Xγ射线射野剂量学教案.pptx

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1、会计学1X射线射野剂量学射线射野剂量学第五章 X（）射线射野剂量学第1页/共162页第一节 人体模型1、射线与人体组织相互作用的研究很难直接在人体内进行。2、模体（phantom）：用人体组织的替代材料（tissue substitutes）构成的模型代替人体。组织替代材料：“模拟人体组织与射线的相互作用的材料”。（ICRU第44号）一、组织替代材料第2页/共162页 3、组织替代材料的选择，应考虑被替代组织的化学组成和辐射场的特点。（考虑作用方式的特点）对X（）射线，总线性衰减系数（或总质量衰减系数）与被替代组织的相同。（注意Z和电子密度的影响）对电子束，总线性（或总质量）阻止本领和总线性（

2、或总质量）角散射本领。一般情况下，适合X（）射线的组织替代材料一定是电子束的组织替代材料。第3页/共162页 对中子束，要求元素构成相同，及C、H、N、O的质量相对份数要相等。对重离子，线性碰撞本领是首选条件。为了保证等体积的组织替代材料与被替代组织的质量相等，要求两者的物理密度必须近似相等。第4页/共162页4、水模（最容易得到、最廉价）对X（）射线、电子束的吸收和散射几乎与软组织和肌肉近似。（用电离室作探头时，必须加防水措施）5、其它组织替代材料有机玻璃、聚苯乙烯最为常见表5-1 人体组织和常用的组织替代材料的物理参数（材料、化学成分、质量密度、电子密度、有效原子序数）第5页/共162页

3、比如原来组织的替代材料是有机玻璃，现在要换成水，该如何进行等效转换？这就涉及到组织替代材料间的转换问题，它决定于被测射线与模体材料的相互作用。二、组织替代材料间的转换第6页/共162页 为 的等效水厚度（cm）。（1）对中高能X（）射线，康普顿效应为主要形式，当两种模体材料的电子密度相等时，则认为它们彼此等效。此时的转换关系式为 第7页/共162页 例如：有机玻璃的分子式(C5O2H8)n，假设其密度为1.18g/cm3。1cm厚的有机玻璃相当于 1.18(0.54/0.555)=1.148cm 水。第8页/共162页 式中 ，为组成模体材料的第i种元素的电子数；为模体材料总的电子数。（2）对

4、低能X射线，光电效应占主要，两种模体材料通过下式等效：第9页/共162页例如：水的有效原子序数 Z有效=（2/10)*(1)3+(8/10)*(8)31/3 =7.421cm厚的有机玻璃相当于 1.186.48/7.42）3=0.79cm水。第10页/共162页（3）对高能X射线，电子对效应占主要，两种模体通过下式等效：式中对水对有机玻璃则1cm有机玻璃相当于 1.18（5.85/6.6）1.05cm水。第11页/共162页（4）对电子束，模体材料是通过模体中电子注量进行等效的：（IAEA，381号）或连续慢化近似射程模体材料转换到水的比例系数（IAEA，277号）第12页/共162页三、模体

5、的分类 由组织替代材料组成的模体是用于模拟各种射线与人体组织和器官相互作用的物理过程。ICRU对各种模体作了如下的分类和定义：（3）人体模体（1）标准模体（2）均匀模体（4）组织填充模体第13页/共162页（1）标准模体（standard phantom）长宽高均为30cm的立方体水模，用于X（）射线、电子束、中子束吸收剂量的测定和比对。对低能电子束，水模体的高度可以薄些，但其最低高度不能低于5cm。（2）均匀模体（homogeneous phantom）用固态或干水组织替代材料制成的片形方块，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。第14页/共162页

6、 人体模体主要用于治疗过程的剂量学研究，包括新技术的开发和验证、治疗方案的验证与测量等，不主张用它作常规剂量的检查与校对。（3）人体模体 分均匀型和不均匀型两种。均匀型是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。不均匀型是用人体各种组织（骨、肺、气腔等）的组织替代材料加工而成的，类似标准人体外形或组织器官的外形。第15页/共162页（4）组织填充模体（bolus）用组织替代材料制成的组织补偿模体，直接放在患者的皮肤上，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，提供附加的对射线束的散射、建成和衰减。它与组织补偿器的区别是：前者必须用组织替代材料制作

