腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)課件

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院附屬三院

本文檔由醫(yī)學(xué)百事通高端醫(yī)生網(wǎng)專(zhuān)家制作免費(fèi)咨詢(xún)醫(yī)生網(wǎng)址：腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)概述一、放射治療的概念：是利用各種放射線對(duì)腫瘤及其侵潤(rùn)的組織進(jìn)行一定劑量照射，從而控制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖的一種物理治療技術(shù)。是腫瘤治療的三大手段之一。（手術(shù)、放療、化療）二、放射治療原理：放射線與生物組織作用可產(chǎn)生生物損傷。不同組織吸收射線劑量不同，所表現(xiàn)出的生物效應(yīng)有很大差異。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)概述三、放射治療在腫瘤治療中的重要性惡性腫瘤的發(fā)病率和死亡率：呈逐年上升趨勢(shì)惡性腫瘤的死亡率：在城市居民已上升到第一位惡性腫瘤病人中接受放射治療的比例：約有70％世界衛(wèi)生組織（WHO）于1998年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果：

45％的惡性腫瘤可以治愈。其中:外科治療占22％，放射治療占18％，化學(xué)治療占5％。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)概述四、完成放射治療需要學(xué)習(xí)的基本物理知識(shí)

1．放射源和放射治療設(shè)備

2．X（γ）射線臨床劑量學(xué)

3．高能電子線劑量學(xué)

4．治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)

5．X（γ）射線立體定向放射治療

6．三維適形和調(diào)強(qiáng)放射治療

7．近距離放射治療劑量學(xué)

8．放射治療過(guò)程的質(zhì)量保證腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第一章放射源和放射治療設(shè)備掌握內(nèi)容：

放射源的種類(lèi)、醫(yī)用電子直線加速器X

線及電子線治療模式、CT模擬熟悉內(nèi)容：

臨床常用放射源的物理特性、遠(yuǎn)距離

60Co治療機(jī)的臨床應(yīng)用特點(diǎn)、放射治療模擬定位機(jī)、近距離后裝治療機(jī)了解內(nèi)容：

深部治療X射線機(jī)、重粒子治療

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)作業(yè)題簡(jiǎn)述放射源的種類(lèi)醫(yī)用直線加速器的定義醫(yī)用直線加速器的優(yōu)缺點(diǎn)現(xiàn)代近距離放射治療的特點(diǎn)CT模擬用于放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)具有哪些優(yōu)點(diǎn)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第一節(jié)放射源一、放射源的種類(lèi)臨床放射治療中使用的放射源大致有三類(lèi)：1、放射性同位素發(fā)射出的α、β和γ射線2、X線治療機(jī)和各類(lèi)加速器產(chǎn)生的不同能量的X線3、各類(lèi)加速器決生的電子束、質(zhì)子束、中子束、負(fù)兀介子及其他重粒子等腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、臨床常用放射源及其作用

鐳源是天然放射性核素，其它幾種是人工放射性核素。

1．226鐳（226Ra）

目前已不再使用鐳源。因鐳源有放射比度低，近距離治療時(shí)間長(zhǎng)，造價(jià)高，易污染等缺點(diǎn)。（半衰期長(zhǎng)：1590a和氡氣溢出）2．60鈷（60Co）

60Co是放射治療常用放射性核素，既可以用于腫瘤的遠(yuǎn)距離放射治療，也可以用于近距離放射治療。鈷的半衰期為5.27年,γ的平均能量是1.25MeV腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)臨床常用放射源及其作用3、137銫（137Cs）目前主要用于替代鐳源進(jìn)行近距離放射治療。137Cs半衰期為33年，γ的平均能量是0.52MeV。4、192銥（192Ir）192Ir源是高劑量率近距離放射治療的常用放射源。γ的平均能量是360keV,半衰期74.5天腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)臨床常用放射源及其作用5．198金（198Au）用于體內(nèi)腫瘤的種植放射治療。由于其射線能量低，易于屏蔽，金源曾作為氡源的替代源廣泛用于腫瘤的種植放射治療。

6．125碘（125I）目前廣泛用于永久性種植及插植放射治療。其與金源及氡源相比半衰期長(zhǎng)（60．2天），易存儲(chǔ)且γ射線能量更低，更易于屏蔽。因此目前碘源已經(jīng)替代金源和氡源成為腫瘤種植及插植的首選核素。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)252Cf源是目前較好的用于腔內(nèi)治療的中子放射源；半衰期為2.65年中子平均能量為2.35MeV，同時(shí)也發(fā)射γ射線。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)臨床常用放射源物理特性表

名稱(chēng)

符號(hào)射線種類(lèi)平均能量（MeV）半衰期

鐳-226226Ra

γ0.831590a

鈷-6060Coγ1.255.3a

銫-137137Csγ0.66233a

銥-192192Irγ0.3874.5d

金-198198Auγ0.4122.7d

碘-125125Iγ0.2860.2d腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)

第二節(jié)常用的放射治療設(shè)備

一、深部治療X射線機(jī)

20世紀(jì)30年代腫瘤外照射治療的主要設(shè)備。目前深部治療X射線機(jī)的作用：治療表淺腫瘤如淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶或皮膚癌等。改善劑量分布與高能X（γ）射線合并使用，可產(chǎn)生符合臨床治療要求的劑量分布。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)

一、深部治療X射線機(jī)深部治療X射線機(jī)的構(gòu)成：主要由X射線管、高壓發(fā)生器、控制臺(tái)及輔助控制裝置和設(shè)備構(gòu)成。其核心部件是X射線管。

X射線管主要組成部分：陰極（燈絲）陽(yáng)極靶面玻璃密封管（真空）腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)X射線管結(jié)構(gòu)示意圖腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)X射線管的工作條件⒈X射線管的燈絲電流：由燈絲變壓器提供，燈絲變壓器為降壓變壓器，通過(guò)調(diào)整燈絲電壓大小就可以控制燈絲加熱強(qiáng)度，從而控制燈絲電子發(fā)射數(shù)量，達(dá)到調(diào)整X射線管管電流的目的。⒉

X射線管的直流高壓：由X射線機(jī)高壓發(fā)生器提供。常壓交流電經(jīng)過(guò)高壓變壓器升壓，達(dá)到200～400千伏，再經(jīng)高壓整流后變?yōu)橹绷鞲邏杭拥絏射線管兩端，作為加速電壓。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)X射線管的工作條件⒊X射線管的陽(yáng)極靶：為提高X射線產(chǎn)生效率，防止陽(yáng)極靶面因溫度升的過(guò)高而熔化、龜裂，通常陽(yáng)極靶面采用金屬鎢(w)。⒋高真空環(huán)境（玻璃密封管）：有利于電子加速及保護(hù)陰極燈絲和陽(yáng)極靶。⒌X射線管的制冷裝置：（與一般診斷X射線機(jī)不同）治療X射線機(jī)的管電流和管電壓都較高，且治療時(shí)間長(zhǎng)，為保護(hù)X射線管不至于過(guò)熱，在其外部加設(shè)了水循環(huán)或油循環(huán)冷卻系統(tǒng)，以對(duì)其強(qiáng)制冷卻。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)習(xí)題1、深部治療X射線機(jī)的構(gòu)成不包括：?①X射線管②高壓發(fā)生器③控制臺(tái)

④輔助控制裝置和設(shè)備⑤施源器2、深部治療X射線機(jī)之X射線管的工作條件不包括：?①燈絲電流②直流高壓③陽(yáng)極靶④放射性同位素⑤制冷裝置腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、遠(yuǎn)距離60C0治療機(jī)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)遠(yuǎn)距離60C0治療機(jī)自從20世紀(jì)50年代由加拿大首先生產(chǎn)60Co放射治療機(jī)到現(xiàn)在，其結(jié)構(gòu)、性能、標(biāo)準(zhǔn)有了很大的改進(jìn)?？梢酝瓿扇缦轮委熂夹g(shù)：

源皮距照射等中心照射弧形照射適形放射治療我國(guó)目前用于臨床治療的60Co治療機(jī)大約有500臺(tái)。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)60Co治療機(jī)的基本構(gòu)造特點(diǎn)60Co治療機(jī)有固定式和旋轉(zhuǎn)式兩種類(lèi)型。固定式特點(diǎn)：固定式也稱(chēng)為立式治療機(jī)，其治療機(jī)頭只能上下移動(dòng)，但機(jī)頭可以朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，機(jī)架不能旋轉(zhuǎn)，不能做等中心治療，病人治療擺位麻煩，精度不易保證。目前固定式60Co治療機(jī)已不在生產(chǎn)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)60Co治療機(jī)的基本構(gòu)造特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)式特點(diǎn)：治療機(jī)與治療床一體，機(jī)架可做360°旋轉(zhuǎn)，機(jī)頭也可朝一定的方向旋轉(zhuǎn)。適合等中心照射，病人擺位方便，精度較高。旋轉(zhuǎn)式治療機(jī)的構(gòu)成：源室（治療機(jī)頭）、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、治療床控制系統(tǒng)組成。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)旋轉(zhuǎn)式Co-60治療機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)60Co治療機(jī)頭

1．60Co治療機(jī)頭的構(gòu)成：是治療機(jī)的關(guān)鍵部件，主要由鈷源、源室、防護(hù)外殼和射線準(zhǔn)直器系統(tǒng)組成。源的形狀及封裝形式：外照射用60Co源通常制成圓柱狀或盤(pán)狀，密封于不銹鋼容器中，該不銹鋼密封源外層再封裝一層薄不銹鋼套以防止

