電子線照射劑量學(xué)

1、第七章 電子線照射劑量學(xué)高能電子線在現(xiàn)代腫瘤放射治療中有著重要的地位，特別是對(duì)表淺腫瘤(深度小于5cm)的治療，其射野設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)明和劑量分布的優(yōu)越使之幾乎成為唯一的選擇。高能電子線因其劑量特性而能避免靶區(qū)后深部組織的照射，這是電子線優(yōu)于高能X線的地方，也是電子線最重要的劑量學(xué)特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在接受放射治療的患者中，1015%的患者在治療過(guò)程中要應(yīng)用高能電子線，主要用于治療表淺或偏心的腫瘤和浸潤(rùn)的淋巴結(jié)。高能電子線應(yīng)用于腫瘤的放射治療始于20世紀(jì)50年代初期，一開(kāi)始由電子感應(yīng)加速器產(chǎn)生，后來(lái)發(fā)展為由直線加速器產(chǎn)生?，F(xiàn)代醫(yī)用直線加速器除提供兩檔高能X線外，通常還提供能量范圍在425 MeV之間的數(shù)檔高

2、能電子線。第一節(jié) 電子線中心軸深度劑量分布類似于X線，對(duì)電子線我們最關(guān)心的也是深度劑量分布，和高能X線的區(qū)別以及它自身的一些特點(diǎn)是在臨床使用之前必須掌握的。一、中心軸深度劑量曲線的基本特點(diǎn)高能電子線的中心軸深度劑量定義與高能X線相同，歸一化后稱為百分深度劑量，用PDD表示，形狀顯然有別于高能X線，見(jiàn)圖7-1，圖中照射野大小均為10cm×10cm，SSD為100cm。與高能X線相比，高能電子線具有更高的表面劑量，一般都在75%80%以上；隨著深度的增加，很快在最大劑量深度達(dá)到最大劑量點(diǎn)(表面至段稱為劑量建成區(qū))；在后形成高劑量坪區(qū)；然后劑量迅速跌落(劑量跌落區(qū))；最后在曲線后部形成一條

3、長(zhǎng)長(zhǎng)的低劑量韌致輻射“拖尾”(X線污染區(qū))。這些劑量學(xué)特性使得高能電子線在治療表淺的腫瘤或浸潤(rùn)的淋巴結(jié)時(shí)，具有高能X線無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。圖7-1 高能電子線與高能X線深度劑量曲線的比較高能電子線還有其它的一些特點(diǎn)：1、從加速器偏轉(zhuǎn)磁鐵出來(lái)的電子線可以被認(rèn)為是單一能量的，在經(jīng)過(guò)散射箔、監(jiān)測(cè)電離室、X射線準(zhǔn)直器和電子線限光筒等裝置時(shí)，與這些物質(zhì)相互作用，一方面展寬了電子線的能量譜，另一方面產(chǎn)生了X射線污染，在深度劑量曲線后部形成一條長(zhǎng)長(zhǎng)的低劑量韌致輻射“拖尾”；2、在電子線進(jìn)入水模體的入射表面，定義表面平均能量，數(shù)值小于偏轉(zhuǎn)磁鐵出來(lái)的電子線能量值；3、與高能X線不同，電子線能量在水模體中隨著深度增加

4、越來(lái)越??；4、一般電子線的深度劑量曲線測(cè)量采用與高能X線一致的標(biāo)準(zhǔn)源皮距概念，而事實(shí)上，電子線并非是由加速器治療頭中的一個(gè)實(shí)在的放射源輻射產(chǎn)生的，而是加速管中的一窄束電子線，經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁鐵穿過(guò)出射窗、散射箔、監(jiān)測(cè)電離室及限束系統(tǒng)等擴(kuò)展成一寬束電子線，似乎從某一位置(或點(diǎn))發(fā)射出來(lái)，此位置(或點(diǎn))稱為電子線的“虛源”位置，依賴于電子線能量和電子線限光筒大小。 二、有效源皮距及平方反比定律高能X線在加速器X線靶有一個(gè)確定的焦點(diǎn)作為源位置，電子線則不一樣，表現(xiàn)在射線似乎從空間中某一位置(或點(diǎn))發(fā)射出來(lái)，稱為“虛源”點(diǎn)，此“虛源”點(diǎn)既不在出射窗，也不在散射箔上。對(duì)于不同的電子線能量和不同的限光筒大小，這個(gè)

5、點(diǎn)都不一致，在一些需要延長(zhǎng)限光筒到患者皮膚表面的治療中，需要確定這個(gè)“虛源”點(diǎn)位置，以便算出電子線的有效源皮距，從而運(yùn)用平方反比定律計(jì)算非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電子線的PDD值。有效源皮距定義為“虛源”點(diǎn)到標(biāo)準(zhǔn)源皮距中心點(diǎn)(通常指加速器的等中心點(diǎn))的距離，比標(biāo)準(zhǔn)源皮距小。確定的方法很多，一個(gè)最常用的方法是通過(guò)變化電子線限光筒到水模體表面的距離(020cm)，測(cè)量電子線在水模體中輸出量的變化。具體做法是，將電離室放置于水模體中射野中心軸最大劑量點(diǎn)位置。首先使電子線限光筒在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，讀取一定跳數(shù)值的電離室讀數(shù)I0，然后不斷降低治療床，改變限光筒與水表面之間的空氣間隙，直到 20cm，得到相同跳數(shù)值不同降床