7、而且必须放在患者的皮肤上；后者不必用组织替代材料制作而且必须离患者皮肤一定距离。组织补偿器是一种用途特殊的剂量补偿装置。第16页/共162页（1）对X（）射线，校正系数 ，d为替代材料的厚度，为等效水厚度，为替代材料的射线的有效线性衰减系数。用组织替代材料或水替代材料构成的模体进行剂量的比对和测量时，测得的吸收剂量值与通过标准水模体测量得的值相差不能超过1，否则应改用较好的材料，或用下述方法进行修正。四、剂量的准确性要求 第17页/共162页 式中Z为深度，为电子束的连续慢化近似射程，为组织替代材料的密度。（2）对电子束，两种模体射野中心轴上百分深度剂量（PDD）相同时的深度比为：第18页/共

8、162页第二节 百分深度剂量分布放射源（S）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S穿过照射野中心的连线作为射野中心轴。一、有关名词定义第19页/共162页照射野 射线束经过准直器后垂直通过模体的范围，用模体表面的截面大小表示照射野的面积。临床剂量学中规定模体内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。400kV 以下的X射线，取在模体表面；对高能X射线或射线，取在模体表面下射野中心轴上剂量最大点位置，该位置随能量变化，并由能量确定。第20页

9、/共162页 校准点 在射野中心轴上指定的用于校准的测量点。源皮距（SSD）放射源到模体表面照射野中心的距离。源瘤距（STD）放射源沿射野中心轴到肿瘤考虑点的距离。源轴距（SAD）放射源到机架旋转轴和机器等中心的距离。第21页/共162页 射野中心轴上某一深度d处的吸收剂量率 与参考点深度d0处剂量率 的百分比。（一）百分深度剂量定义 二、百分深度剂量对能量低于400kV X射线，对高能X（）射线，第22页/共162页第23页/共162页（二）建成效应第24页/共162页（1）对B型准直器（百分深度剂量曲线特点）剂量建成区域：从表面到最大剂量深度区域，此区域内剂量随深度而增加。对高能X射线，一

10、般都存在建成区域。如果原射线中电子含量少，表面剂量可以很小，但是不能为零，因为各种散射，原射线中总有少量电子存在。对25MV X射线，表面剂量可以小于15。两种不同准直器剂量建成的影响（二）建成效应第25页/共162页（2）对A型准直器由表面85到6mm处达到100，表明入射射线中既含有低能X射线又有散射电子。实验证明，如果将准直器端面离开人体表面1520cm时，大多散射电子可以消除。有些钴-60治疗机的准直器末端封有数毫米的塑料，使得电子建成不发生在体内而在体外，最大剂量点取在表面。如果想要利用电子建成效应来保护皮肤，最好不使用这种准直器。第26页/共162页各种能量的X（）射线的剂量建成情

11、况，能量上升时，表面剂量减小，最大剂量深度随能量的增加而增加。第27页/共162页（3）由于前面两个原因，造成在最大电子射 程范围内，由高能次级电子产生的吸收 剂量随深度的增加而增加，大约在电子 最大射程附近达到最大；形成剂量建成区的物理原因：（1）当高能的X（）射线入射到人体或模体 时，在体表或皮下组织中产生高能次级电 子；（2）高能次级电子要穿过一定的组织深度直至 其能量耗尽后才停止；第28页/共162页（4）但是由于高能X（）射线的强度随组织 深度的增加而按指数和平方反比定律减 少，造成产生的高能次级电子随深度的增 加而减少。第29页/共162页（三）百分深度剂量随射线能量变化第30页/

12、共162页目前，我国临床上用的较多的是钴-60射线和618MV X射线。普通220kV 的X射线使用已不多，个别需要小的百分深度剂量时，可以使用铯-137射线短距离治疗机。表层治疗时，100kV X射线仍然使用，但它可以用420MeV的电子束代替。第36页/共162页 （1）射野面积很小时，由于从其它地方散射到某一点的体积较小，所以散射对百分深度剂量的影响比较小，其表面下某一点的剂量 基本上是由原射线造成的。（2）当射野面积较大时，由于散射射线增多，随之增加。开始时，随面积的增加而加快，以后变慢。（四）射野面积和形状对百分深度剂量的影响第37页/共162页（3）百分深度剂量随射野面积改变的程度

