放射治疗技术第二章放射物理

1、放射治疗技术第二章 放射(fngsh)物理学基础共五十三页内容(nirng)复习：1、肿瘤临床治疗的三大主要手段？2、放疗的根本目的？3、放疗作为肿瘤治疗局控手段，其作用体现的三个方面是什么？4、放射治疗技术人员应具备哪些最主要的知识？共五十三页共五十三页共五十三页共五十三页教学(jio xu)目标1、掌握常用放射线的物理特性(txng)2、掌握常用放射线和电子线的剂量学原则、影响高能放射线百分深度剂量及等剂量曲线的因素共五十三页共五十三页电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称，其种类很多，高速带电粒子有粒子、粒子、质子，不带电粒子有中子以及X射线、射线。射线是氦核，只要用一张纸就能挡住，但吸

2、入体内危害大；射线是电子流，照射皮肤后烧伤明显。这两种射线由于穿透力小，影响距离比较近只要辐射源不进入体内，影响不会太大射线的穿透力很强，是一种波长很短的电磁波。辐射和X射线相似，能穿透(chun tu)人体和建筑物，危害距离远。共五十三页X () 线与物质(wzh)相互作用的方式光电效应(un din xio yng)康普顿效应电子对效应共五十三页光电效应(un din xio yng)光子高速前进，在物质中与电子相撞，光子将全部能量用于击出电子，并赋予电子高速前进的动能(dngnng)，这种现象叫做光电效应。(光电效应主要发生在低kV级的 X线，骨吸收高于肌肉和脂肪)共五十三页康普顿效应(

3、xioyng)随着入射光子能量的增加 ( 200kV-2 MV)，光子与轨道上电子相撞，光子将部分能量转移给电子，使电子快速前进(反冲电子)，而光子本身则以减低(jind)之能量，改变方向，继续前进(散射光子)，这种现象叫做康普顿效应。共五十三页电子对效应(xioyng)入射光子能量大于1.02MV时，光子可以与原子核相互作用，使入射光子的全部能量转化成为具有一定能量的正电子和负电子，这就是(jish)电子对效应。共五十三页高能(gonng)X线的物理特性共五十三页高能X线的物理(wl)特性穿透作用：X线可穿透一般可见光不能穿透的物质，它的穿透能力和X线光子能量有关。电离作用：物质受X线照射时

4、，使核外电子脱离原子轨道，这种作用叫做电离作用。在人体内可诱发(yuf)各种生物效应，因此电离作用是X线损伤和治疗的物理基础。共五十三页常用放射线的物理特性(txng)高能X线荧光作用：X线使物质发生荧光的作用叫荧光作用。荧光强弱与X线的量成正比，这是X线应用于透视的基础。热作用：物质吸收(xshu)的X线能大部分转化为热能，使物体温度升高。干涉、衍射、反射、折射作用共五十三页（一）穿透(chun tu)作用X射线透视(tush)和摄影的物理基础共五十三页（二）电离作用X射线损伤和治疗(zhlio)的物理基础共五十三页（三）荧光(ynggung)作用X射线(shxin)透视的物理基础共五十三页

5、常用放射线的物理(wl)特性60钴线穿透力强：相对低能X线保护皮肤：最大能量吸收在皮下0.5cm骨与软组织具有(jyu)相同吸收旁向散射少经济、可靠共五十三页（一）穿透力强共五十三页（二）保护(boh)皮肤剂量建成效应：百分深度(shnd)剂量在体模内存在吸收剂量最大值，这种现象称之为剂量建成效应共五十三页（三）骨和软组织具有同等(tngdng)吸收共五十三页带电粒子与物质(wzh)的相互作用与原子核外电子发生非弹性(tnxng)碰撞；与原子核发生非弹性碰撞；与原子核发生弹性碰撞；与原子核发生核反应。共五十三页高能(gonng)电子线的物理特性射程有限，穿透深度浅，避免对深部组织的照射。易于散

6、射，表面剂量高，适合于表浅肿瘤照射。加速器产生的电子线为单能窄束，需经过散射箔散射或电磁(dinc)偏转后才能使用。临床中需加用限光筒形成治疗所用射野。共五十三页高能(gonng)电子线的物理特性随着电子束限光筒到患者皮肤距离的增加，射野的剂量均匀性迅速变劣、半影(bn yn)增宽百分深度剂量随射野大小特别在射野较小时变化明显。不均匀组织对百分深度剂量影响显著；基于高能电子束的上述特点，它主要用于治疗表浅或偏心的肿瘤和浸润的淋巴结。共五十三页共五十三页质子射线(shxin)的物理特性质子在行进中转移给组织的能量（质子能量损失）反比于质子运动速度的平方，接近射程末端，能量损失最大，在计量学上呈现

