3、X射线临床剂量学.ppt

第二章X 射线剂量学 放射治疗剂量学 就是确定射线在人体内的剂量分布及为达到确定的治疗剂量而应采用的照射方式 射线能量 第一节放射治疗物理学有关的名词 1 组织替代材料 模拟射线与人体组织或器官的相互作用的材料 常用 水 干水 有机玻璃 聚苯乙烯2 人体模型 使用人体组织的替代材料构成的模型代替人体 3 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 4 射线束 beam 从放射源出发沿着光子或电子等辐射粒子传输方向 其横截面的空间范围称为射线束 S 射线束 射线束 水 P C SSD d0d d0 dc A 射线束中心轴 5 照射野 field 照射野的大小一般有两种定义方法 几何学照射野 即放射源的前表面经准直器在模体表面的垂直投影 剂量学照射野 即以射线束中心轴剂量为100 照射野相对两边50 等剂量线之间的距离 等效射野 如果使用的矩形野或不规则形射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形射野的等效射野 转换表 Clarkson的散射原理经验公式 S 2ab a b 6 源皮距 SSD 从放射源沿射线束中心轴到受照物体表面的距离 7 源轴距 SAD 从放射源沿射线束中心到机器等中心的距离 8 源瘤距 STD 从放射源沿射线束中心轴到肿瘤内所考虑的点的距离 9 参考点 referencepoint 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 从表面到参考点的深度记为d0 不同能量的参考点位置 400KV以下 参考点取在模体表面 d0 0 高能X 射线 参考点取在模体表面下射野中心轴上最大剂量点位置 d0 dm 钴 60 射线 dm 0 5cm6MV dm 1 5cm 8MV dm 2 0cm15MV dm 3 0cm 10 校准点 calibrationpoint 国家技术监督部门颁布的在射野中心轴上指定的用于校准的测量点 模体表面到校准点的深度记为dc 6MV dc 5cm 15MV dc 10cm 4MeV dc 0 8cm6MeV 9MeV dc 1cm12MeV 16MeV dc 2cm20MeV dc 3cm 体外照射技术的分类 1 固定源皮距照射 SSD照射 是将放射源到皮肤的距离固定 用百分深度剂量 PDD 值计算处方剂量 2 等中心给角照射 SAD照射 是将治疗机的等中心置于肿瘤或靶区中心上 用组织最大剂量比 TMR 值计算处方剂量 3 旋转照射 ROT照射 以肿瘤或靶区中心为旋转中心 用机架的旋转运动照射代替SAD技术中的机架定角照射 用组织空气比 TAR 值计算处方剂量 第二节X 射线百分深度剂量分布 一 百分深度剂量 percentagedepthdose PDD 1 定义 水模体中以百分数表示的 射线束中心轴上某一深度处的吸收剂量 与参考深度处的吸收剂量的比值 D0 Dd S S SSD 100cm d0 d 水模体 PDD Dd Do 100 剂量建成区 从表面到最大剂量深度区域 此区域内剂量随深度增加而增加 指数衰减区 最大剂量深度以后的区域 此区域内剂量随深度增加而减少 指数衰减区 剂量建成区 深度 建成区内 深度增加 PDD增加 建成区外 深度增加 PDD减小 能量 能量增加 模体表面剂量下降 建成区增宽 PDD增加 射野面积 低能时 射野面积增加 PDD增加 高能时 PDD随射野面积改变较小 源皮距 源皮距增加 PDD增加 3 影响X 射线百分深度剂量的因素 深度对PDD的影响 射野大小对PDD的影响 源皮距对PDD的影响 二 组织空气比 一 相关的概念1 组织空气比 TAR 水体模中射线束中心轴某一深度的吸收剂量 与空气中距放射源相同距离处 在一刚好建立电子平衡的模体材料中吸收剂量的比值 TAR是比较两种不同散射在空间同一点的吸收剂量率之比 TAR的大小与源皮距无关 水体模中射线束中心轴某一深度的吸收剂量 与空间同一点模体中射野中心轴上最大剂量深度深度处同一射野的吸收剂量的比值 2 组织最大剂量比 TMR d dm Dd