13、取决于射线的能量。低能时（如220kV X射线），由于各个方向的散射基本相同，所以百分深度剂量随射野面积变化较大。高能时，由于散射射线主要向前，所以百分深度剂量随射野面积改变较小。对22MV、32MV高能X射线，百分深度剂量几乎不随射野面积而变化。第38页/共162页第39页/共162页（4）射影形状对百分深度剂量的影响（射野等效问题）各种大小方形野的百分深度剂量随组织深度的变化用列表的方法给出。其它不规则野和矩形野，需要对方形野作等效变换。射野等效的物理意义：如果使用的矩形或不规则野在其射野中心轴上的百分深度剂量与某一方形野的相同时，该方形野叫做所使用的矩形野或不规则野的等效射野。第40页/

14、共162页 射野等效的物理条件与精确计算：采用原射线和散射线剂量分别计算，由于原射线贡献的剂量不随射野面积和形状变化的，射野的面积和形状只影响散射射线的贡献，所以射野等效的物理条件是对射野中心轴上诸点的散射贡献之和相等。第41页/共162页 临床上的等效方法：采用面积/周长比法。如果两个野面积/周长比相同，则认为等效。设矩形野长a、宽b，方形野边长为s所以第42页/共162页例如：10cm20cm矩形野，s13.3cm（表52中为13.0cm）10cm15cm矩形野，s12.0cm（表52中为11.9cm）由于窄的长条矩形野，用上式计算所得与表中值相差较大，建议用表中的数据。第43页/共162

15、页面积/周长比法虽然没有很好的物理基础，只不过是个经验公式，但在临床上得到广泛的应用。对圆形野，只要面积与某一方形野近似相同，就可认为等效，即s1.8r。第44页/共162页（五）源皮距对百分深度剂量的影响源S1、S2照射到皮肤上的P1和P2点在最大剂量深度dm处的面积均为A0某一深度d处，面积分别为A1和A2第45页/共162页 式中 为原射线的衰减；为射野面积即散射射线的影响。根据百分深度剂量特性和距离平方反比定律，Q1点百分深度剂量为第46页/共162页 对相同面积的射野，若f1A2，PDD1与小于PDD2，说明f短时，相同深度处PDD变小，即相同深度处近距离治疗机的百分深度剂量较小，远

16、剂量治疗机的百分深度剂量较大。同样，Q2点的百分深度剂量为：第47页/共162页 在dm处射野面积相同，但源皮距不同，源皮距小的d处的射野比源皮距大的d处的射野面积大，散射条件不同，因此实际百分深度剂量随源皮距增加的程度始终小于F。两种源皮距下的PDD的比值：第48页/共162页 例：设钴-60射线，SSD80cm，d10cm，15cm15cm射野，其百分深度剂量PDD58.4。求当源皮距为100cm时，相同射野和深度时的百分深度剂量？可近似将一种源皮距的百分深度剂量换算成另一种源皮距的百分深度剂量：第49页/共162页第三节 组织空气比一、组织空气比定义及影响因素第50页/共162页（一）组

17、织空气比定义肿瘤中心（旋转中心）处小体积软组织中的吸收剂量率同一空间位置空气中一小体积软组织内的吸收剂量率第51页/共162页 从TAR的定义可看出，组织空气比是比较两种不同散射条件（空气和组织）在空间同一点的吸收剂量率之比，其值的大小与源皮距无关。因此，组织空气比可以看成无限源皮距处的百分深度剂量。（二）源皮距对组织空气比的影响第53页/共162页 对高能的X（）射线，组织空气比从表面开始随组织深度的增加而增加，达到最大值后，随深度的增加而减少。（三）射线能量、组织深度和射野大小对组织 空气比的影响类似于对百分深度剂量的影响第54页/共162页 随着射野增大，组织空气比随深度的变化较为复杂。

18、但因高能X（）射线，仍可用上式确定。式中 为给定的模体材料和射线能量的窄束的平均线性衰减系数。窄束或零野照射时，由于没有散射线，在最大剂量深度dm以后，组织空气比近似随深度增加呈指数衰减：第55页/共162页反向散射决定于患者身体的厚度、射线的能量及射野面积和形状，但与源皮距无关。二、反散射因子 反散射因子（BSF）：为射野中心轴上最大剂量深度处的组织空气比。第56页/共162页（1）反向散射与患者身体厚度的关系 随厚度的增加而增加，但在10cm左右达到最大值。一般患者至少都有这个厚度，因此大多不考虑厚度对反向散射的影响。第57页/共162页 对低能X射线，散射各向同性，低能时散射光子的能量很