60Co源脫落。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)60Co治療機(jī)頭線束的組成成分：60Co所釋放的γ射線形成放射治療的有用線束。其與治療機(jī)其他部件相作用產(chǎn)生低能散射γ射線。鈷的半衰期為5.27年,γ的平均能量是1.25MeV（1.17~1.33MeV）60Co所釋放的β粒子被不銹鋼封套吸收，同時(shí)產(chǎn)生軔致輻射—X射線，其能量約0.1MeV。低能射線“污染”：軔致X射線與低能散射γ射線一起構(gòu)成了所謂有用線束中的低能射線“污染”。其所占比例應(yīng)小于10％。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)

60Co治療機(jī)的半影

2．60Co治療機(jī)的半影射線束在模體形成的照射野邊緣的吸收劑量隨離開(kāi)射線中心軸距離的增大發(fā)生急劇的變化，這種變化的范圍稱(chēng)為半影。有三種原因造成60Co治療機(jī)半影：

①幾何半影②穿射半影③散射半影腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)60C0治療機(jī)半影形成示意圖

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)與深部治療X射線機(jī)產(chǎn)生的X射線相比：60Co治療機(jī)產(chǎn)生的γ射線能量更高：穿透力強(qiáng)：適于深部腫瘤的治療（頭頸部腫瘤）皮膚劑量小骨和軟組織有同等的吸收劑量側(cè)向散射線少：射野邊緣以外正常組織受量較少60Co治療機(jī)的臨床應(yīng)用特點(diǎn)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)60Co治療機(jī)的臨床應(yīng)用特點(diǎn)經(jīng)濟(jì)、可靠：結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，維修比較方便，設(shè)備造價(jià)較低，運(yùn)行可靠，為腫瘤放射治療的普及型設(shè)備。

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)習(xí)題1、旋轉(zhuǎn)式60Co治療機(jī)的構(gòu)成不包括：?①源室②旋轉(zhuǎn)機(jī)架③治療床④控制系統(tǒng)

⑤X射線管⑥鈷源2、旋轉(zhuǎn)式60Co治療機(jī)的“機(jī)頭”構(gòu)成不包括：?①鈷源②源室③陽(yáng)極靶④準(zhǔn)直器系統(tǒng)

⑤防護(hù)外殼腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)三、醫(yī)用電子直線加速器腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)（一）醫(yī)用電子直線加速器的工作原理醫(yī)用電子直線加速器是利用微波電場(chǎng)，將電子沿直線加速到較高能量，從而獲得高能X射線或電子線的放射治療裝置。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)（二）醫(yī)用電子直線加速器的基本結(jié)構(gòu)根據(jù)加速電子的微波電場(chǎng)形式可分為：醫(yī)用行波電子直線加速器醫(yī)用駐波電子直線加速器二者的結(jié)構(gòu)與組成基本相同：主要由加速管、微波功率源、微波傳輸系統(tǒng)、電子槍、束流系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、恒溫冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輔助治療系統(tǒng)等組成。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器結(jié)構(gòu)示意圖腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器兩種治療模式高能X射線和高能電子束治療模式1．X射線治療模式的實(shí)現(xiàn)⑴射野形成系統(tǒng)：加速管中電子束引出后，擊靶產(chǎn)生X射線經(jīng)初級(jí)、次級(jí)準(zhǔn)直器限束準(zhǔn)直由均整器對(duì)射線強(qiáng)度進(jìn)行補(bǔ)償吸收經(jīng)過(guò)以上三個(gè)過(guò)程就可在病人體內(nèi)形成射線強(qiáng)度基本均勻一致和一定照射面積的照射野。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器兩種治療模式⑵射野指示系統(tǒng)：為了顯示實(shí)際照射野大小，加速器機(jī)頭內(nèi)部設(shè)有燈光野指示系統(tǒng)。該系統(tǒng)由光源和反射鏡片組成，光源產(chǎn)生的可見(jiàn)光通過(guò)反射鏡反射經(jīng)次級(jí)準(zhǔn)直器出射后照射到病人體表，用以指示射野大小。在加速器機(jī)頭外部設(shè)有一光距尺，用以指示放射源到關(guān)心點(diǎn)（一般為皮膚）的距離。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器兩種治療模式⑶劑量監(jiān)督系統(tǒng)：線束均整器與次級(jí)準(zhǔn)直器之間設(shè)有射線輸出劑量監(jiān)督電離室，監(jiān)測(cè)射線強(qiáng)度及射野內(nèi)射線劑量的對(duì)稱(chēng)性。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器產(chǎn)生X射線示意圖腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器兩種治療模式⒉

電子束治療模式的實(shí)現(xiàn)電子束的引出：加速器高能電子束經(jīng)偏轉(zhuǎn)后不打靶（靶會(huì)自動(dòng)移開(kāi)），將其從出射窗直接引出，用于臨床電子束治療。均整器的調(diào)整機(jī)構(gòu)：在選擇電子束治療模式時(shí)，由于散射箔設(shè)置在X射線均整器位置處，所以均整器會(huì)自動(dòng)移開(kāi)。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器兩種治療模式電子束的展寬：根據(jù)電子束易于散射的特性，采用散射箔技術(shù)將射線束展寬。其厚度要達(dá)到能夠使電子束形成完全散射，同時(shí)軔致輻射少量發(fā)生。電子束經(jīng)散射箔擴(kuò)展后，“經(jīng)次級(jí)準(zhǔn)直器，電子束限光筒形成治療用照射野。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器兩種治療模式次級(jí)準(zhǔn)直器跟隨系統(tǒng)：即當(dāng)選擇不同型號(hào)電子束限光筒時(shí)，次級(jí)準(zhǔn)直器的張口會(huì)自動(dòng)跟隨，以改善電子束照射野邊緣劑量分布，減輕電子束限光筒重量。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器產(chǎn)生電子線示意圖

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器的優(yōu)勢(shì)運(yùn)行安全可靠：計(jì)算機(jī)技術(shù)以及智能化故障檢索技術(shù)的成熟應(yīng)用治療精確性高：影像校驗(yàn)技術(shù)以及適形治療技術(shù)的成熟應(yīng)用腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)（三）醫(yī)用電子直線加速器臨床應(yīng)用特點(diǎn)與60Co治療機(jī)相比：優(yōu)點(diǎn)：可提供X射線和電子線兩種射線束：

低能檔X射線用于治療頭頸及四肢部位腫瘤高能檔X射線用于治療胸腹部較深部位腫瘤多能檔電子線用于治療表淺及偏心部位腫瘤腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器臨床應(yīng)用特點(diǎn)綜上所述醫(yī)用電子直線加速器適用于全身各部位腫瘤的放射治療。無(wú)需永久放射源：醫(yī)用電子直線加速器不需要永久放射源，設(shè)備在不加高壓時(shí)無(wú)射線產(chǎn)生。半影較60Co治療機(jī)?。杭铀倨鱔射線能量更高、靶點(diǎn)非常小，配合球面準(zhǔn)直器在照射野邊緣形成的半影相對(duì)較小。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用電子直線加速器臨床應(yīng)用特點(diǎn)不足：日常維護(hù)及質(zhì)量保證費(fèi)用較高：由于醫(yī)用電子直線加速器涉及高壓、高真空、微波傳輸、治療床及機(jī)架的精密轉(zhuǎn)動(dòng)，因此設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)要求高。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)醫(yī)用直線加速器優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：既可以產(chǎn)生高能電子束，又可以產(chǎn)生高能X射線和快中子，其能量范圍在4~50MeV之內(nèi)半影小、穿透力強(qiáng)、保護(hù)皮膚、旁向散射小設(shè)野方便，照射野均勻性好治療精確性高，可行適形放療缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，維護(hù)不方便，對(duì)濕度及溫度要求高腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)四、近距離后裝治療機(jī)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)四、近距離后裝治療機(jī)現(xiàn)代近距離后裝治療機(jī)的組成：放射源（192Ir或60Co、137Cs）施源器亦稱(chēng)施治器源室及放射源驅(qū)動(dòng)單元治療計(jì)劃系統(tǒng)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)四、近距離后裝治療機(jī)現(xiàn)代近距離后裝治療機(jī)的應(yīng)用范圍：腔內(nèi)照射治療管內(nèi)照射治療組織間插植照射治療體內(nèi)種植照射治療表面敷貼照射治療腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)四、近距離后裝治療機(jī)

現(xiàn)代近距離后裝治療機(jī)的特點(diǎn)：一是放射源微型化：由于放射源的微型化，通過(guò)施源器可以到達(dá)體內(nèi)需要治療的腫瘤的各個(gè)部位，放射源在體內(nèi)的駐留位置和駐留時(shí)間可以由計(jì)算機(jī)精確控制，實(shí)現(xiàn)理想的劑量分布。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)四、近距離后裝治療機(jī)二是高劑量率治療：利用高活度192Ir源可以實(shí)現(xiàn)高劑量率治療，縮短照射時(shí)間，減少了病人痛苦。三是完善的治療計(jì)劃系統(tǒng)：治療計(jì)劃由計(jì)算機(jī)模擬生成，可以對(duì)不同治療方案進(jìn)行優(yōu)化比較，提高了療效。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)現(xiàn)代近距離放射治療的特點(diǎn)：?jiǎn)我桓呋疃确派湓矗ǜ邉┝柯手委煟┖笱b治療放射源微型化完善的治療計(jì)劃系統(tǒng)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)習(xí)題1、現(xiàn)代近距離后裝治療機(jī)的組成不包括：?①放射源②X射線管③源室及放射源驅(qū)動(dòng)單元