6、高度g的一組數(shù)據(jù)Ig，根據(jù)電子線的輸出劑量率隨源皮距的變化遵循平方反比定律，有： (7-1) 或 (7-2)從(6-2)式可知，以與成線性關(guān)系，斜率k為，故有效源皮距為： (7-3)應(yīng)用平方反比定律計(jì)算非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下電子線的PDD與高能X線基本相同，只是將有效源皮距替代標(biāo)準(zhǔn)源皮距。一些實(shí)際測(cè)量結(jié)果表明，按平方反比定律校正僅在較大射野條件下成立；對(duì)較小的射野，平方反比定律校正會(huì)低于輸出劑量的實(shí)際變化。這是因?yàn)閷?duì)于較低能量的電子線，在較小射野條件下，輸出劑量會(huì)由于電子線本身在空氣和水模體中缺少側(cè)向散射平衡，變化較大，而平方反比定律校正時(shí)無(wú)法給予充分考慮。三、影響電子線百分深度劑量的因素影響電子線百分

7、深度劑量的因素很多，這里主要介紹四個(gè)因素的影響，分別是能量、射野大小、源皮距以及斜入射。、能量對(duì)百分深度劑量的影響電子線百分深度劑量分布隨能量的改變有很大變化，如圖7-2所示。隨著電子線能量的增加，電子線百分深度劑量分布的變化表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、表面劑量增加， 4 MeV電子線的約為75%，2025 MeV電子線在90%以上，而高能X線的表面劑量隨能量增加而降低，一般較高能量低于30；2、一般來(lái)說(shuō)，電子線的劑量最大深度在較高能量時(shí)并不一定隨能量增加而變大，這一點(diǎn)與高能X線不同；3、高劑量坪區(qū)變寬；4、劑量跌落梯度越來(lái)越緩慢；5、X線污染增加。圖7-2能量對(duì)百分深度劑量的影響為了充分發(fā)揮高能

8、電子線的劑量學(xué)特性，通?，F(xiàn)代醫(yī)用直線加速器提供數(shù)檔高能電子線，能量范圍在425 MeV之間，更高的能量由于表面劑量增加、高劑量坪區(qū)變寬、劑量跌落梯度減小以及X線污染增加等因素而逐漸喪失電子線的臨床劑量學(xué)優(yōu)勢(shì)。、射野大小對(duì)百分深度劑量的影響當(dāng)射野較小時(shí)，相當(dāng)數(shù)量的電子被散射出照射野，中心軸百分深度劑量隨深度增加而迅速減少；而當(dāng)射野增大時(shí)，較淺深度中心軸上電子的散射損失被射野邊緣的散射電子補(bǔ)償并逐漸達(dá)到平衡，百分深度劑量將不再隨射野的增加而變化，一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)射野的直徑大于電子線射程的二分之一時(shí)，電子線百分深度劑量隨射野增大而變化很小。對(duì)于低能電子線，因射程較小，射野大小對(duì)百分深度劑量的影響亦較??；

9、對(duì)較高能量，因射程較大，在使用小尺寸射野時(shí)，百分深度劑量隨射野大小的變化就較為顯著。圖7-3顯示了不同能量電子線的百分深度劑量隨射野大小的變化情況。圖7-3射野大小對(duì)百分深度劑量的影響、源皮距對(duì)百分深度劑量的影響為保持電子線的劑量分布特點(diǎn)，加速器廠家設(shè)計(jì)電子線限光筒緊貼患者皮膚表面或僅留有5cm左右的間隙。在某些特殊情況下，如患者照射部位體表的彎曲，或使用大照射野，都會(huì)改變限光筒到皮膚之間的距離，從而造成源皮距的變化，這種變化會(huì)直接影響到百分深度劑量及劑量分布，而且高能電子線較低電子線變化更為顯著。圖7-4顯示對(duì)于不同能量電子線，源皮距的變化對(duì)百分深度劑量的幾種主要參數(shù)的影響。當(dāng)限光筒到皮膚表

10、面的距離增加時(shí)，對(duì)百分深度劑量的影響主要表現(xiàn)在：1、表面劑量降低；2、劑量最大深度變深；3、劑量梯度變陡；4、X線污染稍有增加。一般來(lái)說(shuō)，如果源皮距變化不是很大，劑量的計(jì)算可以通過(guò)有效源皮距的概念來(lái)獲得；若源皮距變化很大，如電子線全身照射，就要根據(jù)實(shí)際情況，具體測(cè)量出百分深度劑量相關(guān)參數(shù)的變化。圖7-4源皮距對(duì)百分深度劑量參數(shù)的影響、斜入射對(duì)百分深度劑量的影響在實(shí)際工作中，由于患者治療部位皮膚表面彎曲，或受擺位條件限制，致使電子線限光筒的端面不能很好地平行或接觸皮膚表面，就會(huì)引起空氣間隙，形成電子線的斜入射，當(dāng)斜入射的角度超過(guò)20°，電子線的PDD分布曲線就會(huì)產(chǎn)生顯著的改變。圖7-5