19、低，不能穿透较大的距离。虽然散射线强度很大，但散射贡献的体积却很小，所以百分反向散射较小。随着能量的增加，有较多的光子向前散射，减小了散射强度，但由于穿透力增加，散射贡献的体积增大，结果造成有较大的百分反向散射。能量更高时，由于光子主要向前散射，百分反向散射减小。（2）射线能量的影响第58页/共162页第59页/共162页 照射野面积增加时，反向散射的剂量百分率也增加。因为射野面积增大时，P点周围向P点散射的体积增加。注意：同等面积的矩形野和圆形野，反向散射剂量百分率是不同的。一般反散射因子用圆形野测量的，而矩形反散射因子由等效野半径办法求得。（3）反向散射与照射野大小和形状的关系第60页/共

20、162页三、组织空气比与百分深度剂量的关系第61页/共162页 设TAR（d，FSZd）为Q点处的组织空气比，FSZd，FSZ分别为深度d和皮肤表面处的射野大小。根据距离平方反比定律：FSZd和FSZ的关系：根据TAR的定义，则有或：第62页/共162页根据百分深度剂量的定义，有：或：因为：第63页/共162页四、不同源皮距百分深度剂量的计算 组织空气比法（a）F因子法，它只考虑了源皮距，没有考虑到计算深度处射野面积随源皮距变化的影响，误差较大。（b）组织空气比法，计算精度较高。第64页/共162页两式相比:当没有组织空气比表可查时，可利用下式进行换算:对于高能X射线，当能量高于8MV时，因百

21、分深度剂量随射野大小的变化较小，反散射因子接近于1。第65页/共162页例1、一位患者，用HVL3.0mm Cu 的深部X射线治疗，设机器的输出量是在空气中测量的照射量率。已知：SSD50cm，FSZ8cm8cm，SSD50cm时机器的输出照射量率为100R/min，d5cm时PDD64.8，BSF1.20，伦琴拉德转换因子为0.95，求肿瘤剂量给200cGy，所需要的照射时间。第66页/共162页空气中的吸收剂量率 空气中的照射量率伦琴拉德转换因子 1000.95 95cGy/min 模体表面的吸收剂量率空气中的吸收剂量率BSF951.2 114cGy/min第67页/共162页例2、一位患

22、者，用钴-60射线治疗。条件是：等中心照射，d10cm，FSZ6cm12cm，SAD80cm时，空气中的吸收剂量率120cGy/min，TAR（10cm，8cm8cm）0.681，求给200cGy肿瘤剂量时，所需要的照射时间。第68页/共162页 等效方形野的边长 2（126）/（126）8cm 所以 TAR（10cm，8cm8cm）0.681第69页/共162页 散射空气比（SAR）定义为模体内某一点的散射剂量率与该点空气中的吸收剂量率之比。六、散射空气比 与源皮距无关，只与射线能量、组织深度和射野大小有关。第72页/共162页模体内某一点：散射剂量总的吸收剂量原射线剂量所以 散射空气比组织

23、空气比零野的组织空气比 零野的物理意义是没有散射线，所以 表示了射野的原射线的剂量。第73页/共162页 在等中心照射时，利用百分深度剂量进行剂量的计算遇到困难，组织空气比可以克服这一点，但是TAR的缺点是它必须测出空气中计算点处的吸收剂量率。因射线能量增加时，电子平衡不能建立，测量变得困难，误差也变大了。Holt提出组织最大剂量比的概念。第四节 组织最大剂量比第78页/共162页 模体内任意一点的剂量都是原射线和散射线剂量贡献之和。原射线：是指从放射源（或X射线靶）射出的原始的X（）光子。它在空间或模体中任意一点的注量遵从距离平方反比定律和指数吸收定律。散射线：包括（1）原射线与准直器系统相

24、互作用产生的散射光子；（2）原射线或穿过准直器系统和射野挡块后的漏射光子与模体相互作用产生的散射线。一、原射线和散射线第79页/共162页有效原射线散射线（1）原射线辐射质比较硬，穿透能力比较强，对输出剂量的影响类似于原射线的影响有效原射线剂量原射线剂量散射线（1）剂量散射线剂量：由模体散射线产生的剂量第80页/共162页 由于有效原射线的影响，射野的输出剂量随射野面积的增大而增加的，描述这种变化用射野输出因子（OUF）。射野输出因子（OUF）：射野在空气中的输出剂量率与参考野（10cm10cm）在空气中的输出剂量率之比。射野输出因子也就是准直器的散射因子Sc。二、射野输出因子和模体散射因子第