④施源器⑤治療計(jì)劃系統(tǒng)2、現(xiàn)代近距離后裝治療機(jī)的應(yīng)用范圍不包括：?①標(biāo)稱(chēng)源皮距照射治療②腔內(nèi)照射治療

③管內(nèi)照射治療④組織間插植照射治療

⑤體內(nèi)種植照射治療腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)五、放射治療模擬定位機(jī)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)五、放射治療模擬定位機(jī)模擬定位機(jī)的概念：模擬定位機(jī)是用來(lái)模擬加速器或60Co治療機(jī)治療條件的專(zhuān)用X射線成像系統(tǒng)。模擬定位機(jī)的成像原理與結(jié)構(gòu)模擬定位機(jī)的成像原理與一般X射線機(jī)基本相同。其基本結(jié)構(gòu)由X射線管、影像增強(qiáng)器、X射線電視、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、射線準(zhǔn)直器系統(tǒng)、診斷床及控制臺(tái)組成。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)五、放射治療模擬定位機(jī)模擬定位機(jī)的特點(diǎn)：①機(jī)械與幾何參數(shù)模擬定位機(jī)機(jī)架旋轉(zhuǎn)角度、機(jī)頭旋轉(zhuǎn)角度、診斷床旋轉(zhuǎn)角度、模擬照射野的位置和大小以及等中心點(diǎn)精度都必須與治療機(jī)一致。②機(jī)架與機(jī)頭可以向一定方向旋轉(zhuǎn)且范圍較寬，能夠適應(yīng)不同治療技術(shù)的模擬需要。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)五、放射治療模擬定位機(jī)③影像增強(qiáng)器模擬機(jī)機(jī)頭和影像增強(qiáng)器之間的距離可上下調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的治療機(jī)不同源軸距離的要求。④準(zhǔn)直器準(zhǔn)直器由遮線器和射野“井”形界定線組成，前者用于確定透視或照相時(shí)的射野大小，后者用于界定病變和器官的位置，以便模擬治療機(jī)照射野的位置和大小。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)五、放射治療模擬定位機(jī)⑤射野指示系統(tǒng)為了定位方便，模擬機(jī)機(jī)頭配置能夠模擬X射線照射野的燈光野指示系統(tǒng)，照射野標(biāo)尺及光學(xué)測(cè)距器。⑥模擬機(jī)診斷床床面可上下、左右、前后運(yùn)動(dòng)。床體可以以床柱為軸旋轉(zhuǎn)。床座可以機(jī)架角為零度時(shí)的線束中心線為軸旋轉(zhuǎn)。以上設(shè)計(jì)均為適應(yīng)腫瘤定位需要。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)模擬定位機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)

模擬定位機(jī)的功能

模擬定位機(jī)在治療計(jì)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中主要執(zhí)行兩大功能：為治療計(jì)劃設(shè)計(jì)者提供有關(guān)腫瘤和重要器官的影像信息：

這些信息區(qū)別于來(lái)自常規(guī)診斷X射線機(jī)的影像信息，可以直接為治療計(jì)劃設(shè)計(jì)使用，如治療距離處射野方向的X射線正、側(cè)位平片，可以用來(lái)設(shè)計(jì)、制作射野擋塊等。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)模擬定位機(jī)的功能用于治療方案的驗(yàn)證與模擬：經(jīng)過(guò)計(jì)劃評(píng)估后的治療方案在形成最后治療方案前必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)證與模擬，以確定照射野大小、射野角度、擋塊形狀是否準(zhǔn)確，機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)、病人體位設(shè)計(jì)是否合理等。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)（二）CT模擬CT模擬（CTsim）的定義：利用CT薄層或螺旋掃描來(lái)獲取病人治療部位影像信息、用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)并模擬驗(yàn)證放射治療過(guò)程。CT模擬系統(tǒng)的組成及其作用：①大視野薄層或螺旋CT：用以獲取病人治療部位影像數(shù)據(jù)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)（二）CT模擬②計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)：能夠?qū)崿F(xiàn)CT圖像三維重建、計(jì)劃設(shè)計(jì)、顯示及射野模擬驗(yàn)證。③激光射野模擬器：用以實(shí)現(xiàn)照射野的體表定位與勾畫(huà)。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)CT模擬用于放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)具有哪些優(yōu)點(diǎn)

與既往的常規(guī)模擬機(jī)相比，CT用于放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)具有下列優(yōu)勢(shì):靶區(qū)定位的準(zhǔn)確性好，精確度高?？梢杂^察靶區(qū)的周?chē)匾M織器官的關(guān)系有得于治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)，方便計(jì)劃的調(diào)整與修正劑量計(jì)算更精確，可計(jì)算靶區(qū)的實(shí)際受量及周?chē)匾鞴俚氖芰靠尚薪M織密度校正腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第三節(jié)重粒子治療“重粒子”的由來(lái)：所謂重粒子是相對(duì)光子、電子等質(zhì)量較輕的粒子而言。重粒子的組成：重粒子可以是中子、質(zhì)子、介子等基本粒子，也可以是氮、氧、碳等質(zhì)量較重的離子。重粒子的產(chǎn)生：重粒子一般通過(guò)中、高能回旋加速器產(chǎn)生。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)一、重粒子治療的物理生物特性帶電粒子輻射在介質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)移本領(lǐng)可以用傳能線密度（LET）表示。LET定義為：射線粒子在單位厚度的介質(zhì)中能量損失、轉(zhuǎn)移的大小。重粒子由于其質(zhì)量大，帶多個(gè)正電荷或負(fù)電荷，因此其大部分為高LET射線。當(dāng)LET＞10KeV／μm時(shí)為高LET射線。當(dāng)LET≤10KeV／μm時(shí)為低LET射線。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)（一）重粒子射線的物理學(xué)特性具有布拉格峰（Braggpeak）重粒子在介質(zhì)表面能量損失較慢，隨著深度增加其粒子運(yùn)動(dòng)速度逐漸變慢，能量損失增大，在射程末端能量損失率突然增加，形成電離吸收峰即所謂布拉格峰（Braggpeak），當(dāng)重粒子最后靜止時(shí)，能量損失率急劇降為零。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)不同射線射野中心軸上百分深度劑量分布腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)（二）重粒子射線的生物學(xué)特性對(duì)細(xì)胞的含氧狀態(tài)依賴(lài)性?。焊週ET射線對(duì)有氧細(xì)胞和無(wú)氧細(xì)胞均有殺傷作用，其對(duì)細(xì)胞的殺傷效應(yīng)對(duì)細(xì)胞的含氧狀態(tài)依賴(lài)性小。因此氧增強(qiáng)比（OER）低。對(duì)細(xì)胞的不同時(shí)相依賴(lài)性小：高LET射線對(duì)細(xì)胞周期的不同時(shí)相均有殺傷作用，其對(duì)細(xì)胞的殺傷效應(yīng)對(duì)細(xì)胞的不同時(shí)相依賴(lài)性小。基于上述原因，高LET射線的相對(duì)生物效應(yīng)(RBE)較高。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)幾個(gè)相關(guān)的概念生物效應(yīng)：X、γ射線與物質(zhì)相互作用的三個(gè)過(guò)程,最后都產(chǎn)生了次級(jí)電子,生物效應(yīng)最終是電子的能量在組織中由電離而被吸收,引起組織的物理化學(xué)變化、生化反應(yīng),進(jìn)而造成生物損傷。相對(duì)生物效應(yīng)（RBE）：相對(duì)生物效應(yīng)是在形成同樣生物效應(yīng)所需的250kvpX射線參考輻射劑量與某種射線輻射劑量之比。氧增強(qiáng)比（OER）：????在細(xì)胞缺氧和細(xì)胞富氧時(shí),產(chǎn)生相同生物效應(yīng)時(shí)的物理劑量之比。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、快中子治療的物理與生物學(xué)特性