11、顯示了不同的斜入射角度對(duì)電子線PDD分布曲線的影響。對(duì)于較大的空氣間隙，應(yīng)利用電子線有效源皮距概念對(duì)劑量分布進(jìn)行平方反比定律修正，并考慮斜入射對(duì)電子線側(cè)向散射的影響。圖7-5斜入射對(duì)百分深度劑量的影響從圖7-5可以看出，隨著斜入射角的增大，表面劑量增加，最大劑量點(diǎn)深度逐漸向水模體表面前移，同時(shí)在點(diǎn)處輸出劑量增高。對(duì)于斜入射角較小的情況(小于30°)，電子線百分深度劑量曲線并沒(méi)有明顯的改變；當(dāng)超過(guò)60°后，百分深度劑量曲線完全變了樣，電子線的劑量學(xué)特性已完全喪失。四、電子線的輸出因子影響電子線的輸出劑量率的一個(gè)重要的因素是準(zhǔn)直器打開(kāi)的尺寸。對(duì)于高能X線，射野輸出劑量率隨射野的

12、增大而呈單調(diào)增加。電子線由于其本身的物理特點(diǎn)，如具有一定的射程、易于散射等，加上限束系統(tǒng)的影響，使得電子線輸出劑量率隨射野變化的規(guī)律變得復(fù)雜。對(duì)每一個(gè)電子線限光筒，準(zhǔn)直器打開(kāi)的尺寸都取一個(gè)相應(yīng)的數(shù)值(比限光筒尺寸大)。這樣的設(shè)計(jì)是為了減少因限光筒而引起的散射，使得輸出劑量率能夠穩(wěn)定。如果改變了準(zhǔn)直器尺寸的設(shè)定，即使電子線限光筒不變，電子線的輸出劑量率也會(huì)有較大的變化，特別是對(duì)低能電子線。圖7-6 準(zhǔn)直器的尺寸對(duì)電子線的輸出因子的影響圖7-6顯示了對(duì)一10cm10cm電子線限光筒，改變了準(zhǔn)直器的尺寸，最大劑量點(diǎn)處的輸出劑量隨之而改變。對(duì)4 MeV電子線的輸出劑量率的變化甚至有近一倍之多。準(zhǔn)直器尺

13、寸大小的設(shè)定，不僅影響電子線射野的平坦度和對(duì)稱性，同時(shí)也會(huì)影響其治療輸出劑量率。在現(xiàn)代醫(yī)用直線加速器中，電子線治療模式下，均采用X射線治療準(zhǔn)直器射野跟隨系統(tǒng)，即隨電子限光筒的插入，自動(dòng)選定相應(yīng)的X射線治療準(zhǔn)直器的開(kāi)口大小，以獲得最好的電子線射野平坦度和對(duì)稱性，并使輸出劑量率的變化甚小。典型的限光筒尺寸為：6cm×6cm、10cm×10cm、14cm×14cm、20cm×20cm和25cm×25cm。電子線的輸出因子定義為電子線的不同限光筒條件下的最大劑量點(diǎn)處的劑量率與10cm×10cm限光筒條件下的比值。圖7-7給出Philips S

14、L25與Varian Clinac 2100加速器的輸出因子，電子線能量6 MeV和20 MeV，限光筒的幾何尺寸在4cm4cm20cm20cm之間。可以看出，電子線輸出劑量的變化不僅幅度要大于X射線輸出量的變化，同時(shí)變化也不像高能X線那樣呈明顯的規(guī)律性。因此在臨床應(yīng)用時(shí)，應(yīng)對(duì)本單位加速器配置的每個(gè)電子線限光筒進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。圖7-7 電子線輸出因子隨限光筒大小的變化在對(duì)患者做電子線照射時(shí)，大多數(shù)情況選定的限光筒形成的標(biāo)準(zhǔn)照射野不能充分地保護(hù)正常組織，因此常常在限光筒的底端插入由低熔點(diǎn)鉛制成的有一定厚度的擋扳，中有開(kāi)口形成不規(guī)則野。這些不規(guī)則野的輸出因子需要實(shí)際測(cè)量，特別是不規(guī)則野形狀與限光筒標(biāo)

15、準(zhǔn)野差別很大的時(shí)候。對(duì)于小尺寸照射野，所加的擋板形成的額外屏蔽減少了側(cè)向散射的份額，從而影響百分深度劑量分別和輸出因子的大小，位置也會(huì)變化，這些變化在測(cè)量電子線小野輸出因子都應(yīng)該予以充分的考慮。第二節(jié) 電子線劑量學(xué)參數(shù)高能電子線無(wú)論是百分深度劑量還是等劑量分布都遠(yuǎn)較高能X線復(fù)雜，劑量學(xué)參數(shù)較多，除了上一節(jié)中的與高能X線定義一致的PDD和等參數(shù)，電子線還有其它一些有別于高能X線的劑量學(xué)參數(shù)。一、電子線的射程一定動(dòng)能的帶電粒子(如電子)在與物質(zhì)的相互作用過(guò)程中，因?yàn)閹?kù)侖力的影響，與靶物質(zhì)的核外電子和原子核進(jìn)行非彈性碰撞，不斷地?fù)p失其動(dòng)能，最終將損失所有的動(dòng)能而停止運(yùn)動(dòng)(不包括熱運(yùn)動(dòng))。粒子從入射位