25、81页/共162页第82页/共162页 在准直器系统产生的散射线中，对剂量贡献主要来自于一级准直器和均整器所产生的散射线，治疗（二级）准直器所产生的散射线对剂量的贡献不到1，因此治疗准直器（包括射野挡块）只作为有效原射线的开口影响Sc大小，它本身产生的散射线对Sc的影响可以忽略。准直器系统各组成部分对OUF或Sc的影响情况：第83页/共162页射野输出因子的测量：一般用带有剂量建成套的电离室在空气中直接测量小射野的剂量率，与参考野（10cm10cm）的剂量率相除后得到射野输出因子（OUF或Sc）。测量射野输出因子时应注意：射野范围的大小必须大于建成套的直径。第84页/共162页Sc测量示意图第

26、85页/共162页模体散射校正因子（Sp）：射野在模体内参考点（一般在最大剂量点）深度处的剂量率与准直器开口不变时（即OUF或Sc不变）参考射野（10cm10cm）在同一深度处剂量率之比。第86页/共162页总散射校正因子（Sc,p）：射野在模体中参考点深度处的输出剂量率与参考野在模体中同一深度处的输出剂量率之比。它是为由准直器和模体的散射线共同造成的。Sc,p测量示意图第87页/共162页特别说明：（a）上述OUF（Sc）和Sp（通过Sc,p）的测量只对方形野，矩形野则必须转换成方形野。（b）具体转换时，Sc、Sc,p要考虑到钴-60与加速器其输出剂量的不同监测方式，受到射野边长比的影响，而

27、Sp不受射野边长比的影响。第88页/共162页 组织模体比（TPR）：为模体中射野中心轴上任意一点的剂量率与空间同一点模体中射野中心轴上参考深度（t0）处同一射野的剂量率之比。三、组织模体比和组织最大剂量比不要与PDD的定义混淆相应的散射线部分定义为散射模体剂量比（SPR）第89页/共162页QQm*PQ为考虑点；P为当前条件下，射野中心轴上最大剂量点；Qm为Q点成为最大剂量点的情况。第90页/共162页当t0dm时，TPR变为TMR。组织最大剂量比:对相同X（）射线的能量，因为dm随射野增大而减小，随源皮距的增大而增大，故dm应取最小射野和最长源皮距时的值。第91页/共162页其中：，零野的

28、TMR（d，0）代表了有效原射线剂量。构成TMR的散射线剂量虽然随射野增大而增加，但这种增加是由于模体的散射，而与准直器的散射无关。TMR与百分深度剂量的关系：第92页/共162页推导上式：第93页/共162页FSZ0是参考野第94页/共162页 对钴-60射线，因组织空气比已有标准表，因此可将TAR转换成TMR值：第95页/共162页 散射最大剂量比（SMR）：模体中射野中心轴上任意一点的散射剂量率与空间同一点模体中射野中心轴上最大剂量点处有效原射线剂量率之比。由下式计算：四、散射最大剂量比最大剂量点处第96页/共162页 根据散射最大剂量比和散射空气比的定义，对钴-60射线，SMR值与SA

29、R值相等。但对高能X射线，SMR值必须按上式计算。因在最大剂量点处TMR等于1，SMR在该点的值为：第97页/共162页等剂量曲线：将模体中百分深度剂量相同的点连结起来，即成等剂量曲线。第五节 等剂量分布与射野离轴比一、等剂量分布第98页/共162页第99页/共162页等剂量曲线的特点：（1）同一深度处，射野中心轴上的剂量最高，向射野边缘剂量逐渐减少。（2）在射野边缘附近（半影区），剂量随离轴距离增加而逐渐减少。由几何半影、准直器漏射和侧向散射引起的射野边缘的剂量渐变区，称为物理半影，通常用80和20等剂量线间的侧向距离表示物理半影的大小。（3）射野几何边缘以外的半影区的剂量主要由模体的侧向散

30、射、准直器的漏射线和散射线造成。（4）准直范围外较远处的剂量由机头漏射线引起。第100页/共162页第101页/共162页（1）能量对等剂量分布的影响 能量不仅影响百分深度剂量的大小，而且影响等剂量分布的形状和物理半 影宽度。第102页/共162页第103页/共162页l三组曲线的线束边缘很不相同。l200kV X射线的边缘散射多，并明显随射野增大。钴-60射线和高能X射线边缘散射少，随射野增大不明显。l射野中心部分等剂量曲线由弯曲逐渐平直。第104页/共162页（2）半影大小对等剂量分布的影响SSD75cm第105页/共162页 半影越大，线束边缘等剂量分布曲线越弯曲，外侧的剂量降落区域越宽