快中子的產(chǎn)生方法：臨床所用快中子射線由氘一氚（D-T）中子發(fā)生器和回旋加速器產(chǎn)生的。快中子的能量范圍：14～30MeV快中子的特點(diǎn)：由于快中子不帶電荷，因此其物理生物特性除OER值低外其它方面與一般重粒子均不同。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、快中子治療的物理與生物學(xué)特性?xún)?yōu)點(diǎn)快中子的OER值低，因此對(duì)乏氧細(xì)胞殺傷也較大。對(duì)細(xì)胞的殺傷是單擊致死性損傷，亞致死性損傷少，細(xì)胞生存曲線肩區(qū)不明顯。對(duì)局限型腺癌療效好于高能X射線。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、快中子治療的物理與生物學(xué)特性不足不具有布拉格峰（Braggpeak）劑量建成區(qū)小對(duì)皮膚及皮下組織影響大可產(chǎn)生放射性核素能激活其他物質(zhì)的原子，產(chǎn)生放射性核素，從而造成污染。漏射線較高其照射野外漏射線高于電子直線加速器。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)三、質(zhì)子治療的應(yīng)用質(zhì)子射線的產(chǎn)生設(shè)備：同步回旋加速器高能質(zhì)子直線加速器臨床應(yīng)用質(zhì)子線束的能量范圍：100～500MeV質(zhì)子線束的特點(diǎn)：????質(zhì)子為帶電粒子，具有電離峰型吸收曲線，質(zhì)子物理特性好，但質(zhì)子的氧增強(qiáng)比、相對(duì)生物效應(yīng)與Xγ射線、γ射線的相同腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)質(zhì)子治療的應(yīng)用質(zhì)子線束的應(yīng)用：質(zhì)子射線主要用于治療腦腫瘤、眼球黑色素瘤、前列腺癌、子宮頸癌等。不足：盡管重粒子治療腫瘤取得了較好的療效，但造價(jià)和日常維護(hù)費(fèi)用高，因此目前還沒(méi)有廣泛應(yīng)用。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)光子與質(zhì)子調(diào)強(qiáng)治療比較腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第二章X（γ）射線臨床劑量學(xué)掌握內(nèi)容：放射治療物理學(xué)有關(guān)的名詞、楔形板及其照射技術(shù)熟悉內(nèi)容：X（γ）射線的深度劑量分布（射線中心軸上百分深度劑量、組織空氣比、組織最大比、等劑量曲線）、射線束的修整、等效方野的概念和等效方野的計(jì)算方法。了解內(nèi)容：處方劑量的計(jì)算

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)掌握放射源、照射野、源皮距、源瘤距、等劑量曲線定義掌握百分深度劑量的概念和影響因素掌握等效方野的計(jì)算方法腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)

第一節(jié)放射治療物理學(xué)有關(guān)的名詞1．射線源：在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下，一般指放射源前表面的中心，或產(chǎn)生射線的靶面中心。對(duì)加速器產(chǎn)生的電子束取在出射窗或其散射箔所在的位置。2．射線中心軸：表示射線束的中心對(duì)稱(chēng)軸線。臨床上一般用放射源與最后一個(gè)限束器中心的連線作為射線中心軸。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)放射治療物理學(xué)有關(guān)的名詞3．照射野：

表示射線束經(jīng)準(zhǔn)直器后垂直通過(guò)體模的范圍，用體模表面的截面大小表示照射野的面積。在等中心位置處的投影面積大小為標(biāo)稱(chēng)射野尺寸。臨床劑量學(xué)中規(guī)定模體內(nèi)50％同等劑量曲線的延長(zhǎng)線交于模體表面的區(qū)域定義為照射野的大小。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)放射治療物理學(xué)有關(guān)的名詞4．參考點(diǎn)：一般情況下，為劑量計(jì)算或測(cè)量點(diǎn)。通常規(guī)定為模體表面下射線中心軸上的一點(diǎn)。模體表面到參考點(diǎn)的深度為參考深度。對(duì)400kV以下X射線，參考點(diǎn)取在體模表面。對(duì)高能X（γ）射線，參考點(diǎn)取在模體表面下最大劑量點(diǎn)位置。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)放射治療物理學(xué)有關(guān)的名詞5．校準(zhǔn)點(diǎn)：指體模內(nèi)射線中心軸上指定的劑量測(cè)量點(diǎn)。模體表面到校準(zhǔn)點(diǎn)的深度為校準(zhǔn)深度。在進(jìn)行外照射放射治療劑量計(jì)算時(shí)，通常我們要事先測(cè)量治療機(jī)在校準(zhǔn)點(diǎn)處形成吸收劑量率即校準(zhǔn)劑量率的大小。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)放射治療物理學(xué)有關(guān)的名詞6．源皮距（SSD）：表示沿射線中心軸從射線源到皮膚表面的距離。不同治療方式采用的源皮距不同。7．源瘤距（STD）：表示沿射線中心軸從射線源到腫瘤內(nèi)所考慮點(diǎn)的距離。8．源軸距（SAD）：表示沿射線中心軸從射線源到治療機(jī)等中心點(diǎn)的距離。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)習(xí)題1、源皮距（SSD）概念：表示沿射線中心軸從射線源到皮膚表面的距離2、源瘤距（STD）：表示沿射線中心軸從射線源到腫瘤內(nèi)所考慮點(diǎn)的距離。3、射線源：指放射源前表面的中心，或產(chǎn)生射線的靶面中心。對(duì)加速器產(chǎn)生的電子束取在出射窗或其散射箔所在的位置4、照射野：臨床劑量學(xué)中規(guī)定模體內(nèi)50％同等劑量曲線的延長(zhǎng)線交于模體表面的區(qū)域定義為照射野的大小。。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第二節(jié)X（γ）射線的深度劑量分布一、射線中心軸上百分深度劑量射線進(jìn)入人體或模體后，人體或模體內(nèi)的吸收劑量隨下列因素不同而發(fā)生變化：射線能量組織深度照射野面積源皮距離

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)

（一）百分深度劑量（PDD）的概念是指模體內(nèi)照射野中心軸上任一深度d處的吸收劑量（Dd）與參考點(diǎn)深度吸收劑量（D0）之比的百分?jǐn)?shù)，即：腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)百分深度劑量的定義示意圖腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)（二）影響百分深度劑量的因素1．組織深度對(duì)百分深度劑量的影響：劑量建成效應(yīng)和劑量建成區(qū)：當(dāng)高能光子入射到模體表面后，其吸收劑量隨著深度增加而加大。并在體表下一定深度處，存在一個(gè)峰值（最大劑量點(diǎn)）這種吸收劑量在模體內(nèi)具有最大劑量的現(xiàn)象稱(chēng)為劑量建成效應(yīng)。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)影響百分深度劑量的因素從體表到最大劑量點(diǎn)深度所對(duì)應(yīng)的區(qū)域稱(chēng)為劑量建成區(qū)。在劑量建成區(qū)內(nèi)，百分深度劑量隨深度增加而增大。在劑量建成區(qū)外，即過(guò)最大劑量點(diǎn)之后，隨深度的增加百分深度劑量逐漸減少。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)百分深度劑量隨射線能量變化趨勢(shì)

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)影響百分深度劑量的因素2．射線能量對(duì)百分深度劑量的影響：當(dāng)射線能量增大時(shí)，射線的穿透力提高，因此射線軸上同一深度，其吸收劑量增大，百分深度劑量也隨射線能量的增加而增大。3．照射面積對(duì)百分深度劑量的影響：當(dāng)照射野面積增大時(shí)，同一深度的百分深度劑量隨之加大。但當(dāng)照射野面積很大時(shí)，照射野邊緣的散射線對(duì)中心軸上的劑量貢獻(xiàn)減少，此時(shí)百分深度劑量隨面積增加變緩，并逐漸達(dá)到飽和。

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)影響百分深度劑量的因素等效照射野的概念：

如果使用的矩形野或不規(guī)則野，在其照射野中心軸上的百分深度劑量與某一方形野的百分深度劑量相同時(shí)，該方形野叫做所使用的矩形或不規(guī)則照射野的等效照射野。

等效照射野的計(jì)算方法（面積／周長(zhǎng)比法）：

即如果使用的矩形野和某一方形野的面積／周長(zhǎng)比值相同，則認(rèn)為這兩種照射野等效，照射野百分深度劑量相同。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)影響百分深度劑量的因素

若矩形野的長(zhǎng)、寬分別為a和b，等效方形野的邊長(zhǎng)為c，根據(jù)面積／周長(zhǎng)比相同的方法則：例如：對(duì)8cmXl0cm矩形野，其等效方野邊長(zhǎng)為：c=2×8×10/（8+10）=8．9cm。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)影響百分深度劑量的因素4．源皮距對(duì)百分深度劑量的影響：在同一深度下，射線能量、照射面積不變的情況下，源皮距離越小，百分深度劑量越??；源皮距越大，百分深度劑量也越高。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)（三）百分深度劑量表的定義百分深度劑量表是在一定條件下（如標(biāo)稱(chēng)源皮距），在模體（一般為水體模）中實(shí)際測(cè)量的百分深度劑量隨深度、照射野面積及射線能量等變化的數(shù)據(jù)列表。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)（四）百分深度劑量表的應(yīng)用臨床上不論用單野或多野合并照射，均由物理師設(shè)計(jì)定野，進(jìn)行劑量分配。每一照射野應(yīng)給予的最大參考點(diǎn)劑量Dm，是由分配到的腫瘤量D0，經(jīng)查百分深度劑量（PDD）后計(jì)算得出：因PDD

=D0/Dm所以Dm=D0／PDD。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)60Co百分深度劑量表（SSD=50cm）腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)5MeV電子線百分深度劑量表（SSD=100cm）腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)10MeV電子線百分深度劑量表（SSD=100cm）腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)6MVX射線百分深度劑量表（SSD=100cm）腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、射線中心軸上組織空氣比組織空氣比（TAR）的由來(lái)：在使用等中心照射技術(shù)進(jìn)行放射治療時(shí)，射線束的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)一般位于腫瘤中心。線束旋轉(zhuǎn)時(shí)SSD隨之發(fā)生變化，由于PDD隨SSD改變而改變，因此使用百分深度劑量進(jìn)行等中心照射技術(shù)的劑量計(jì)算就變得較為繁瑣。為此放射治療劑量學(xué)引入組織空氣比（TAR）。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、射線中心軸上組織空氣比組織空氣比（TAR）的概念：是指體模內(nèi)射線中心軸上任一點(diǎn)吸收劑量Dd與空間同一位置上自由空氣吸收劑量Dfs之比。即：腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)射線中心軸上組織空氣比背散射因子：臨床劑量學(xué)中將最大劑量點(diǎn)處的組織空氣比稱(chēng)為背散射因子：BSF=TAR（dm）背散射因子代表了體模的存在，其散射線對(duì)空間一點(diǎn)劑量的影響。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)組織空氣比的影響因素