16、置至完全停止位置的運(yùn)動(dòng)軌跡所經(jīng)過(guò)的距離稱為路徑長(zhǎng)度；沿入射方向從入射位置至完全停止位置所經(jīng)過(guò)的距離稱為射程。顯然，路徑長(zhǎng)度要大于射程。粒子與物質(zhì)的相互作用是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，每個(gè)相同能量的入射粒子的路徑長(zhǎng)度和射程均可能不一樣，整個(gè)粒子束的路徑長(zhǎng)度和射程將形成統(tǒng)計(jì)分布，因此，核物理中用平均路徑長(zhǎng)度概念來(lái)描述帶電粒子的路徑長(zhǎng)度的分布特點(diǎn)。測(cè)量路徑長(zhǎng)度非常困難，一般用連續(xù)慢化近似(continuous slowing down approximation, CSDA )射程Rcsda來(lái)近似平均路徑長(zhǎng)度，若設(shè)電子線初始動(dòng)能為E0，電子線的Rcsda可利用總質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)的倒數(shù)積分來(lái)計(jì)算： (7-4)電子

17、線不同能量在空氣和水中的Rcsda值見(jiàn)表7-1。Rcsda只是用來(lái)表示平均路徑長(zhǎng)度，并不能反映帶電粒子在介質(zhì)中某一方向的穿透深度，特別是對(duì)于電子線，因?yàn)殡娮淤|(zhì)量小，發(fā)生碰撞后入射電子方向會(huì)發(fā)生較大的改變，Rcsda遠(yuǎn)大于實(shí)際上的穿透深度。因此，另外兩個(gè)射程概念被定義來(lái)表示電子線的穿透深度，分別是最大射程Rmax，實(shí)際射程Rp。表7-1 不同能量電子線在水中和空氣的Rcsda值電子線能量(MeV)在水中的Rcsda(g/cm2)在空氣的Rcsda(g/cm2)63.0523.25573.5453.75684.0304.24694.5064.724104.9755.192209.3209.4473

18、013.17013.150最大射程Rmax定義為在電子線中心軸百分深度劑量曲線上，劑量跌落以后的曲線與反映韌致輻射劑量的外推直線相交點(diǎn)處的深度，如圖7-8所示。顯然，Rmax能夠準(zhǔn)確反映電子線在介質(zhì)中的最大穿透深度，只是具體的測(cè)量點(diǎn)不很明確，在百分深度劑量曲線不易確定。圖7-8 電子線中心軸劑量參數(shù)實(shí)際射程Rp定義為在電子線中心軸百分深度劑量曲線上，過(guò)劑量跌落最陡點(diǎn)的切線與反映韌致輻射劑量的外推直線相交點(diǎn)處的深度。因?yàn)槭莾蓷l直線的交點(diǎn)，顯然Rp比Rmax容易確定。表面劑量Ds，表面下0.5mm處的百分深度劑量；，最大劑量點(diǎn)深度；Dx，電子線中韌致輻射X射線劑量；R90，有效治療深度，即治療劑量

19、規(guī)定值90% PDD處的深度；R50，50% PDD深度或半峰值深度(HVD)；Rq，中心軸百分深度劑量曲線上，過(guò)劑量跌落最陡點(diǎn)的切線與100劑量水平線交點(diǎn)的深度。反映劑量跌落的度量用劑量梯度G表示，定義為： (7-5)該值一般在2.02.5之間。能量越高，劑量梯度值越小。采用雙散射箔系統(tǒng)的加速器，對(duì)高能電子線的韌致輻射X射線污染水平有一定要求，一般對(duì)于4 MeV電子線，小于1%，20 MeV小于4% 。二、電子線能量參數(shù)因?yàn)殡娮泳€能譜的復(fù)雜性，找不到一個(gè)單一的能量參數(shù)能夠完全描述電子線的特性，除了本節(jié)一部分講述的實(shí)際射程Rp，另外幾個(gè)參數(shù)也被用來(lái)一同描述電子線，分別是：水模體表面的最可幾能量

20、；水模體表面的平均能量；50% PDD深度或半峰值深度。其中水模體表面的最可幾能量和水模體表面的平均能量 都可以用來(lái)反映電子線穿射介質(zhì)的能力和確定水模體中不同深度處電子線平均能量的大小。不同能量電子線在水中的能量參數(shù)值見(jiàn)表7-2 。表7-2 不同能量電子線在水中的能量參數(shù)能量(MeV)(MeV)(cm)(cm)(cm)(cm)%65.61.71.82.22.981.087.22.42.63.04.083.0109.23.13.33.94.886.01211.33.74.14.86.090.01514.04.75.26.17.592.01817.45.55.97.39.196.0水模體表面的最可

21、幾能量與實(shí)際射程之間的數(shù)值關(guān)系用以下的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式反映： (7-6)式中，單位為MeV，單位為cm。該式是根據(jù)測(cè)量和蒙特卡羅方法計(jì)算得出，在150MeV能量范圍內(nèi)，誤差為2。水模體表面的平均能量與半峰值深度(HVD)的關(guān)系為： (7-7)式中，單位為MeV，單位為cm。該式同樣根據(jù)測(cè)量和蒙特卡羅方法計(jì)算得來(lái)。需要特別指出的是，半峰值深度已被美國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)家協(xié)會(huì)(American Association of Physicists in Medicine，AAPM)和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(International Atomic Energy Agency，IAEA)確定為描述電子線射線質(zhì)的特征參數(shù)，