31、，线束边缘越不清晰。对于半影为31mm的钴60治疗机，已失去了钴-60射线原有的优点。高能X射线，由于靶体积很小，几何半影几乎为零，但因准直器的漏射和少量的侧向散射，仍然有物理半影。第106页/共162页是描述射野剂量分布特性的一个重要指标。（3）射野平坦度和对称性射野平坦度：在等中心处（位于10cm模体深度下）或标称源皮距下10cm模体深度处，80射野宽度内最大、最小剂量偏离中心轴剂量的相对百分数m。按国际电子委员会（IEC）标准，射野平坦度应好于3。第107页/共162页射野对称性：在80射野宽度范围内，取偏离中心轴对称的两点的剂量率的差值与中心轴上剂量率的比值的百分数。其大小也应不超过3

32、。第108页/共162页二、加速器X射线束射线质的变化规律第109页/共162页 均整器的锥形结构对沿准直器轴线的射线吸收最多，对偏离准直器轴线的射线吸收逐渐减少，造成射线质在准直器轴线上最硬，随离轴距离增大逐渐变软。第110页/共162页 的大小反映了与射野中心轴垂直的射野截面内的剂量分布情况。射野等剂量分布曲线的另一种表示方法。三、射野离轴比（1）离轴比值（OAR）：射野中任意一点 的剂量率与同一深度处中心轴上的剂量率 的比值。第111页/共162页第112页/共162页影响射野中心轴百分深度剂量的因素：射线的能量、组织深度、射野大小和源皮距。影响射离轴比的因素：源到准直器的距离、准直器和

33、均整器的设计、放射源的大小等。（2）离轴比的影响因素第113页/共162页半影大小不同，造成射野截面的剂量分布有较大差别。钴-60治疗机，因放射源有一点大小，因此半影随机器而异。第114页/共162页（3）随离轴距离的变化情况 钴-60射线束和加速器X线束在较大深度处的离轴比值均小于或等于1，并随离轴距离的增加而减小。第115页/共162页 将不同深度处的离轴比分布数字化，变成1.0、0.95、0.90、0.10等，并将其离轴比值相同的点连接起来，构成“等离轴比”线，成为等剂量曲线的另一种表示方法，具有等剂量曲线的一切性质。（4）等离轴比线第116页/共162页（a）近似为一条直线（b）与射野

34、中心轴的夹角随离轴比值的减小而增加，有助于用数学的方法对它们进行描述。等离轴比线的特点：第117页/共162页对加速器和钴-60治疗机的剂量计算作实例说明:第六节 处方剂量计算等中心给角照射技术（SAD照射）固定源皮距照射技术（SSD照射）第118页/共162页 对已确认的射野安排，欲达到一定的靶区（或肿瘤）剂量DT，换算到标准水体模内每个使用射野的射野中心轴上最大剂量点处的剂量Dm，单位为cGy。一、处方剂量DTDm 为方便，通过相应的射野输出因子（Sc和Sp）表示成参考野10cm10cm标称源皮距或标称源轴距时的处方剂量Dm，单位为cGy。DTDmDm第119页/共162页 对加速器上的剂

35、量仪，一般使参考野在标称源皮距（SSD）或标称源轴距（SAD）处，标定成1cGy1MU，MU为加速器剂量仪的监测跳数。此时，处方剂量是用MU为单位表示的剂量。对钴-60治疗机，因照射时的剂量率可认为是稳定的，处方剂量是通过标称源皮距（SSD）或标称源轴距（SAD）处的剂量率表示成照射时间，单位为s。第120页/共162页注意：处方剂量并不等于靶区剂量；它通过相应的射野安排和照射技术与靶区剂量发生联系。比如，同样的射野安排和相同的照射技术，使用不同能量的射线，得到相同的靶区剂量DT时，处方剂量Dm却不相等。第121页/共162页 SSD照射：加速器上的剂量仪的读数，在标称SSD（通常SSD100

36、cm）和模体内10cm10cm射野中心轴上最大剂量点处，用标准的或经过校准的工作型剂量仪进行标定，刻度为：1MU1cGy。根据下式，由靶区（或肿瘤）剂量DT可计算出处方剂量Dm，单位为MU。二、加速器剂量计算第122页/共162页 式中FSZ为表面射野大小，FSZ0为等中心处的射野大小，二者的关系为 ，如果射野输出因子OUF在SAD测量，同时SSDSAD，则式中的FSZ0FSZ。SSD因子表示为：SCD为校准测量时源到电离室中心的距离。如果测量是在标称源皮距处进行，则SSD因子1。第123页/共162页15cm15cm100cm20cm10cm10cm12.5cm12.5cm第124页/共16