1．組織空氣比與源皮距無(wú)關(guān)：這就使在等中心放射治療或旋轉(zhuǎn)照射治療時(shí)、應(yīng)用組織空氣比進(jìn)行劑量計(jì)算變得非常方便。2．照射野、射線能量及組織深度的影響：TAR隨照射野、射線能量、組織深度的變化與百分深度劑量類(lèi)似。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)三、射線中心軸上組織最大比組織最大比（TMR）的由來(lái)：雖然組織空氣比（TAR）與源皮距（SSD）無(wú)關(guān)，適于等中心照射時(shí)的劑量計(jì)算，但隨著射線能量的增加，為達(dá)到次級(jí)電子平衡，測(cè)量空氣吸收劑量的電離室壁厚度增大，這不僅使測(cè)量變得困難，而且會(huì)增加測(cè)量誤差。為解決上述問(wèn)題臨床上引入了組織最大比的概念。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)三、射線中心軸上組織最大比

組織最大比（TMR）的概念：是指體模內(nèi)照射野中心軸上任意一點(diǎn)的吸收劑量Dd與空間同一點(diǎn)體模中照射野中心軸上最大劑量點(diǎn)處的吸收劑量Dm之比。即：組織最大比（TMR）的特點(diǎn)：由于TMR所涉及的兩點(diǎn)劑量都是指體模內(nèi)組織吸收劑量，避開(kāi)了空氣中吸收劑量測(cè)量，因此，解決了TAR測(cè)量遇到的困難。TMR隨射線能量、照射野大小以及隨組織深度變化與TAR相類(lèi)似。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)組織最大比測(cè)量示意圖

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)習(xí)題

1、不會(huì)影響組織空氣比（TAR）的因素是：？

①射線能量②源皮距離③組織深度④照射野面積⑤組織密度2、不會(huì)影響組織最大比（TMR）的因素是：？

①射線能量②源皮距離③組織深度④照射野面積⑤組織密度腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)四、等劑量曲線等劑量曲線的定義：把體模內(nèi)過(guò)射線中心軸平面上劑量相同的點(diǎn)連接起來(lái)形成的一組曲線稱(chēng)為等劑量曲線。等劑量曲線的繪制：等劑量曲線直觀反映了射線束在體內(nèi)離軸方向的劑量變化。通常按照10％等劑量間隔繪制，且歸一于線束中心軸的最大劑量點(diǎn)。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)不同能量X（γ）射線等劑量分布曲線腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)等劑量曲線等劑量曲線的應(yīng)用：在制定臨床放射治療計(jì)劃時(shí)，有時(shí)需要知道整個(gè)照射野內(nèi)的劑量分布，甚至照射野鄰近區(qū)域的劑量分布，臨床上用等劑量曲線來(lái)反映射線在體內(nèi)的劑量分布。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)等劑量曲線等劑量曲線的應(yīng)用實(shí)例：下圖為膀胱腫瘤放射治療時(shí)，在過(guò)腫瘤中心的橫斷面上的等劑量曲線。由圖中可以觀察，對(duì)比射線劑量在腫瘤內(nèi)及周?chē)南鄬?duì)分布狀況腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)五、電離輻射體模電離輻射體模在放射治療中的作用：放射治療時(shí)我們很少能夠直接測(cè)量病人體內(nèi)需要治療部位的照射劑量，對(duì)病灶部位劑量的估算都是通過(guò)在體模內(nèi)測(cè)量的劑量參數(shù)，推算或折算成病人體內(nèi)照射部位的實(shí)際劑量數(shù)值。因此，體模對(duì)于放射治療劑量估算、劑量評(píng)價(jià)具有非常重要的作用。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)五、電離輻射體模電離輻射體模的特點(diǎn)：放射治療中所采用的體模必須具有較好的組織等效性，以方便劑量估算、劑量評(píng)價(jià)。組織等效（組織替代）：某物質(zhì)的有效原子序數(shù)和電子密度與組織接近。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)

（一）水體模及其特點(diǎn)水體模與軟組織、肌肉的組織等效性好。射線在水體模中的吸收與散射與組織接近。在不同的地點(diǎn)、時(shí)間水的輻射特性非常穩(wěn)定，因此在水中測(cè)量的劑量參量具有可比性。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)

（二）其他類(lèi)型的體模固體勻質(zhì)體模：如有機(jī)玻璃、石蠟等。固體體模使得劑量的測(cè)量更為方便，劑量測(cè)量時(shí)可以根據(jù)要求隨意增加體模厚度、大小以適應(yīng)不同的測(cè)量條件的要求。固體非勻質(zhì)體模：如人體各種組織、器官體模以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全按照人體結(jié)構(gòu)組成，且外觀形態(tài)也具有人體外形的人體體模。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)固體體模腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)人體體模腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第三節(jié)射線束的修整目的：為了盡可能的減少靶區(qū)周?chē)匾M織或器官的照射量。一、鉛擋塊的厚度低熔點(diǎn)鉛（LML）的物理特性：組成成份：50％鉍、26．7％鉛、10．0％鎘、13．3％錫熔點(diǎn)：約為70℃（純鉛熔點(diǎn)327℃）密度：約為純鉛密度的80％。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)鉛擋塊的厚度X（γ）射線窄束和寬束在LML中線性衰減系數(shù)和半價(jià)層腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)鉛擋塊的厚度當(dāng)全擋時(shí)，要求原射線的穿射量不超過(guò)5％。設(shè)n為所需的半價(jià)層數(shù)，根據(jù)半價(jià)層定義，有：（HVL）n=（1/2）n=0.05n=ln20/ln2=4.32即需要4．5～5個(gè)半價(jià)層，就可以將原射線減弱到不到5％。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)鉛擋塊的厚度不同能量電子線穿射5％時(shí)所需LML厚度

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、擋塊的制作照射野擋塊制作分下述幾個(gè)過(guò)程：①確定形狀②制作陽(yáng)模③擋塊澆注④加工修整⑤拍驗(yàn)證片⑥拍證實(shí)片腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)鉛擋塊的替代產(chǎn)品：多葉光柵腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)照射野擋塊制作設(shè)備及材料腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)照射野擋塊制作及驗(yàn)證設(shè)備腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)手動(dòng)和自動(dòng)熱絲切割機(jī)

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)習(xí)題1、模室制作擋塊用的低熔點(diǎn)鉛合金中沒(méi)有的成份是：？

①鉍②鎘③鉛④銅⑤錫2、模室制作擋塊用的低熔點(diǎn)鉛合金的熔點(diǎn)約為：？

①10℃②30℃③50℃④70℃⑤90℃３、簡(jiǎn)答射線束修整的目的：放射治療時(shí)，為了盡可能的減少靶區(qū)周?chē)＝M織的照射，必須使得照射野形態(tài)在投照方向上與靶區(qū)形態(tài)相一致，為此使用低熔點(diǎn)鉛制成擋塊（或多葉光柵），置于射線束中形成非規(guī)則照射野，以保護(hù)照射野內(nèi)（靶區(qū)周?chē)┲匾M織或器官。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第四節(jié)楔形板及其照射技術(shù)楔形板的作用：為適應(yīng)臨床治療的需要，通常在射線束的途徑上加楔形板對(duì)線束進(jìn)行修整，獲得理想的劑量分布，楔形板因其形狀一端厚一端薄而得名。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)一、楔形角的定義按ICRU統(tǒng)一規(guī)定，楔形板對(duì)平野劑量分布的修正作用，用楔形角（α）表示。楔形角（α）定義為：體模內(nèi)射線中心軸上，參考深度處楔形等劑量線與照射野中心軸夾角的余角。ICRU第24號(hào)報(bào)告中建議用10cm作為楔形角的定義深度。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)楔形角的定義示意圖

