肿瘤放射物理学 超简略学习笔记医学心理学肿瘤学高等教育大学课件.pdf

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1、学习好资料 欢迎下载 将单质看成单个原子，将化合物作质量加权处理后，每克电子数AAeNMZN，电子数密度（单位体积电子数）AeNn 衰变常数NdtdN，放射性活度teANA0 BqCi10107.31 693.021T X光子和非单质的相互作用可以等效为与一单质的相互作用，这种单质用有效原子序数来表示，mnmiiZZ1，其中m取 3 到 3.8，niiijjjjMZwMZw1/光电效应为光子将轨道电子电离留下空位，外层电子退激发出X射线或将能量传递给更外层电子将其电离（俄歇电子），光电效应的与8.33Z成正比，与3h成反比 康普顿效应为光子将一部分能量用于电离轨道电子，自己损失能量后改变运动方

2、向，康普顿效应的c与原子序数无关，随能量增大而减小 电子对效应为光子从原子核旁经过，在库仑场的作用下生成一对正负电子，其p随原子序数增大而迅速增大，随能量增大而增大 能量从小（keV200）到大（MeV5）为光康电 线性衰减系数IdtdI，质量衰减系数 在空气中，X辐射产生的次级电子所电离出的同一种符号的离子总电荷量dQ与dm的比值为照射量X，单位是库伦每千克，伦琴和它的关系是141058.21KgCR，照射量不考虑轫致辐射产生的电离 吸收剂量为不仅仅考虑空气时，照射量所转化成的能量，物质对辐射的吸收就是辐射产生的次级电子对物质原子的电离和次级电子产生的轫致辐射对物质原子的电离，这过程中有次级

3、电子的动能被物质吸收，吸收剂量不考虑轫致辐射的部分，D的单位111KgJGy，和拉德的关系是RadGy1001 学习好资料 欢迎下载 比释动能是吸收剂量加上轫致辐射后总的次级电子的动能被物质吸收的部分，单位也是戈瑞，符号为K 在电子平衡的情况下（考察点的体积尺度远大于次级电子的射程，X辐射能量较低，物质成分均匀），比释动能等于吸收剂量，在空气中，且电子平衡，则有eWXDKaa，e为每一离子的电荷，CJeW/97.33 MLC 多叶准直器三种安排叶片的位置为 内交-保护靶周围器官和组织 外交-保证足够剂量 中点交 OAR 危及器官，LET 传能线密度，RBE 相对生物效应，OER 氧增加比，mk

4、eV/10用来区分高低 LET 射线，RBE 越高，OER 越小越好，高 LET 射线下能达到 SAD 源等中心距 SSD 源皮距 STD 源瘤距 PDD 百分深度剂量（小于kV400射线参考点取体表）矩形野或其它野需要转化成方野 TAR 组织空气比 反射因子 BSF 为最大剂量深度处的 TAR FSZ 表示射野面积 SAR 散射空气比 TPR 组织模体比 OUF 射野输出因子 S 准直器散射因子 SPR 散射模体剂量比 TMR 组织最大剂量比 SMR 散射最大剂量比 能量从低到高的等剂量分布为 楔形板的楔角和使用楔形板后等剂量曲线与水平方向的夹角楔形角不同 OAR 射野离轴比 POAR 原射

5、线离轴比 BF 边界因子 切线野照射时治疗乳腺癌体外照射最常用的方法 常数放射性活度光子和非单质的相互作用可以等效为与一单质的相互作用这种单质用有效原子序数来表示其中取到光电效应为光子将轨道电子电离留下空位外层电子退激发出射线或将能量传递给更外成正比与成反比层电子将其电离应的与原子序数无关随能量增而减小电子对效应为光子从原子核旁经过在库仑场的作用下生成一对正负电子其随原子序数增而迅速增随能量增而增能量从小到为光康电线性衰减系数质量衰减系数在空气中辐射产生的次级电子所电离生的电离吸收剂量为不仅仅考虑空气时照射量所转化成的能量物质对辐射的吸收就是辐射产生的次级电子对物质原子的电离和次级电子产生的轫