22、所以對(duì)于電子線的測(cè)量，確定非常重要。是在電子線中心軸百分深度劑量曲線上定義的，而在用電離室測(cè)量電子線百分深度劑量時(shí)，首先得到的是百分深度電離量曲線，然后作進(jìn)一步轉(zhuǎn)換才能得到百分深度劑量曲線?？梢愿鶕?jù)百分深度電離量曲線的半峰值深度導(dǎo)出： () (7-8) () (7-9)式中和的單位均為cm。隨著模體深度的增加，電子線能量發(fā)生變化。在深度處的電子平均能量，可近似用其表面平均能量和射程來(lái)表示： (7-10)式中，和單位為MeV，和單位為cm。該式稱為Harder 等式，是一近似線性關(guān)系式，僅對(duì)電子線較低能量()的深度(小于)或較高能量的較小深度時(shí)成立。三、電子線的離軸比電子線的離軸比(off-ax

23、is ratio，OAR)概念與高能X線相同，都是指水模體中某一垂直于射野中心軸的平面上任一點(diǎn)的劑量與中心軸在該平面上的點(diǎn)的劑量比值。在該平面上，作穿過(guò)中心軸的一條直線，中心軸點(diǎn)到直線上的點(diǎn)的距離與該點(diǎn)的OAR關(guān)系稱為劑量離軸分布(dose profile)。圖7-9顯示能量12 MeV，射野大小25cm×25 cm電子線在最大劑量點(diǎn)深度的劑量離軸分布。圖7-9 電子線的劑量離軸分布四、電子線的均整度、對(duì)稱性及半影國(guó)際電氣委員會(huì)(International Electro-technical Commission，IEC)對(duì)電子線在最大劑量點(diǎn)深度平面上的均整度指標(biāo)作了兩項(xiàng)要求：1、標(biāo)

24、準(zhǔn)SSD，水模體表面射野大小10cm×10cm條件下，電子線最大劑量點(diǎn)處垂直于中心軸的平面上，90等劑量線與幾何野投影的主軸以及對(duì)角線的交點(diǎn)與幾何野投影邊界的距離分別應(yīng)不大于10mm和20mm；2、 90等劑量線包繞區(qū)域上的任一點(diǎn)的劑量應(yīng)不大于該平面在中心軸上的點(diǎn)的劑量的1.05倍。IEC對(duì)電子線在最大劑量點(diǎn)深度平面上的對(duì)稱性指標(biāo)要求是：標(biāo)準(zhǔn)SSD，水模體表面射野大小10cm×10cm條件下，電子線最大劑量點(diǎn)處垂直于中心軸的平面上，兩條主軸上對(duì)稱于中心軸的任意兩點(diǎn)的劑量偏差不大于2。我國(guó)目前國(guó)家計(jì)量部門對(duì)電子線的均整度指標(biāo)要求與IEC對(duì)均整度指標(biāo)兩項(xiàng)要求中的第一項(xiàng)相同；對(duì)對(duì)

25、稱性指標(biāo)的要求是：標(biāo)準(zhǔn)SSD，水模體表面射野大小10cm×10cm條件下，電子線最大劑量點(diǎn)處垂直于中心軸的平面上，90等劑量線內(nèi)移1cm的區(qū)域內(nèi)，對(duì)稱于中心軸的任意兩點(diǎn)的劑量比值(大值比小值)不大于1.05。ICRU推薦，電子線的物理半影用表示，由特定平面，即通過(guò)深度與射野中心軸垂直平面內(nèi)80%與20%等劑量曲線之間的距離確定。電子線不同能量的大小，對(duì)計(jì)劃設(shè)計(jì)有很重要的意義。一般條件下，當(dāng)限光筒到表面距離5cm以內(nèi)，能量低于10MeV的電子線，半影約為1012mm；能量大于1020MeV的電子線，半影約為810mm，而當(dāng)限光筒到表面距離超過(guò)10cm時(shí)，半影可能會(huì)超過(guò)15mm。五、電子

26、線的等劑量線分布特點(diǎn)等劑量線就是指相同劑量點(diǎn)的連線，用來(lái)描述不同劑量值(某種規(guī)則的遞增或遞減)所包含的區(qū)域，在不引起歧義的情況下，劑量值常用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，通常將中心軸上最大劑量點(diǎn)作為劑量歸一點(diǎn)，即點(diǎn)劑量值為100。當(dāng)一定能量的電子線進(jìn)入介質(zhì)，線束因?yàn)樯⑸湓谀ｓw內(nèi)迅速展寬，影響等劑量線分布的因素有等劑量水平、電子線能量、射野大小和線束準(zhǔn)直情況等。一般電子線等劑量線分布的特點(diǎn)為：隨著深度增加，低值等劑量曲線向外側(cè)膨脹，高值等劑量曲線向內(nèi)側(cè)收縮，并隨電子線能量而變化。圖7-10 電子線的等劑量線分布圖7-10顯示9 MeV和20 MeV能量電子線的等劑量線分布，可以明顯看出電子線等劑量線的外側(cè)膨脹和