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、楔形因子的定義楔形板對(duì)射線中心軸劑量的影響用楔形因子表示。楔形因子（Fw）定義為：楔形照射野中心軸上某一點(diǎn)劑量與開(kāi)野照射時(shí)射線中心軸上同一點(diǎn)劑量之比：Fw=Ddw／Dd楔形因子是在d=10cm，標(biāo)準(zhǔn)SSD條件下測(cè)量得到的。（應(yīng)對(duì)不同大小的照射野分別進(jìn)行測(cè)量）腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)楔形野百分深度劑量楔形野百分深度劑量定義為：模體中楔形野中心軸上某一深度處的吸收劑量（Ddw）與開(kāi)野時(shí)參考點(diǎn)處吸收劑量（Dm）之比。根據(jù)定義，楔形野的百分深度劑量PDDWw為：腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)楔形野百分深度劑量曲線腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)三、楔形板的臨床應(yīng)用原則楔形板在臨床上主要解決的問(wèn)題：一是解決偏體位腫瘤的兩交叉照射野內(nèi)劑量的不均勻性問(wèn)題。（如上頜竇等）二是對(duì)人體曲面和缺損組織進(jìn)行補(bǔ)償，以取得較均勻的等劑量分布。（如頸胸段食管癌等）三是改善靶體積較大，部位較深腫瘤的劑量分布。（如前列腺等）腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)對(duì)偏體位腫瘤治療的應(yīng)用腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)對(duì)人體曲面和缺損組織進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)對(duì)靶體積較大、部位較深腫瘤治療的應(yīng)用腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)四、自由楔形角的形成方法臨床需要一些特定角度的楔形板來(lái)達(dá)到理想的劑量分布曲線，對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)楔形角的合成采用一楔多用技術(shù)來(lái)完成。所謂一楔多用就是：將一個(gè)楔形角較大的楔形板作為主楔形板，按一定的比例與平野進(jìn)行輪照，合成主楔形板以下任意楔形角的楔形板，一般取60o楔形角為主楔形板。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)自由楔形角的形成方法設(shè)主楔形板的楔形角為αn（αn=60o），合成后的楔形野的楔形角為α，二者的關(guān)系為：式中K為平野和αn主楔形野的腫瘤劑量配比，即：式中Dαn主楔形野給予腫瘤的劑量；D平為平野給予腫瘤的劑量。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)習(xí)題1、等劑量曲線概念：把體模內(nèi)過(guò)射線中心軸平面上劑量相同的點(diǎn)連接起來(lái)形成的一組曲線稱(chēng)為等劑量曲線。2、百分深度劑量：是指模體內(nèi)照射野中心軸上任一深度d處的吸收劑量（Dd）與參考點(diǎn)深度吸收劑量（D0）之比的百分?jǐn)?shù)。3、楔形角（α）定義為：體模內(nèi)射線中心軸上，10cm深度處楔形等劑量線與照射野中心軸夾角的余角。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)1、百分深度劑量的影響因素射線能量、組織深度、照射野面積、源皮距離2、等效照射野：如果使用的矩形野或不規(guī)則野在其照射野中心軸上的百分深度劑量與某一方形野的百分深度劑量相同時(shí)，該方形野叫做所使用的矩形或不規(guī)則照射野的等效照射野。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第五節(jié)處方劑量的計(jì)算處方劑量（Dm

）的定義：對(duì)已確認(rèn)的射野安排，欲達(dá)到一定的靶區(qū)（或腫瘤）劑量DT，換算到標(biāo)準(zhǔn)水模體內(nèi)每個(gè)使用射野的射野中心軸上最大劑量點(diǎn)處的劑量Dm，單位為cGy。靶區(qū)劑量（DT

）的確定：臨床放射治療醫(yī)師根據(jù)病人腫瘤的形態(tài)、分期及組織學(xué)分類(lèi)，確定腫瘤的致死劑量及分割照射次數(shù)，從而得到靶區(qū)劑量（DT），單位為cGy。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)

一、組織密度對(duì)臨床劑量的影響人體主要由肌肉、脂肪、骨、氣腔以及肺組織組成，而這些組織密度不同，因此，臨床劑量計(jì)算時(shí)必須對(duì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下得到的處方劑量進(jìn)行如下修正。等效組織厚度法：將非均勻組織密度與厚度相乘，折算成等效軟組織厚度，然后按照均勻軟組織計(jì)算深度劑量。等劑量曲線平移法：（略）腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、臨床處方劑量計(jì)算公式處方劑量的大小與靶區(qū)的深度、靶區(qū)治療劑量有關(guān)。根據(jù)百分深度劑量的定義，當(dāng)采用固定源皮距（SSD）照射時(shí)，如果靶區(qū)治療劑量為DT，靶區(qū)中心所在位置百分深度劑量為PDD，則對(duì)應(yīng)的處方劑量為：腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)臨床處方劑量的計(jì)算公式當(dāng)采用等中心照射技術(shù)時(shí)，如果應(yīng)用組織最大比TMR來(lái)計(jì)算處方劑量，則：實(shí)際處方劑量計(jì)算時(shí)不但要考慮組織密度的影響，還要考慮加速器、60Co治療機(jī)的劑量校準(zhǔn)情況，治療機(jī)機(jī)頭準(zhǔn)直器開(kāi)口變化、體模散射劑量的影響以及楔形濾過(guò)板之楔形因子修正。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第三章高能電子線劑量學(xué)掌握內(nèi)容：高能電子線的應(yīng)用、高能電子線的臨床特點(diǎn)（中心軸深度劑量分布、影響中心軸深度劑量的因素）熟悉內(nèi)容：電子線治療的計(jì)劃設(shè)計(jì)（射線能量及照射野的選擇、組織非均勻性校正）了解內(nèi)容：電子線的物理特性、電子線的補(bǔ)償技術(shù)

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第一節(jié)電子線的物理特性

高能電子線照射野的形成：由加速器產(chǎn)生的高能電子線，經(jīng)擴(kuò)束、準(zhǔn)直后形成治療照射野。高能電子線的應(yīng)用：主要用于治療皮膚表面、偏位及深度小于5cm的表淺病變；也可用于腫瘤手術(shù)中放射治療及全身皮膚放射治療。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)習(xí)題１、簡(jiǎn)答高能電子線照射野的形成及應(yīng)用范圍：

由加速器產(chǎn)生的高能電子線，經(jīng)擴(kuò)束、準(zhǔn)直后形成治療照射野。主要用于治療皮膚表面、偏位及深度小于5cm的表淺病變；也可用于腫瘤手術(shù)中放射治療及全身皮膚放射治療。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)電子線能量的表述方法平均能量：是指體模表面照射野內(nèi)電子平均能量，它表示電子線在組織中的穿透能力，是確定體模中不同深度處電子線平均能量的重要參數(shù)，平均能量可以通過(guò)測(cè)量電子線在體模內(nèi)深度劑量分布換算得出。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第二節(jié)高能電子線的臨床特點(diǎn)

一、中心軸深度劑量分布特點(diǎn)用百分深度劑量來(lái)描述：百分深度劑量的定義為：體模內(nèi)照射野中心軸上某一深度處的吸收劑量與參考深度處吸收劑量之比。（與X射線相同）將百分深度劑量曲線分為四個(gè)區(qū)，分別說(shuō)明如下：腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)中心軸深度劑量分布特點(diǎn)1．劑量建成區(qū)從表面到dmax深度為劑量建成區(qū)，區(qū)寬隨射線能量增加而增寬。相比于高能X(γ)射線，高能電子線的表面劑量高，劑量建成效應(yīng)不明顯。2．高劑量坪區(qū)從dmax到d85（或dt）深度為高劑量坪區(qū)，又稱(chēng)之為治療區(qū)。隨著深度的增加，百分深度劑量在很短距離達(dá)到最大值，形成相對(duì)均勻分布的高劑量區(qū)域，劑量變化梯度較小。射線能量越高，高劑量坪區(qū)越寬。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)中心軸深度劑量分布特點(diǎn)3．劑量跌落區(qū)d85(或dt)深度以下劑量急劇下降的區(qū)域，稱(chēng)之為劑量跌落區(qū)，用劑量梯度G來(lái)度量劑量跌度，定義為G=Rp／(Rp－Rq)，G值一般在2～2．5之間。4．X射線污染區(qū)最大射程Rp之后，由電子線在經(jīng)過(guò)散射箔、監(jiān)測(cè)電離室、X射線準(zhǔn)直器和電子限光筒時(shí)，與之相互作用產(chǎn)生的X射線及與體模作用產(chǎn)生的軔致輻射X射線，形成深度劑量曲線后部有一條拖得很長(zhǎng)的尾巴。X射線污染會(huì)增加靶區(qū)后緣正常組織的劑量，對(duì)治療不利。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)中心軸深度劑量分布特點(diǎn)深度劑量分布特點(diǎn)曲線圖中各符號(hào)含義：Ds—為表面劑量（體表下0．5mm處的劑量）Dm—為最大劑量點(diǎn)dmax深度處吸收劑量Dx—為電子線中X射線劑量dt—為治療劑量規(guī)定值（如90％或85％Dm）處的深度，也稱(chēng)有效治療深度。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)中心軸深度劑量分布特點(diǎn)d50—為50％深度劑量所對(duì)應(yīng)深度或半峰值深度；Rp—為電子線的射程；Rq—為百分深度劑量曲線上過(guò)劑量跌落最陡點(diǎn)的切線與Dm水平線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的深度。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)中心軸深度劑量分布特點(diǎn)

電子線深度劑量分布特點(diǎn)不同能量電子線百分深度劑量曲線腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、影響中心軸深度劑量的因素1．高能電子線能量

中心軸深度劑量曲線的各個(gè)區(qū)隨電子線能量的增加呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)，表現(xiàn)為：表面劑量增加；高劑量坪區(qū)變寬；劑量梯度減??；

X射線污染增加；腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)影響中心軸深度劑量的因素

2．照射野當(dāng)照射野較小時(shí)：（面積不變，深度增加）

中心軸深度劑量隨深度增加而迅速減小。當(dāng)照射野增大時(shí)：（深度不變，面積增加）

中心軸深度劑量隨照射野增大而增加，直至照射野增大到接近散射電子射程時(shí)，散射損失和補(bǔ)償達(dá)到平衡，深度劑量不再隨照射野增大而增加。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)影響中心軸深度劑量的因素3．源皮距

當(dāng)源皮距拉長(zhǎng)時(shí)，即限光筒至皮膚表面的距離增加時(shí)，表面劑量降低，最大劑量深度增大，劑量梯度變陡，X射線污染增加。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第三節(jié)電子線治療的計(jì)劃設(shè)計(jì)

