肿瘤放射物理学二

第四章高能电子线剂量学(二)电子线能量的表述

在临床上电子线的能量表述方式多用以下两种方法：

1.模体表面的平均能量E0=2.33XR50

R50叫做半峰值深度。即50%剂量深度2.模体表面的最大可几能量Epo它直接对应于电子射程Rp。电子射程定义为水中百分深度剂量或深度电离曲线下降部分梯度最大点的切线，与轫致辐射部分外推延长线交点的深度。第二节高能电子线的临床特点一、中心轴深度剂量表面剂量Ds为体表下0.5mm处的剂量Dm为最大剂量点处的吸收剂量Dx为电子线中的X射线剂量Dt为治疗剂量规定值如90%或85%处的深度，也叫做有效深度D50为50%深度剂量所对应的深度或半峰值深度Rp叫做电子线的射程，Rq为百分深度剂量曲线上跌落最陡点的切线与Dm水平线交点所对应的的深度。高能电子线的

百分深度剂量分布特点1.剂量建成区：与X(γ)射线相比，高能电子线的表面剂量较高，剂量建成效应不明显。2.高剂量坪区：从dmax到d85深度叫做高剂量坪区，也叫做治疗区。在该区剂量分布相对均匀，随着射线能量的增加，高剂量坪区变宽。3.剂量跌落区：d85(或dt)深度以下剂量急剧跌落，称之为剂量跌落区，用梯度G表示剂量跌落。

4.X射线污染区：最大射程Rp之后，电子线经过散射箔、电离室、X射线准直器、电子限光筒时，与之相互作用，产生X射线，形成深度曲线后部一条拖得很长的尾巴。二、影响百分深度剂量的因素1.高能电子线的能量：随着射线能量的增加，表面剂量增加，高剂量坪区变宽，剂量梯度减小，

X射线污染增加。2.照射野：照射野较小时，由于部分电子线被散射出照射野，所以中心轴剂量随深度增加而减小，大照射野时，最初时剂量随深度增加而增加，最后由于散射损失和补偿损失达到平衡，深度剂量不再随射野增大而增加。3.源皮距：当限光筒至皮肤的距离增加时，表面剂量降低，最大剂量深度变深，剂量梯度变陡，X线污染增加，而且高能电子束较低能电子束变化显著。因此在临床应用，应保持源皮距的不变。电子线和X线PDD的影响因素分析能量源皮距射野面积肿瘤深度电子线随能量增加，表面剂量增加；有效治疗深度增加；电子线中的X线污染增加；剂量梯度减少随SSD增加，表面剂量减少；治疗深度增加；X线污染增加；剂量跌落增加射野较小时，低能电子线PDD随深度增加迅速跌落；不同深度的肿瘤要选择不同能量的电子束X线随能量增加，表面剂量减少；同一深度处的百分深度量增加；建成区宽度增加；PDD随SSD的变化受距离平方定律的影响，近源处PDD随SSD的增加迅速下降。中低能X线，随射野面积增加，PDD增加，高能X线，则变化不明显在建成区内，PDD随肿瘤深度的增加而增加随照射野的增大，90%等剂量曲线的形状由弧形变得平直。因此在选择电子束射野时，要使其直径大于肿瘤直径的确1.18倍第三节电子线的治疗计划设计高能电子线从表面到一定深量剂量分布均匀，剂量跌落较快，因此只适用治疗表浅的病变，而且单野照射剂量分布均匀。但电子线易受人体曲面，斜入射和空气间隙的影响，电子线的百分深度剂量、输出剂量等随照射条件变化较大，在临床中应保持射野中心轴垂直于人体表面，并保持正确的源皮距的不变。电子线能量的选择应综合考虑靶区深度，最低靶区剂量及危险器官的耐受剂量等因素。电子束治疗选择照射野的大小，应确保特定的等剂量曲线完全包围靶区。一般原则为等于或大于靶区横径的1.18倍，在此基础上，根据靶区最深部分的宽度再放0.5~1cm.或能量=3d后+2~3MeV第六章治疗计划的设计第一节治疗计划设计中的临床要求一、临床剂量学原则临床剂量学四原则：二、放射源与治疗装置的选择放射治疗时放射源与治疗装置的选择应当遵循放射治疗的临床剂量学四原则。根据肿瘤的部位、深度、大小、分布空间，决定所选放射源的能量大小、射线类型。高能量的X射线由于有剂量建成区，单野照射时要把肿瘤放在最大剂量点之后，这样肿瘤之前的正常组织受照剂量较小。较深部位的肿瘤要选择能量较高的射线。高能电子线，肿瘤区域剂量分布较均匀，肿瘤后的正常组织受照剂量较小，可以用单野照射，但肿瘤前的正常组织受照剂量较大，因此用于治疗表浅部位的肿瘤或偏位的肿瘤，能量选择要根据肿瘤的深度。第二节治疗计划设计中的几个概念(一)肿瘤区(GTV)：包括已确定存在的肿瘤以及受侵犯的组织，即原发组织和转移淋巴结。(二)临床靶区(CTV)：包括已确定存在的肿瘤以及潜在的受侵犯的组织，GTV和它外周亚临床病灶构成CTV。(三)计划靶区(PTV)：CTV+器官运动+摆位误差的范围+治疗中靶位置和靶体积的变化范围。PTV即照射野的大小，用于治疗计划的设计和执行。