27、內(nèi)側(cè)收縮現(xiàn)象。隨著深度增加，電子線能量漸減，散射角越來(lái)越大，低值等劑量曲線(<20%)向外側(cè)膨脹；當(dāng)電子線能量大于15 MeV，同樣因?yàn)樯⑸涞脑颍咧档葎┝壳€(>80%)明顯地內(nèi)側(cè)收縮。 射野大小也對(duì)高值等劑量線的形狀有所影響，圖7-11顯示13 MeV的電子線照射野從3cm3cm到20cm20cm等劑量線變化情況。可以看出，90%等劑量線的底部形狀由弧形逐漸變?yōu)槠街薄D7-11 射野大小對(duì)電子線等劑量線的影響一般說(shuō)來(lái)，電子線限光筒被設(shè)計(jì)為緊貼患者皮膚表面或僅留有5cm左右的間隙，隨著限光筒底端到患者皮膚間隙的增加，低值等劑量曲線向外側(cè)膨脹愈發(fā)嚴(yán)重，而同時(shí)高值等劑量曲線向內(nèi)側(cè)加

28、劇收縮，這也意味著當(dāng)電子線治療源皮距延長(zhǎng)，物理半影將會(huì)增加，這一點(diǎn)在臨床應(yīng)用時(shí)，要充分予以注意。第三節(jié) 電子線的一般照射技術(shù) 由于電子線容易散射的特性，影響輸出劑量的因素比較多，因此在臨床應(yīng)用時(shí)應(yīng)特別注意：照射時(shí)應(yīng)盡量保持射野中心軸垂直入射表面，即限光筒端面與患者皮膚平行；同時(shí)保持限光筒端面至皮膚的正確距離。這是由于電子線的一些重要?jiǎng)┝繉W(xué)參數(shù)，如百分深度劑量、輸出因子及等劑量分布曲線，極易受到諸如人體曲面、斜入射和源皮距等影響發(fā)生較大的變化。這些變化有些沒(méi)有規(guī)律性，有些雖有一定規(guī)律性可采用數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行校正，但也必須進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，得到具體照射條件的實(shí)測(cè)數(shù)值，供臨床作計(jì)劃時(shí)參考。一、電子線處方劑

29、量ICRU參考點(diǎn)高能電子線，主要用于治療表淺或偏心的腫瘤和浸潤(rùn)的淋巴結(jié)，通常使用單野標(biāo)準(zhǔn)源皮距技術(shù)。國(guó)際放射單位和測(cè)量委員會(huì)(International Commission on Radiation Units and Measurements, ICRU)2004年頒布了ICRU 71號(hào)報(bào)告(Prescribing, Recording, and Reporting Electron Beam Therapy)，對(duì)電子線治療的各種體積和劑量做出了明確的規(guī)定，對(duì)處方、記錄和報(bào)告做出了詳細(xì)的說(shuō)明和建議。通常在高能電子線單野照射時(shí)，當(dāng)線束垂直入射時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)哪芰亢拖薰馔彩沟蒙湟爸行妮S上最大劑量

30、點(diǎn)處在計(jì)劃靶體積(planning target volume, PTV)的中心(或中心區(qū)域)，此時(shí)中心軸上最大劑量點(diǎn)可作為處方劑量ICRU參考點(diǎn)；當(dāng)最大劑量點(diǎn)不在PTV的中心區(qū)域時(shí)，PTV的中心也可作為處方劑量ICRU參考點(diǎn)，有時(shí)最大劑量甚至允許超過(guò)處方劑量20，但必須報(bào)告最大劑量值及所在位置。后一種情況需注意皮膚劑量有可能大于處方劑量。當(dāng)使用不規(guī)則野、線束斜入射或需要作組織不均勻校正時(shí)，建議用治療計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算劑量分布，處方劑量點(diǎn)選在PTV中心(或中心區(qū)域)處，并報(bào)告靶區(qū)的劑量不均勻性情況。二、能量和照射野的選擇根據(jù)電子線百分深度量隨深度變化的規(guī)律，電子線能量選擇可根據(jù)下式： (7-11)式

31、中能量單位為MeV；指PTV后緣深度，單位為cm，一般取在90%(或95%)劑量深度(有時(shí)限于條件可適當(dāng)放寬，但不能小于80)；23為選用不同射野大小和電子能量設(shè)置所加的調(diào)整數(shù)。臨床中選擇電子線能量一般應(yīng)根據(jù)靶區(qū)深度，靶區(qū)劑量的最小值及危及器官可接受的耐受量等因素綜合考慮。電子線治療選擇照射野大小的原則，應(yīng)確保特定的等劑量曲線完全包圍PTV。由于電子線高值等劑量曲線隨深度增加而內(nèi)收，在高能量和小野時(shí)此現(xiàn)象更加突出，因此選擇照射野大小時(shí)，需要按PTV的最大橫徑而適當(dāng)放寬。一般說(shuō)來(lái)，所選電子線射野應(yīng)至少等于或大于靶區(qū)橫徑的1.18倍，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)靶區(qū)最深部分的寬度的情況再放寬0.51.0cm