應(yīng)考慮五方面因素：適應(yīng)癥及照射野數(shù)量的選擇：電子線的入射方向和限光筒端面至皮膚的距離：電子線能量的選擇：組織非均勻性校正：組織缺損的補(bǔ)償：下面對(duì)這五項(xiàng)因素應(yīng)用原則分別進(jìn)行介紹：腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)電子線治療的計(jì)劃設(shè)計(jì)適應(yīng)癥及照射野的選擇：?jiǎn)我皠┝糠植继攸c(diǎn)：腫瘤劑量分布均勻；腫瘤后的正常組織劑量小；腫瘤前的正常組織劑量等于或大于腫瘤劑量。結(jié)論：只適用于治療表淺的病變，而且單野照射較好。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)電子線治療的計(jì)劃設(shè)計(jì)電子線的人射方向和限光筒端面至皮膚的距離：電子線的等劑量分布曲線、百分深度劑量及輸出劑量等易受人體曲面、斜人射和空氣間隙的影響，所以臨床應(yīng)用中應(yīng)注意盡量保持照射野中心軸垂直于人體表面，并保持限光筒端面至皮膚的正確距離。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)電子線治療的計(jì)劃設(shè)計(jì)電子線能量的選擇：應(yīng)綜合考慮靶區(qū)深度、最低靶區(qū)劑量及危險(xiǎn)器官的耐受劑量等因素。如果靶區(qū)后部正常組織的耐受劑量較高，則要求90％等劑量曲面包括靶區(qū)，如果靶區(qū)后部正常組織耐受劑量較低，如乳腺電子線照射，為減少肺組織受量，只要求70％～80％等劑量曲面包絡(luò)胸壁。高能電子束射野的有效治療治療深度（CM）約為電子束能量的1/4~1/3腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)電子線治療的計(jì)劃設(shè)計(jì)組織非均勻性校正：通常采用的校正方法為非肌肉組織等效厚度（CET）系數(shù)法。CET定義為：不均勻組織與水產(chǎn)生同樣射線能量吸收的厚度比值。其數(shù)值上近似于不均勻組織與水的電子密度之比。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)電子線治療的計(jì)劃設(shè)計(jì)組織缺損的補(bǔ)償：電子線照射時(shí)，由于病人體表輪廓的起伏即便是射線束垂直照射仍然會(huì)形成照射野內(nèi)的組織缺損，這樣會(huì)使組織側(cè)向散射產(chǎn)生失衡，在組織界面附近產(chǎn)生局部的劑量冷點(diǎn)和熱點(diǎn)。可以用組織等效材料對(duì)其加以補(bǔ)償。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)電子線治療的計(jì)劃設(shè)計(jì)常用的補(bǔ)償材料有石蠟、聚苯乙烯、丙烯酸、水袋等。這些材料可以制成薄板放置在加速器限光筒和病人體表之間作為吸收體，也可以直接鋪放在病人體表起到組織填充作用。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)電子線治療的計(jì)劃設(shè)計(jì)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)習(xí)題將百分深度劑量曲線分為四個(gè)區(qū)：1．劑量建成區(qū)2．高劑量坪區(qū)3．劑量跌落區(qū)4．X射線污染區(qū)高能電子線的應(yīng)用：主要用于治療皮膚表面、偏位及深度小于5cm的表淺病變；也可用于腫瘤手術(shù)中放射治療及全身皮膚放射治療。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第四章治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)掌握內(nèi)容：臨床劑量學(xué)原則、ICRU治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念、放射源與治療裝置的選擇熟悉內(nèi)容：治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的臨床要求（照射野設(shè)計(jì)的原理、治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的基本步驟）了解內(nèi)容：治療計(jì)劃的確認(rèn)、治療計(jì)劃的記錄與執(zhí)行

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第一節(jié)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的臨床要求一、臨床劑量學(xué)原則二、放射源與治療裝置的選擇第二節(jié)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念第三節(jié)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的方法與過(guò)程一、治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的方法與過(guò)程二、治療計(jì)劃的確認(rèn)三、治療計(jì)劃的記錄與執(zhí)行腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)作業(yè)題簡(jiǎn)答：臨床劑量學(xué)原則概念：腫瘤區(qū)、臨床靶區(qū)、計(jì)劃靶區(qū)、亞臨床病灶區(qū)、治療區(qū)、照射區(qū)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第一節(jié)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的臨床要求

一、臨床劑量學(xué)原則放射治療計(jì)劃：是指放射治療物理師、放射治療醫(yī)師、放射治療技師根據(jù)病人的臨床診斷結(jié)果就腫瘤放射治療的劑量、照射野安排、射線能量的選擇以及放射治療分次情況在實(shí)施治療前所作出的計(jì)劃與安排。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)臨床劑量學(xué)四原則

臨床劑量學(xué)原則1．腫瘤劑量要準(zhǔn)確：放射治療與手術(shù)治療相同，為局部治療手段，照射野要對(duì)準(zhǔn)腫瘤組織，同時(shí)給以足夠的劑量，以使腫瘤組織得到最大的殺傷。2．腫瘤劑量要均勻：治療的腫瘤區(qū)域內(nèi)吸收劑量要均勻，劑量梯度變化不能超過(guò)±5﹪，即90％的等劑量線要包括整個(gè)靶區(qū)。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)臨床劑量學(xué)四原則3．

提高腫瘤內(nèi)吸收劑量，降低周?chē)＝M織受照劑量。

4．保護(hù)腫瘤周?chē)匾鞴俨皇芑蛏偈苷丈洹Ｈ绶伟┲委煏r(shí)對(duì)脊髓的屏蔽保護(hù)。

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)放射治療臨床劑量學(xué)原則（習(xí)題）1．腫瘤劑量要準(zhǔn)確2．腫瘤劑量要均勻

3．

提高腫瘤內(nèi)吸收劑量，降低周?chē)＝M織受照劑量。

4．保護(hù)腫瘤周?chē)匾鞴俨皇芑蛏偈苷丈?。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)理想的腫瘤放射治療劑量分布：

腫瘤組織前后的正常組織受照劑量很少，腫瘤內(nèi)吸收劑量均勻一致腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、放射源與治療裝置的選擇用于外照射放射治療的射線類(lèi)型：放射性核素γ射線源醫(yī)用電子直線加速器產(chǎn)生的X射線及電子線。

X射線能量在4～25MV之間電子線能量在4～25MeV之間回旋加速器產(chǎn)生的高能質(zhì)子束、中子束等。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)放射源與治療裝置的選擇放射治療時(shí)放射源與治療裝置選擇的原則：應(yīng)當(dāng)遵循放射治療的臨床劑量學(xué)原則。根據(jù)腫瘤的部位、深度、大小、分布空間，決定所選射線的能量大小、及類(lèi)型：低能檔X（γ）射線用于治療頭頸及四肢部位腫瘤高能檔X射線用于治療胸腹部較深部位腫瘤多能檔電子線用于治療表淺及偏心部位腫瘤腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)高能X射線與高能電子線劑量分布特性腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)各種能量X（γ）射線

野照射25cm均勻體模所形成的劑量曲線腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)重粒子束與混合束劑量分布特性腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第二節(jié)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念（一）腫瘤區(qū)（GTV）由不同的診斷方法如臨床檢查（如觸診、內(nèi)鏡檢查等）和影像設(shè)備（如X射線機(jī)、超聲、CT、MRI等）所確定的腫瘤臨床灶、轉(zhuǎn)移的淋巴引流區(qū)及其他轉(zhuǎn)移灶稱(chēng)為腫瘤區(qū)。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念（二）臨床靶區(qū)（CTV）臨床靶區(qū)包括已確定存在的腫瘤區(qū)以及周?chē)膩喤R床病灶區(qū)，CTV要大于GTV。腫瘤的亞臨床病灶是指用一般臨床檢查方法不能發(fā)現(xiàn)的，肉眼也看不到的，而且顯微鏡下也是陰性的病灶。這種病灶常位于腫瘤主體的周?chē)蜻h(yuǎn)隔部位，有時(shí)是多發(fā)病灶。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念

（三）計(jì)劃靶區(qū)（PTV）臨床靶區(qū)會(huì)由于呼吸或器官的活動(dòng)以及日常擺位、治療中靶位置和靶體積的變化而發(fā)生改變，據(jù)此將臨床靶區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐鈹U(kuò)就得到了計(jì)劃靶區(qū)。計(jì)劃靶區(qū)決定了照射野的大小。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念（四）治療區(qū)（TV）由臨床醫(yī)師根據(jù)治療目的（如根治性還是姑息性治療）確定的特定等劑量曲線所包括的范圍，通常選擇90﹪等劑量線包括的范圍作為治療區(qū)的下限。由于照射技術(shù)的影響，治療區(qū)可能非常接近計(jì)劃靶區(qū)，也可能大于它。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念

（五）照射區(qū)（IV）對(duì)一定的照射技術(shù)及照射野安排，50﹪等劑量面所包括的范圍。照射區(qū)的范圍要大于治療區(qū)。照射區(qū)的大小，直接反映了治療方案設(shè)計(jì)引起的體積積分劑量，即正常組織劑量的大小，與所使用的照射技術(shù)及照射野安排有直接的關(guān)系。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念（六）危險(xiǎn)器官（OAR）危險(xiǎn)器官或稱(chēng)要害器官，是指某些正常組織或器官，它們的放射敏感度可能對(duì)治療計(jì)劃或處方劑量有直接的影響。要害器官可以分成三類(lèi)：放射性損傷是致命的或者將導(dǎo)致嚴(yán)重后果；放射性損傷屬于中度或輕度；放射性損傷是輕度暫時(shí)的、可恢復(fù)的且發(fā)生率不明顯。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念