6、致辐射对物质原子的电离这过程中有次级电子的动能被物质吸收吸收剂量不考虑轫致辐学习好资料 欢迎下载 TBI 为 X射线全身照射 BMT 骨髓移植 PB-SCT 外周血干细胞移植 STBI 单次全身照射 FTBI 分次全身照射 IP 间质性肺炎 高能电子束由于有射程可以有效避免靶区后深度组织的照射，但皮肤剂量相对较高 散射箔或者电磁偏转将电子束展宽，电子限光筒形成射野并且利用散射电子增加电子以弥补射野边缘剂量的不足 高能电子束的百分深度剂量分布分为剂量建成区，高剂量坪区，剂量跌落区，X 射线污染区 电子束治疗的计划设计：能量与射野的选择 电子束的斜入射修正 组织不均匀性修正 电子束补偿 射野邻接

7、挡铅技术将不规则野改成适合靶区 近距离照射分为腔内照射，组织间插植照射，管内照射，表面施源器照射 近距离照射满足平方反比定律 系统指治疗体积内获得一适宜的剂量分布，要求必须遵循的一系列放射源分布的规则，如使用放射源的类型，强度，应用的方法和几何设置 低剂量率照射（LDR）hGy/24.0，高剂量率照射（PDR）hGy/12 腔内照射的斯德哥尔摩系统使用较高强度的放射源分次照射，巴黎系统用低强度放射源连续照射，曼彻斯特系统基于巴黎系统 ICRU 法为中国医学科学院肿瘤医院从斯德哥尔摩系统发展来的 MTD 为最小靶剂量 MCD 为平均中心剂量 150%的 MCD 为高剂量区，90%的 MCD 为低

8、剂量区 分次照射间隔小于 1 天，大于等于 4 小时，为超分割照射；间隔小于 4 小时，以多次高剂量率照射模拟连续低剂量率照射的方式为脉冲式照射 靶区 TV 体表 SK 立体定向插植实现步骤：患者治疗部位影像资料和立体定位参数的获取 三维图像重建 确定插植方向 确定靶剂量 剂量优化 立体定向插植的实施 剂量优化算法 LLS 和 QP CI 靶区覆盖指数为接受的剂量等于或大于处方剂量范围的体积和总靶区体积的分数 EI 靶外体积指数为接受的剂量等于或大于处方剂量范围的靶外体积与总靶区体积的分数 HI 靶区剂量均匀性指数指 1 到 1.5 倍的剂量的靶区体积占总靶区体积的分数 常数放射性活度光子和非

9、单质的相互作用可以等效为与一单质的相互作用这种单质用有效原子序数来表示其中取到光电效应为光子将轨道电子电离留下空位外层电子退激发出射线或将能量传递给更外成正比与成反比层电子将其电离应的与原子序数无关随能量增而减小电子对效应为光子从原子核旁经过在库仑场的作用下生成一对正负电子其随原子序数增而迅速增随能量增而增能量从小到为光康电线性衰减系数质量衰减系数在空气中辐射产生的次级电子所电离生的电离吸收剂量为不仅仅考虑空气时照射量所转化成的能量物质对辐射的吸收就是辐射产生的次级电子对物质原子的电离和次级电子产生的轫致辐射对物质原子的电离这过程中有次级电子的动能被物质吸收吸收剂量不考虑轫致辐学习好资料 欢迎

10、下载 OI 超剂量体积指数指 2 倍 治疗增益比为肿瘤控制率和正常组织损伤率之比，治疗比大于 1 才可能治愈 治疗比为正常组织耐受剂量和肿瘤致死剂量之比 并行组织并发症概率受照射体积和平均剂量的影响，串行组织的放射并发症主要取决于最大剂量 临床剂量学四原则：肿瘤剂量准确 治疗的肿瘤区域内，剂量变化不超过 5%照射野的设计要提高治疗区域内的剂量，降低照射区正常组织的受量 保护肿瘤周围重要器官 肿瘤区 GTV 临床靶区 CTV 内靶区 ITV 计划靶区 PTV 治疗区 TV 照射区 IV 冷热剂量区 CTV 的下上 5%考虑靶区最大剂量时要求面积至少为 2 平方厘米 靶区平均剂量 MTD 靶区模剂