32、。三、射野形狀及鉛擋技術(shù)電子線的射野形狀總是由電子線限光筒或在限光筒底端插入由低熔點(diǎn)鉛(low melting-point alloy lead, LML)制成的中有開(kāi)口的一定厚度擋扳形成，前者一般形成限光筒標(biāo)準(zhǔn)野，后者形成非標(biāo)準(zhǔn)野(包括矩形野和不規(guī)則野)。實(shí)際工作中，也有用鉛橡皮直接放在患者體表需要被遮擋的部位形成非標(biāo)準(zhǔn)野。1、電子線限光筒標(biāo)準(zhǔn)野電子線的方形野不能像高能X線一樣由加速器準(zhǔn)直器直接形成。如果不加限光筒，因?yàn)殡娮泳€的易散射性，將會(huì)產(chǎn)生臨床上不能接受的物理半影。加速器廠家設(shè)計(jì)電子線限光筒緊貼患者皮膚表面或僅留有5cm左右的間隙。醫(yī)科達(dá)加速器電子線限光筒緊貼患者皮膚，限光筒尺寸為：6

33、cm×6cm、10cm×10cm、14cm×14cm、20cm×20cm和25cm×25cm；瓦里安限光筒同樣緊貼患者皮膚，尺寸：4cm×4cm、10cm×10cm、15cm×15cm、20cm×20cm和25cm×25cm；西門子限光筒與患者皮膚表面有加速器的5cm的間隙，尺寸為：5cm、10cm×10cm、15cm×15cm、20cm×20cm和25cm×25cm，5cm表示直徑5cm的圓形。2、鉛擋板厚度及其對(duì)劑量參數(shù)的影響臨床上，真正應(yīng)用限光筒標(biāo)準(zhǔn)

34、野很少，大部分電子線照射要在限光筒底端插入由LML制成的中有開(kāi)口的擋扳形成非標(biāo)準(zhǔn)野。非標(biāo)準(zhǔn)野的形狀一般由醫(yī)生根據(jù)PTV的橫徑再外放一定距離確定，或經(jīng)TPS設(shè)計(jì)。鉛擋板厚度，要依據(jù)不同電子線能量在鉛材料的穿射曲線確定，一般臨床需要達(dá)到95以上的屏蔽，即一定的鉛擋板厚度使得透射率不大于5。作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則，鉛擋板厚度可取該能量電子線實(shí)際射程的十分之一或電子線能量數(shù)值的二十分之一，單位mm，用LML適當(dāng)加厚，同時(shí)從安全考慮，可將擋鉛厚度再增加1mm。表7-3列出不同能量電子線透射率等于5的LML厚度。表7-3 不同能量電子線5%透射率所需LML厚度能量(MeV)LML厚度(mm)62.394.412

35、8.51618.02025.0* 射野尺寸10cm×10cm鉛擋板會(huì)影響電子線限光筒標(biāo)準(zhǔn)野的劑量學(xué)參數(shù)，其程度依賴于電子線的能量和鉛擋扳所形成的照射野大小。圖7-12和圖7-13分別顯示不同能量電子線的治療深度和輸出因子隨不同鉛擋扳所形成的照射野大小的變化情況。結(jié)合本章第一節(jié)中的圖7-3，可以看出鉛擋扳所形成的照射野大小對(duì)不同能量電子線劑量參數(shù)的影響：、當(dāng)限光筒標(biāo)準(zhǔn)野足夠大(6cm6cm以上)時(shí)，不同能量的電子線的劑量參數(shù)如治療深度基本不受限光筒大小的影響，特別是對(duì)于較低能量；對(duì)于鉛擋板所形成的照射野，在較高能量(1214MeV)條件下，照射野小于8cm8cm時(shí)，治療深度變淺，劑量梯

36、度變??；能量小于等于10MeV時(shí)則影響不大。、限光筒標(biāo)準(zhǔn)野的輸出因子，不同能量條件下，有很大的變化，沒(méi)有規(guī)律性；鉛擋所形成的照射野，射野輸出因子則呈規(guī)律性變化，照射野越小，輸出因子越大，低能時(shí)變化小(小于1%)，高能時(shí)變化大(大于6%)。、對(duì)較高能量的電子線，鉛擋確定的照射野，即使和限光筒標(biāo)準(zhǔn)野大小一致，在小野條件下，劑量參數(shù)變化很大，輸出因子變大，治療深度變淺，劑量梯度值變小。圖7-12鉛擋扳所形成的照射野大小對(duì)不同能量電子線治療深度的影響圖7-13不同鉛擋扳所形成的照射野大小對(duì)不同能量電子線輸出因子的影響3、電子線的內(nèi)屏蔽用電子線治療某些部位時(shí)的病變，如嘴唇、頰粘膜、眼瞼和耳翼等，常在病變