37、2页10cm10cmSCD20cm10cm（a）10cm10cmSSD20cm10cm（b）第125页/共162页例1 能量为8MV的X射线，加速器剂量仪在SSD100cm，dm2cm处，10cm10cm射野，校准为1MU1cGy，若一个患者的肿瘤深度d10cm，用15cm15cm射野，SSD100cm，求每次肿瘤剂量给200cGy时的处方剂量Dm。根据已知条件，查表PDD（d，1515）72.65，OUF（1515）1.025，Sp（1515）1.011，代入处方剂量计算公式。第126页/共162页例2 上例患者如果改用SSD120cm照射，求应给的处方剂量Dm。在等中心处的射野大小为 代入

38、处方剂量计算公式，得 第127页/共162页 式中 ，SCD为源到电离室中心的距离。等中心给角照射：等中心照射，一般用TMR值计算。如果加速器测量仍按上述方法校准，则SAD技术的处方剂量Dm由下式计算：第128页/共162页 Sp（66）0.989，代入SAD技术的处方剂量计算公式，得例3 肿瘤深度d8cm，等中心照射，射野6cm6cm，能量8MV X射线，DT200cGy，求Dm。查表，得TMR（8，66）0.862，OUF（66）0.97，第129页/共162页 计算方法同上。例4 肿瘤深度d8cm，FSZ15cm15cm，SSD100cm，10cm10cm射野在d0.5cm处的剂量率为1

39、30cGy/min（SSD80cm），DT200cGy，求Dm。三、钴-60剂量计算第130页/共162页 查表，OUF（1212）1.012，Sp（1515）1.014，PDD（8，1515，SSD100）68.7，第131页/共162页 为了适应临床治疗的需要，通常在射线束的途径上加上特殊滤过器或吸收挡块，对线束进行修整，获得特定形状的剂量分布。第八节 楔形照射野 楔形滤过板（简称楔形板）是最常用的一种滤过器，它是一种射线束剂量分布的修整装置，通常用高密度材料如铜或铅做成的楔形挡块。第132页/共162页楔角板宽板长第133页/共162页当处于远源位置时，必须保证楔形板离开模体表面或皮肤至

40、少15cm，避免增加高能X（）射线的皮肤剂量。楔形板的位置连同固定托架通常放在准直器上侧近源位置（Philips SL系列加速器）准直器下侧远源位置（例如Varian 或Siemens加速器及钴-60治疗机）第134页/共162页 原则上，从能量为250kV 的X射线、钴-60射线到高能X射线，都可以用楔形板来修整其平野的剂量分布。按（ICRU）统一规定，这种作用，用楔形角表示，并且应定义在某一参考深度处。一、楔形野等剂量分布与楔形角定义第135页/共162页 当具有一定能量的X（）射线进入人体后，随深度的增加，射线的能量因散射线愈来愈多而逐渐降低，因此楔形野的等剂量曲线曲线（例如90，80，

41、60，50，）不可能彼此平行。也就是说，楔形角随深度增加愈来愈小。入射线能量愈低，随深度变化愈大；入射线的能量愈高，随深度变化愈小。传统用的楔形角为：15o、30o、45o、60o。第136页/共162页入射线的能量愈高，随深度变化愈小。第137页/共162页入射线能量愈低，随深度变化愈大。第138页/共162页 使用楔形板后，不仅改变了平野的剂量分布，而且也使照射野的输出剂量减少。这种减少的程度，用楔形因子FW来描述，它定义为加和不加楔形板时射野中心轴上某点的剂量率之比：二、楔形因子第139页/共162页 楔形因子一般用测量方法求得，取楔形角定义的参考深度，即d10cm。显然，用楔形过虑板后

42、某一深度的百分深度剂量为：第140页/共162页楔形野剂量计算问题第141页/共162页 钴-60射线，SSD75cm，FSZ1FSZ26cm6cm，45o楔形野垂直照射治疗上颌窦。I野的肿瘤深度d15cm，II野的肿瘤深度d26cm。已知：射野6cm6cm，Fw0.70，求I，II各给多少处方剂量才能在肿瘤中心P点得到剂量6000cGy？例1第142页/共162页 查：钴-60，SSD75cm的百分深度剂量表，得：PDD1平(5，66)74.2，PDDII平(6，66)68.9。所以，PDD1W(5，66)74.20.751.9，PDDIIW(6，66)68.90.748.2。第143页/共