11、量为出现频率最多的剂量 靶区热点为 ITV 外大于规定的靶剂量的热剂量区的范围 靶剂量（名义剂量）为有效控制肿瘤的致死剂量 危及体积是 RV 体外照射有固定源皮距 SSD 技术，等中心定角 SAD 技术，旋转 ROT 技术 正交野中心轴相互垂直但不相交 肿瘤内泛氧细胞的氧化原理类似于消除铁锈 晚反应正常组织的修复能力比肿瘤组织的强 晚反应组织在整个治疗过程中细胞基本不增殖，肿瘤组织相反 分次照射有利于泛氧细胞治疗 肿瘤控制概率 TCP 表示 95%杀灭概率，用95TCD表示 肿瘤控制率和正常组织无并发症概率的乘积UTCP 每个功能单元的损伤是随机的，彼此独立发生的有脊髓，神经，小肠 只有足够多

12、的功能单元同时受损，整个组织或器官才可能受损的有肺，肝和肾 常规每周 5 次，每次 200cGy，共 25 此，改为每周 3 次，共 21 次 TDF 模型下3169.0538.110 xndTDF要保持相等，其中x为每次治疗的时间间隔，d为每次剂量，n为总次数 L-Q模型下若总治疗时间不同01TTKdNdBED要保持相等，T为以天为单位的总治疗时间，N为总的次数，对于晚反应组织，肿瘤组织和早反应组织，K和0T可分别查表，若总的治疗时间相同（周计），则无需考虑细胞增殖，舍去后面减去的式子 常数放射性活度光子和非单质的相互作用可以等效为与一单质的相互作用这种单质用有效原子序数来表示其中取到光电效

13、应为光子将轨道电子电离留下空位外层电子退激发出射线或将能量传递给更外成正比与成反比层电子将其电离应的与原子序数无关随能量增而减小电子对效应为光子从原子核旁经过在库仑场的作用下生成一对正负电子其随原子序数增而迅速增随能量增而增能量从小到为光康电线性衰减系数质量衰减系数在空气中辐射产生的次级电子所电离生的电离吸收剂量为不仅仅考虑空气时照射量所转化成的能量物质对辐射的吸收就是辐射产生的次级电子对物质原子的电离和次级电子产生的轫致辐射对物质原子的电离这过程中有次级电子的动能被物质吸收吸收剂量不考虑轫致辐学习好资料 欢迎下载 多程治疗下，如第一周和第二周都是 5 次，每次 250cGy，第三周休息，第四

14、周又是，第五周休息，第六周 5 次要求剂量满足和常规每周 5 次，总共 30 次，每次 200cGy的治疗一样的效果 TDF 模型下作衰减修正 3169.0538.111.0538.111.0538.13169.0538.1105753528250521142501010304220030d 外照射的 TDF 如上计算，近距离照射的 TDF 用335.11076.4 TrTDF，其中T为小时计的插植时间，r为每小时的剂量 用 L-Q模型时，考虑总的照射时间是否相等，外照射的 BED 如上计算，近距离照射的 BED用TeRRTBEDT1121，其中R为每小时的剂量，T为小时计的照射时间，其它可查

15、表 REV 医生方向观 BEV 射野方向观 DVH 剂量体积直方图 电子射野影像系统 EPID 低熔点铅 LML 笔形束为通过无限小面积的窄电子束 治疗方案的优化应该贯穿整个放射治疗的计划设计和执行的过程，包括靶区和重要器官范围的确定，治疗目标的选择和物理方案的设计和实施 生物目标函数就是使经过照射后肿瘤的复发概率最低而正常组织或器官的损伤最小，即使UTCP最大 最少抗拒线为从入射的皮肤表面到肿瘤中心的射线路径最小 SA 模拟退火算法 FSA 快速模拟退火算法 VSGSA 步长可变的通用退火算法 VFSR 超快速模拟退火算法 理想的放射治疗技术应该按照肿瘤形状给靶区很高的致死剂量，而靶区周围的