7、典型布拉格峰型，峰值(fn zh)前剂量约为峰值(fn zh)剂量的20%。共五十三页质子射线(shxin)的物理特性优点：靶区前剂量很低，靶区后剂量等于零。质子治疗计划设计(shj)与执行中应注意的环节。P21共五十三页重离子射线(shxin)的物理特性高LET值（线性能量(nngling)传输）造成高RBE值（相对生物学效应）和低OER （氧增强比）共五十三页常用射线的物理(wl)特性共五十三页放射线射野剂量学共五十三页临床(ln chun)剂量学四原则1、肿瘤剂量准确2、剂量分布均匀3、提高治疗剂量4、降低周围剂量耐受剂量 产生临床可接受的综合征的剂量共五十三页高能X射线的百分深度剂量及

8、影响(yngxing)因素共五十三页高能X线的相关(xinggun)概念放射源照射(zhosh)野中心轴照射野参考点源皮距（SSD）源轴距（SAD）共五十三页百分深度(shnd)剂量定义：照射野中心轴上，体模内深度d处的吸收剂量率Dd与参考深度do处的吸收剂量率Ddo之比。建成效应：从机体(jt)表面到最大剂量深度区域称为剂量建成区域。影响因素：射线质、射野面积、源皮距。共五十三页60钴线的百分(bi fn)深度剂量及影响因素共五十三页60钴线的能量是一定的，它的百分深度(shnd)剂量与半影有关。共五十三页几何(j h)半影、穿射半影、散射半影主要(zhyo)由散射半影造成，部分为穿射半影共

9、五十三页高能(gonng)电子线的临床剂量学剂量(jling)建成区高剂量坪区剂量跌落区X射线污染区共五十三页影响(yngxing)电子线百分深度剂量的因素能量表面剂量(jling) 最大剂量(jling)点深移 剂量(jling)梯度变陡 X射线污染共五十三页影响电子线百分(bi fn)深度剂量的因素射野面积(min j) 散射共五十三页影响(yngxing)电子线百分深度剂量的因素源皮距源皮距 表面剂量 最大剂量点深移 剂量梯度(t d)变陡 X射线污染共五十三页电子线等剂量曲线(qxin)的分布特点图示为9和20MeV电子束的等剂量曲线。可惜清晰的看到等剂量曲线低值向外侧扩张(kuzhn

10、g)和高值向内侧收缩现象。共五十三页临床(ln chun)如何选择电子线能量临床应用时，应将病灶后缘(hu yun)放在D80之前，选择电子线能量E时，可根据靶区后缘深度d决定，即E=dx3+2或3共五十三页不均匀组织(zzh)的修正共五十三页组织(zzh)补偿修正射线(shxin)倾斜修正身体弯曲修正组织不均匀改善剂量分布提高表面剂量共五十三页楔形板是用来(yn li)修饰高能X()线平野剂量分布的装置共五十三页临床处方(chfng)剂量的计算吸收剂量 (absorbed dose, D)吸收剂量 D等于dE除以dm的商。即电离辐射给予质量为dm介质的平均能量dE。 D = dE / dm单

11、位：焦耳/千克(qink) (J/kg)。专用名 Gray(Gy)，1 Gy = 1 J/kg；原用单位rad，1rad = 1cGy共五十三页临床处方(chfng)剂量的计算照射(zhosh)量 (exposure, X)照射量 X是dQ除以dm所得的商；指射线在单位质量的空气中所产生的电离的电荷数。 X = dQ / dm单位：库仑/千克 (C/kg)。原用单位是伦琴(R)1R = 2.5810-4 C/kg共五十三页临床(ln chun)处方剂量的计算1MU=1cGy戈瑞（符号：Gy）：是用于衡量由电离辐射导致的能量(nngling)吸收剂量（简称吸收剂量）的物理单位，它描述了单位质量物

12、体吸收电离辐射能量(nngling)的大小。一戈瑞1 Gy表示每公斤物质吸收了一焦耳的辐射能量。 1Gy=100cGy共五十三页高能X射线的作用（透视、摄影、损伤、治疗）高能电子线的作用（表浅、偏心、淋巴结）临床剂量学四原则（准、均、高、低）高能X射线百分深度剂量的影响因素（射线的质、射野面积、源皮距）电子线的最大特性（易于(yy)散射）共五十三页复习第二章，预习第三章完成课后思考题补充(bchng)：选择电子线能量大小的根据及计算方法？共五十三页内容摘要放射治疗技术第二章 放射物理学基础。射线的穿透力很强，是一种波长很短的电磁波。荧光作用：X线使物质发生荧光的作用叫荧光作用。加速器产生的电子线为单能窄束，需经过散射箔散射或电磁偏转后才能使用。随着电子束限光筒到患者皮肤距离的增加