43、162页 设肿瘤剂量由I，II野平均分担，则它们的处方剂量Dm分别为：Dm1、Dm2为不加楔形板时，最大剂量深度处平野的剂量。第144页/共162页如上例，设SSD75cm时，10cm10cm射野的输出剂量率（在模体的dm处）为80cGy/min，每次肿瘤剂量200cGy，两野照射，求I、II野的照射时间？查表得：例2第145页/共162页 所谓一楔合成，就是将一个楔形角较大如取楔形角等于60o的楔形板作为主楔形板，按一定的剂量比例与平野轮流照射，合成0o60o之间任意楔形角的楔形板。三、一楔合成第146页/共162页 主楔形板的楔形角 与合成后的楔形角 之间的关系：主楔形野的肿瘤剂量分额 第

44、147页/共162页合成后楔形角为 的楔形野的楔形因子：平野照射剂量主楔形板野照射剂量主楔形板的楔形因子第148页/共162页 平野和主楔形板野在处方剂量中所占的剂量份额配比为：利用 被平野代替照射的剂量主楔形野照射的剂量第149页/共162页主要有三个方面：（1）为了解决诸如上颌窦等偏体位一侧肿瘤用两野交叉照射时剂量不均匀问题。选定合适角度的楔形板，可得到较理想的适合靶区的剂量分布。（2）利用合适角度的楔形板，对人体曲面和缺损组织进行组织补偿，能取得较好的剂量分布。四、楔形板的临床应用方式及其计算公式第150页/共162页（3）利用楔形板改善剂量分布，以适应治疗如胰腺、肾等靶体积较大、部位较

45、深的肿瘤。第151页/共162页 （式中为组织斜面入射角，K值依赖于具体射线质：对于8MV X射线，K0.466；对于钴-60射线，K0.389。选楔形角 （式中为两楔形野中心轴交角）b、利用楔形板作组织补偿楔形板三种应用方式，其相应的计算公式如下：a、两楔形野交角照射第152页/共162页 c、利用两野（B2、B3）对穿照射造成“内野”与另一平野（B1）构成三野照射 B2、B3应使用的楔形角 三个射野的处方剂量比：肿瘤剂量比为1.0：0.5：0.5。第153页/共162页u先在靶区和被保护的器官之间确定AA平面；u通过靶区中心作AA的平行线，确定B2、B3的射野中心轴；uB1野一般与B2B3

46、野垂直，但依靶区形状和靶区与周围重要器官的关系，可以适当转一定角度；布野方法：计算楔形角的值以3o的允许误差取5o的整数倍的标称楔形角，即第154页/共162页 固定角度的楔形板及一楔合成用的主楔形板均称为物理楔形板。物理楔形板在实际临床应用中存在的问题，主要表现在如下三个方面：五、动态楔形野第155页/共162页（1）楔形角一旦确定，整个射野内的剂量 分布几乎不变；（2）物理楔形板为一种射线滤过器，对射 线质还是有些影响，特别是沿楔形方 向；（3）加了物理楔形板之后，射野输出剂量 率减低，照射时间加长。采用动态野可以克服上述问题。动态野是利用独立准直器的运动来实现的。第156页/共162页第

47、157页/共162页作业：1、什么是“建成效应”？致成剂量建成区的物理原因是什么？2、60Co，PDD55.6，FSZ10cm10cm，SSD=100cm，BSF1.036，dm0.5cm，求，d=10cm处的TAR。3、用深部x线机进行治疗，深度为10cm，面积为10cm10cm，PDD(10，1010，100)75.2，机器的BSF=1.123，SSD时输出为54R/min，f因子为0.93rad/R，治疗剂量DP150rad，求需要照射多长的时间?（dm0.5cm）第160页/共162页作业：4、在60Co治疗机上进行放射治疗，肿瘤深度为10cm表面射野为15cm15cm，源皮距为80cm。在参考深度0.5cm处的吸收剂量率为1.2Gy/min是在源皮距为80cm和表面射野为10cm10cm的条件下测量的。现设射野输出因子为1.012，体模散射因子为1.014，求在肿瘤剂量为3Gy时的处方剂量（即照射用的时间）？PDD(10,1515，80）58.4 第161页/共162页