16、正常组织不受到照射，要使治疗区的形状和靶区形状一致，需要从三维方向上进行剂量分布的控制 适形放射治疗使高剂量区剂量分布的形状在三维方向上与病变靶区的形状一致 对于不同类型和期别的肿瘤，应该由一个最佳的靶区剂量 治疗计划的设计又分为治疗方针的制定和照射野的设计与剂量分布的计算 物理技术方面的 QA 包括治疗机和模拟机的机械和几何参数的检测和调整，加速器剂量监测系统和钴-60计时系统的检测和校对 要特别定期留意床面的下垂情况 治疗过程中剂量不准确的原因 常数放射性活度光子和非单质的相互作用可以等效为与一单质的相互作用这种单质用有效原子序数来表示其中取到光电效应为光子将轨道电子电离留下空位外层电子退

17、激发出射线或将能量传递给更外成正比与成反比层电子将其电离应的与原子序数无关随能量增而减小电子对效应为光子从原子核旁经过在库仑场的作用下生成一对正负电子其随原子序数增而迅速增随能量增而增能量从小到为光康电线性衰减系数质量衰减系数在空气中辐射产生的次级电子所电离生的电离吸收剂量为不仅仅考虑空气时照射量所转化成的能量物质对辐射的吸收就是辐射产生的次级电子对物质原子的电离和次级电子产生的轫致辐射对物质原子的电离这过程中有次级电子的动能被物质吸收吸收剂量不考虑轫致辐学习好资料 欢迎下载 物理剂量的不准确 处方剂量测定的不准确 照射部位解剖结构的差异 治疗机发生故障 工作人员操作失误 治疗计划系统厂家提供

18、的系统文档和用户培训是 QA 程序的开始 通过阅读文档和接受培训，物理师应该熟练地完成患者的治疗计划设计，指导如何正确输入参数和理解系统的输出，并对系统所采用的计算机硬件和操作系统有初步认识。理解系统所采用的物理模型，指导如何正确输入治疗机的测量数据，能够完成系统的日常维护及处理简单的故障 系统规格是系统购买合同中的一项技术文件 计划系统安装之后验收分为系统硬件，系统软件和计划软件三步 确认系统规格中所要求的功能均已安装之后的算法验证极其重要 确定性效应即非随机性效应，指较大剂量照射全部组织或局部组织，杀死相当数量的细胞，使得组织或器官中产生临床课检查出的组织变化或严重功能性损伤。确定性效应是

19、一种有阀值的效应。辐射距离防护的基本原理是平方反比定律，屏蔽是外照射防护的主要方法 工作负荷 W 指规定工作时间内在特定位置处产生的辐射总剂量 使用因子 U 指原射线或散、漏射线射向防护计算点方向的剂量负荷比或照射时间比 居住因子 T 指各类人员停留相关区域的时间与治疗机总出射束时间的比例 距离因子 d 以米为单位，防护计算点或防护区域代表点距放射源的直线距离 主屏蔽墙用来防护原射线，次屏蔽墙用来防护散射线和漏射线 当医用加速器的 X 射线能量高于MV10以上时，高能 X 光子会与治疗头中多种高原子序数的材料，如铅，钨等发生光核反应而产生中子辐射 治疗门一般不用混凝土，用铁，铅类高原子序数的材

20、料，此时必须用含硼的聚乙烯材料，首先将中子慢化，然后将其热中子和中能热中子俘获，再用铅，铁将俘获过程中产生的射线吸收 防护检测包括治疗机头和治疗准直器的漏射，治疗室外的 X 射线剂量，治疗室外的中子剂量 常数放射性活度光子和非单质的相互作用可以等效为与一单质的相互作用这种单质用有效原子序数来表示其中取到光电效应为光子将轨道电子电离留下空位外层电子退激发出射线或将能量传递给更外成正比与成反比层电子将其电离应的与原子序数无关随能量增而减小电子对效应为光子从原子核旁经过在库仑场的作用下生成一对正负电子其随原子序数增而迅速增随能量增而增能量从小到为光康电线性衰减系数质量衰减系数在空气中辐射产生的次级电子所电离生的电离吸收剂量为不仅仅考虑空气时照射量所转化成的能量物质对辐射的吸收就是辐射产生的次级电子对物质原子的电离和次级电子产生的轫致辐射对物质原子的电离这过程中有次级电子的动能被物质吸收吸收剂量不考虑轫致辐