高能X線混合使用，提高皮膚量電子線的全身照射第二十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一電子線的單野照射及

補(bǔ)償膜對劑量的影響

第二十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一電子束照射的銜接乳腺癌術(shù)后的胸壁照射野，下頸切電子線補(bǔ)量，鼻咽腔的眶間野等，涉及到電子束與相鄰野銜接。電子束照射銜接的基本原則是根據(jù)射線束寬度隨深度變化的特點：a.皮膚表面共線b.皮膚表面相鄰野留一定的間隙

c.皮膚表面相鄰野重疊光子與6Mev電子0.5cm間隙光子與6Mev電子表面相交第二十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一光子與6Mev電子重疊o.5cm第二十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一（2）不同能量銜接比較光子與不同能量電子重疊o.5cm第二十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一電子束照射的臨床照射技術(shù)高能電子束在組織中被吸收隨深度變化比較均勻的損失自己的能量，每單位厚度(1cm)的組織平均吸收2Mev電子能量(2Mev／cm組織);用組織等效物值作成的吸收塊，能很好的改善劑量分布。彎曲入射面對劑量分布的影響楔形劑量分布第二十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一用吸收塊保護(hù)眼球用組織等效體改善頸段食管劑量分布，避免脊髓過量第二十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一用等效物改善乳腺區(qū)劑量分布第二十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一用等效物改善乳腺區(qū)劑量分布第三十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一幾何對稱雙野照射,每野相同的劑量.劑量刻度點在X=0,Y=0位置電子線全身照射第三十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一人照射體位,a.b為單角度（機(jī)架）c.d為雙角度照射第三十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一第三十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期一野照