（七）計(jì)劃危險(xiǎn)器官（PRV）計(jì)劃危險(xiǎn)器官是一個(gè)幾何學(xué)概念，它類(lèi)似于計(jì)劃靶區(qū)的定義。即考慮危險(xiǎn)器官在放射治療過(guò)程中由于病人體位變化、呼吸運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的位移區(qū)域。PRV區(qū)域應(yīng)大于OAR所占區(qū)域。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念（八）劑量體積直方圖（DVH）是一種直觀表達(dá)照射區(qū)域內(nèi)吸收劑量分布是否均勻的方法，即將照射區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)照射劑量與頻度分布以直方圖的形式表達(dá)。目前計(jì)算機(jī)放射治療計(jì)劃系統(tǒng)多配有DVH軟件，用于評(píng)估不同治療計(jì)劃的優(yōu)劣。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)三維適形放療計(jì)劃的DVH圖腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)三維適形放療計(jì)劃的DVH圖腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)習(xí)題（概念）1、腫瘤區(qū)（GTV）：腫瘤區(qū)包括已確定存在的腫瘤以及受侵犯組織。即原發(fā)病灶及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)。2、臨床靶區(qū)（CTV）：臨床靶區(qū)包括已確定存在的腫瘤以及潛在的受侵犯組織，即GTV和它外周亞臨床病變組織構(gòu)成臨床靶區(qū)CTV。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)習(xí)題（概念）3、腫瘤的亞臨床病灶是指用一般臨床檢查方法不能發(fā)現(xiàn)的，肉眼也看不到的，而且顯微鏡下也是陰性的病灶。這種病灶常位于腫瘤主體的周?chē)蜻h(yuǎn)隔部位，有時(shí)是多發(fā)病灶。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)4、計(jì)劃靶區(qū)（PTV）：臨床靶區(qū)會(huì)由于呼吸或器官的活動(dòng)以及日常擺位、治療中靶位置和靶體積的變化而發(fā)生改變，據(jù)此將臨床靶區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐鈹U(kuò)就得到了計(jì)劃靶區(qū)。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)概念（習(xí)題）5、治療區(qū)（TV）：治療區(qū)是指對(duì)一定的照射技術(shù)及照射野安排，某一條等劑量曲面所包括的范圍。6、照射區(qū)（IV）：對(duì)一定的照射技術(shù)及照射野安排，50﹪等劑量線面所包括的范圍。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)放射治療臨床劑量學(xué)原則（習(xí)題）1．腫瘤劑量要準(zhǔn)確2．腫瘤劑量要均勻

3．

提高腫瘤內(nèi)吸收劑量，降低周?chē)＝M織受照劑量。

4．保護(hù)腫瘤周?chē)匾鞴俨皇芑蛏偈苷丈?。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第三節(jié)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的方法與過(guò)程一、治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的方法與過(guò)程（一）照射野設(shè)計(jì)的原理（二）治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的基本步驟1、設(shè)定靶區(qū)2、照射野設(shè)計(jì)二、治療計(jì)劃的確認(rèn)三、治療計(jì)劃的記錄與執(zhí)行腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第三節(jié)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的方法與過(guò)程

一、治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的方法與過(guò)程

（一）照射野設(shè)計(jì)的原理

設(shè)計(jì)原則：照射野的設(shè)計(jì)既要體現(xiàn)臨床醫(yī)師對(duì)具體病人的治療要求，又要考慮重要器官的耐受情況，同時(shí)還要考慮計(jì)劃執(zhí)行時(shí)體位的可實(shí)現(xiàn)性（復(fù)雜性），重復(fù)擺位的精確性，以及機(jī)器可能提供的極限條件。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)照射野設(shè)計(jì)的原理1．高能X（γ）射線照射野設(shè)計(jì)原理①單野照射：當(dāng)靶區(qū)范圍較大時(shí)，單野照射治療，靶區(qū)內(nèi)劑量會(huì)不均勻，且靶區(qū)后重要器官及正常組織易形成較高劑量，不符合臨床劑量學(xué)原則。因此單野照射只適用于治療表淺部位的較小腫瘤。（將靶區(qū)放在最大劑量點(diǎn)之后）。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)不同能量X（γ）射線

單野照射劑量分布曲線腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)照射野設(shè)計(jì)的原理②兩野照射：對(duì)于偏離人體中心且較深部位的腫瘤，往往采用兩野交叉加適當(dāng)角度楔形板照射。如上頜竇癌及胸腺腫瘤的治療均可得到較均勻的劑量分布。對(duì)于體中線部位或稍微偏中心部位的腫瘤易采用兩野同軸對(duì)穿照射，通過(guò)調(diào)節(jié)兩照射野劑量比，在靶區(qū)獲得較均勻劑量分布。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)兩野同軸對(duì)穿照射劑量分布曲線腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)照射野設(shè)計(jì)的原理③三野照射：當(dāng)腫瘤位置較深且體積較大，在現(xiàn)有能量條件下不能獲得滿(mǎn)意劑量分布時(shí)，可以采用三野交叉照射，如治療食管癌、直腸癌、胃癌等既可以獲得較理想的劑量分布，又可以避開(kāi)正常組織及重要器官。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)食管癌三野照射等劑量分布曲線

腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)照射野設(shè)計(jì)的原理2．高能電子束照射野設(shè)計(jì)原理單野照射：位于表淺或偏心的腫瘤，只要能量選擇合適，用單野照射就可以獲得比較滿(mǎn)意的劑量分布，且靶區(qū)后的正常組織或重要器官可以得到保護(hù)。隨著電子能量的增加，皮膚劑量和曲線的尾部劑量也增加，電子束治療的優(yōu)越性逐漸喪失。臨床上使用的電子束能量不能太高，一般取4～25MeV，且單野照射比多野照射優(yōu)越。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)高能電子束劑量分布曲線特性腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)（二）治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的基本步驟放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)可以分成兩步1．確定靶區(qū)：首先確定腫瘤病變的位置和范圍以及與周?chē)M織、重要器官的相互關(guān)系。一般可以用X射線照片、CT或MRI等影像學(xué)檢查的辦法獲得。放射治療醫(yī)師勾畫(huà)靶區(qū)和計(jì)劃區(qū)范圍，并預(yù)計(jì)出靶區(qū)的致死劑量和周?chē)＝M織、重要器官的最大允許劑量。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)確定靶區(qū)腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)“最佳劑量”和“治療窗”腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的基本步驟2.射野設(shè)計(jì)：由物理師應(yīng)用放射治療計(jì)劃系統(tǒng)(TPS)初步計(jì)算腫瘤中心劑量、周?chē)匾鞴偌敖M織的最大劑量，借助TPS進(jìn)行射野設(shè)計(jì)，確定照射野大小、楔形板、組織不均勻校正及補(bǔ)償?shù)?，根?jù)臨床劑量學(xué)原則選擇“最佳治療方案”。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)射野設(shè)計(jì)（做幾個(gè)計(jì)劃進(jìn)行比較優(yōu)化）腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)二、治療計(jì)劃的確認(rèn)計(jì)劃確認(rèn)的兩個(gè)過(guò)程：在模擬定位機(jī)上進(jìn)行模擬驗(yàn)證在治療機(jī)上拍攝照射野證實(shí)片腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)三、治療計(jì)劃的記錄與執(zhí)行治療計(jì)劃的執(zhí)行包括四方面的內(nèi)容：仔細(xì)核對(duì)治療計(jì)劃單治療機(jī)物理參數(shù)設(shè)置治療機(jī)幾何參數(shù)的設(shè)置治療擺位時(shí)的體位固定必須嚴(yán)格使用體位固定器和激光定位裝置輔助定位。每次治療前應(yīng)當(dāng)拍攝照射野證實(shí)片以確定治療體位的精度。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)治療計(jì)劃單腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)治療計(jì)劃的記錄與執(zhí)行治療計(jì)劃的記錄包括兩方面的內(nèi)容：治療單應(yīng)當(dāng)記錄的治療機(jī)物理參數(shù)包含：

處方劑量、射線種類(lèi)、射線能量、照射時(shí)間（或加速器跳數(shù)MU）、楔形板角度與楔形因子等；治療單應(yīng)當(dāng)記錄的治療機(jī)幾何參數(shù)包含：

照射野大小、機(jī)架和治療機(jī)頭轉(zhuǎn)角、靶區(qū)深度、照射技術(shù)（等中心或固定源皮距技術(shù)）等。腫瘤放射治療學(xué)的物理基礎(chǔ)第五章X（γ）射線立體定向放射治療掌握內(nèi)容：

X、γ射線立體定向放射治療的概念、X（γ）刀治療的適應(yīng)證熟悉內(nèi)容：

X刀與γ刀臨床應(yīng)用的特點(diǎn)、治療設(shè)備及實(shí)現(xiàn)方式了解內(nèi)容：立體定向放射手術(shù)及立體定向放射治療應(yīng)嚴(yán)格實(shí)施治療保證與質(zhì)量控