(四)治疗区(TV)：指一定的照射技术和安排，某一条等剂量曲线所包括的范围。一般选择90%等剂量曲线所包括的范围。最好的治疗计划应治疗区的剂量分布与PTV的形状相一致。（五）照射区：对一定的照射技术和照射野安排，50%等剂量面所报括的范围。照射区＞治疗区，照射区有时包括一部分正常组织。

（六）危险器官：可称为要害器官，它们的放射敏感性可能对治疗计划或处方剂量有直接的影响。要害器官可以分成三类(1)放射损伤是致命的或是将产生严重后果的;（2）放射损伤是中度或是轻度的;（3）放射损伤是轻度的、暂时的、可恢复的而且不明显。（七）计划危险器官（PRV）

在考虑危险器官在放射治疗过程中由于病人体位变化，呼吸运动等所导致的位移区域。PRV＞OR

（八）剂量体积直方图（DVH）：表示照射区域内吸收剂量分布是否均匀的一种方法。人们根据它可以进行治疗计划的优选。生物靶区指由一系列生物因素决定的靶区内放射敏感性不同的区域，如乏氧和血供、增殖、凋亡等。传统影像在反映肿瘤的解剖结构的形态和位置及这些结构之间的几何关系中有重要的作用，而SPET、PET等功能影像可以提供组织和细胞的代谢和生化改变等变化，将传统影像与功能影像的结合可以更好地确定肿瘤靶区。治疗计划的描述一个良好的计划要满足以下要求：1剂量量计算准确；2准确传递放射治疗计划；3满足今后对放射治疗疗效的评估；4支持不同单位及部门放疗方法及疗效的比较；5方便纠正可能出现的错误。治疗计划的剂量处方剂量处方包括了如：总剂量、分次剂量、总治疗天数等信息。IRCU

23号和50号规定：1靶区最小剂量：从剂量分存中或DVH中获取的靶区内的最小剂量2靶区最大剂量：从剂量分存中或DVH中获取的靶区内的最小剂量3靶区平均剂量：靶区内所有计算点的平均剂量。剂量参考点应能代表PTV照射剂量的相关位置，遵循以下原则：1该点位于能够准确计算剂量的区域内；2应选在PTV的中心部分；3建议以等中心点（或射野交叉点）作为ICRU的剂量参考点；第四节计划设计与评估一、治疗计划设计的方法与过程（一）照射野设计的原理1.高能X（γ）射线照射野设计的原理：（1）单野照射将靶区放在最大剂量点之后，靶区范围较大时，剂量分布不均匀，不主张用单野照射。（2）二野交角照射：对于偏离人体中心或较深部位的肿瘤，采用两野交叉照射，可根据具体情况加用适当角度的楔形板对射线束进行修正，以使靶区剂量均匀

楔形角α与两射野中心轴的夹角β满足α=90-β/2条件。对于体中线部位的肿瘤，应采用两野对穿照射，通过调节两野剂量比，在靶区获得较均匀的剂量分布。根据不同的体厚选择不同的射线能量（3）多野交角照射：当深部肿瘤剂量分布不满意时，可以采用三野交叉照射或多野共面、非共面照射。食管癌采用三野交叉照射可以获得满意的剂量分布，同时以可以使脊髓和肺得到有效的保护。2.高能电子线的照射野设计原理由于剂量建成区剂量梯度变化较大，应将靶区位于dmax到d90~85,随着射线能量的增加，表面剂量也增加，X线污染增加，因此选择能量为4~25MeV之间。电子线可以分成三个区域，剂量建成区、高剂量坪区和剂量跌落区，肿瘤应置于dmax~d90之间。

能量的选择：E=3Xd后+2~3Mev

射野大小的选择：应为计划靶区横径的1.18倍，即在原来的基础上再增加约20%。

（二）治疗计划设计的基本步骤

1.肿瘤定位：确定肿瘤病变的部位以及与周围重要器官、重要组织的关系(由模拟机或CT模拟机确定)。由临床放射治疗医师勾画靶区和重要器官，并预计出靶区的致死剂量和周围正常组织、重要器官的最大允许剂量。

传统模拟机和CT模拟机⑴患者的固定

医生根据患者肿瘤的部位和大小以及邻近重要器官的位置确定扫描范围，按照治疗部位和所采用的治疗技术对患者进行固定。患者体位固定的各种方式⑵在确定的范围内对患者进行CT扫描。⑶将CT图像传到模拟工作站，进行虚拟模拟，给患者做好标记。然后在模拟工作站上描绘出患者治疗部位的重要结构、肿瘤和靶区的轮廓。（4）勾画病人的靶区和解剖结构

A.

按照ICRU50号报告和62号报告的规定勾画肿瘤和靶区（由医生完成）：

2.物理师应用TPS治疗计划系统进行射野设计，确定射野大小、楔形板、组织不均匀性校正、组织补偿，计算肿瘤中心剂量、周围重要器官及组织的最大剂量，根据临床剂量学四原则选择最佳计划。计划的评估等剂量曲线和等剂量面剂量分布统计体积-剂量直方图计划评估断层图像观察等剂量曲线矢状面观察等剂量曲线冠状面观察等剂量曲线三维空间观察等剂量曲面计划评价工具:剂量体积直方图剂量体积直方图(DoseVolumeHistogram,DVH)是描述一个解剖结构中，照射剂量水平和照射体积之间的统计学关系的直方图。1微分DVH：用于了解同一器官内受照体积和剂量间的相对关系：

2积分DVH：用于了解同一计划中不同器官间剂量分布。剂量统计治疗计划的