Dm s s 水模体 SAD 100cm 二 影响TMR的因素 深度 建成区内 深度增加 TMR增加 建成区外 深度增加 TMR减小 能量 能量增加 建成区增宽 TMR增加 射野面积 低能时 射野面积增加 TMR增加 高能时 TMR随射野面积改变较小 源皮距 TMR与源皮距无关 零野的TMR d 0 代表了有效原射线 3 准直器散射因子 SC 或称输出因子 OUF 定义为某一大小照射野的输出剂量与一参考野 10cm 10cm 的输出剂量之比 SC反映的是有效原射线随照射野变化的特点 4 模体散射因子 Sp 定义为保持准直器开口不变 模体中最大剂量点处某一照射野的吸收剂量与参考射野 10cm 10cm 的输出剂量之比 Sp反映的是固定准直器开口条件下 随着模体受照射体积的改变 散射线变化的特点 5 总散射因子 SC p 定义为模体中参考深度处某一照射野的吸收剂量与参考照射野的吸收剂量的比值 SC p SC Sp 三 等剂量分布 1 等剂量曲线 将模体中百分深度剂量相同的点连接起来 即成等剂量曲线 2 X 射线等剂量曲线的特点 1 能量增加 特定等剂量曲线的深度增加 2 低能射线的等剂量曲线弯曲 而高能射线的等剂量曲线平直 3 低能射线的等剂量曲线在边缘是断续的 并向外膨胀 而高能射线的等剂量曲线是连续的 4 钴 60具有较大的物理半影 而高能X射线半影较小 第三节处方剂量计算 1 靶区剂量 肿瘤剂量 DT 使肿瘤得到控制或治愈的肿瘤致死剂量 2 处方剂量Dm 对已确认的射野安排 欲达到一定的靶区 或肿瘤 剂量DT 换算到标准水模体内每个射野的射束中心轴上最大剂量处的剂量 3 MU 对加速器上的剂量仪 一般使参考射野在标称源皮距 SSD 或标称源轴距 SAD 处 标定成1cGy 1MU MU为加速器剂量仪的监测跳数 加速器处方剂量计算 1 SSD照射技术 用PDD值计算处方剂量DTDm PDD SC SP FW FT 加速器剂量计算 2 SAD技术 用TMR值计算处方剂量 DTDm TMR SC SP FW FT 例1 能量为6MV的X射线 加速器剂量仪在SSD 100cm dm 1 5cm处 10 10cm射野 校准1MU 1cGy 若一个患者的肿瘤深度d 10cm 用20 10cm射野 SSD 100cm 求每次肿瘤剂量给200cGy时的处方剂量Dm 查表 PDD d 20 10 0 677 射野输出因子Sc Sp 1 024DTDm 289 MU PDD SC SP FW FT 例2 肿瘤深度d 10cm 用20 10cm射野 等中心照射 能量6MV的X射线 求DT 200cGy时的处方剂量Dm 查表 TMR d 20 10 0 787 射野输出因子Sc Sp 1 024 DTDm 241 MU TMR SC SP FW FT 第四节人体曲面的影响 由于人体曲面的影响 会改变原射线及散射线的分布 致使实际病体内的剂量分布较之标准条件时会有变化 需在剂量计算时给予修正 第五节楔形照射技术 为适应临床治疗的需要 通常在射线束的路径上加特殊滤过器或吸收挡块 对线束进行休整 获得特定形状的剂量分布 楔形滤过板是最常用的一种滤过器 1 楔形角 定义为模体内特定深度 10cm 楔形照射野等剂量曲线的1 2射野宽的交点连线和射线束中心轴垂直线的夹角 2 楔形滤过板的种类 1 固定角度楔形板 150 300 450 600四种 2 一楔合成楔形板 利用一个600楔形板 以其形成的楔形照射野和平野按照不同的剂量比依次照射 从而形成00 600的任一楔形角的楔形板 3 动态楔形野 利用独立准直器的运动实现的 3 楔形滤过板放置位置通常放在加速器 钴60治疗机头附属装置上 使用时人工将它插入机头附属插槽上 4 楔形因子 Fw 加和不加楔形板时射野中心轴上某一点吸收剂量之比 Fw Ddw Dd楔形滤过板改变了平野的剂量分布 平野 5 楔形照射野的百分深度剂量 PDDW PDD平 FW 6 楔形板临床应用 解决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 利用适当角度的楔形板 对人体曲面和缺损组织进行组织补偿 利用楔形板改善剂量分布 以适应治疗胰