37、后端放置鉛扳形成內(nèi)屏蔽以更好地保護(hù)病變后方的正常組織，如圖7-14所示。此時(shí)，必須考慮鉛扳的反向散射對(duì)鉛扳前方組織的劑量影響，測(cè)量結(jié)果表明劑量大約增加30%70%(在420 MeV的能量范圍內(nèi))，并隨接觸界面至電子線入射方形距離迅速以指數(shù)衰減。電子線反向散射的強(qiáng)弱由經(jīng)驗(yàn)公式給出： (7-12)式中，EBF稱為電子反向散射因子(electron backscatter factor)，定義為接觸界面處的劑量與均勻組織中同一位置劑量之比；為均勻組織接觸面深度電子線能量。圖7-14 電子線的內(nèi)屏蔽臨床上為消除電子反向散射這一效應(yīng)的影響，常在鉛擋扳周圍包裹一定厚度的低原子序數(shù)材料，如鋁和丙烯酸類樹(shù)脂材

38、料。通常做法是將鉛扳浸泡在液態(tài)蠟中，在鉛板表面形成12mm的涂層，這種方法的另外一個(gè)好處是使患者組織不直接接觸鉛，避免了鉛的毒性對(duì)患者的作用。四、電子線的補(bǔ)償技術(shù)在電子線治療中，補(bǔ)償塊被用來(lái)改變電子線在患者體內(nèi)的劑量分布，通常主要用于以下三方面：1、提高皮膚劑量；2、補(bǔ)償人體不規(guī)則的體表使之平坦；3、減弱電子線的穿透能力。在臨床應(yīng)用中，有時(shí)，治療科室擁有的加速器最低能量的電子線對(duì)于非常表淺的病變也顯得太高，不能充分保護(hù)病變后方的正常組織，同時(shí)病變前緣的劑量偏低。此時(shí)，用一定厚度的組織等效材料緊貼在患者皮膚來(lái)縮短電子線在患者體內(nèi)的射程，從而克服電子線能量高的問(wèn)題，而且提高了病變前緣的劑量。加速器

39、的電子線能量一般分為幾檔，能量間隔在24 MeV之間。有時(shí)，某檔能量對(duì)于病變顯得穿透深度不足，而下一檔能量又顯得穿透深度太深，此時(shí)，選擇適當(dāng)厚度的組織等效補(bǔ)償物緊貼患者皮膚可以很好地解決這一問(wèn)題。臨床常用的補(bǔ)償材料有石蠟、聚苯乙烯和有機(jī)玻璃，其密度分別為0.987g/cm3、1.026 g/cm3和1.11 g/cm3。前兩種材料因密度接近軟組織，使用較多。石蠟由于易于成形，又能很緊密地敷貼于人體表面，避免或減少補(bǔ)償材料與皮膚間的空氣間隙，常被用來(lái)平坦患者不規(guī)則體表。電子線的補(bǔ)償技術(shù)有時(shí)也用來(lái)修改等劑量線的形狀使其與靶區(qū)適形。在電子線治療中，很不規(guī)則的體表會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜的劑量分布，在靶區(qū)中產(chǎn)生劑量

40、“熱點(diǎn)”和“冷點(diǎn)”，此時(shí)就有必要有意識(shí)地在患者體表加不等厚度的補(bǔ)償材料，達(dá)到消除劑量“熱點(diǎn)”和“冷點(diǎn)”的目的。圖7-15顯示胸壁電子線照射，不加補(bǔ)償材料時(shí)，肺前緣的劑量較高(80%)，并有一高劑量區(qū)(139%)；沿胸壁填加補(bǔ)償材料，并有意識(shí)地增加高劑量區(qū)位置對(duì)應(yīng)體表處補(bǔ)償材料的厚度，既降低了肺前緣的受量，又消除了劑量“熱點(diǎn)”。圖7-15 電子線胸壁照射的劑量分布雖然用治療計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)劃有一定優(yōu)勢(shì)，如可以準(zhǔn)確地顯示腫瘤的形狀、深度和患者的外輪廓，通過(guò)改變射野的參數(shù)來(lái)解決劑量不均勻的問(wèn)題，但是畢竟將問(wèn)題復(fù)雜化，況且計(jì)劃系統(tǒng)的電子線數(shù)據(jù)都是在標(biāo)準(zhǔn)射野條件下采集的。因此，盡管補(bǔ)償材料的制作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，

41、但是能直觀地解決很多問(wèn)題，補(bǔ)償技術(shù)在電子線的治療中不可忽略。五、電子線的斜入射修正 當(dāng)由于患者治療部位皮膚表面彎曲，或擺位條件限制，致使電子線限光筒的端面不能很好地平行或接觸皮膚表面，就會(huì)引起空氣間隙，形成電子線的斜入射。斜入射對(duì)百分深度劑量的影響，是電子線的側(cè)向散射效應(yīng)和距離平方反比造成的線束的擴(kuò)散效應(yīng)的雙重作用的結(jié)果。當(dāng)斜入射的角度超過(guò)20°，電子線的PDD分布曲線就會(huì)產(chǎn)生顯著的改變，此時(shí)必須在劑量計(jì)算中考慮斜入射修正： (7-13)式中，為有效源皮距，為空氣間隙，為計(jì)算點(diǎn)深度，為電子線垂直入射模體時(shí)深度處的劑量，為斜入射角，為經(jīng)斜入射修正和距離平方反比修正后深度處的劑量，定義為

42、斜入射校正因子，表示射線束垂直入射與斜入射的劑量比值。不同能量電子線斜入射校正因子值見(jiàn)表7-4 。 表7-4 電子線斜入射校正因子表電子線能量 (MeV)2218151296(a)0.01.000.980.981.000.941.010.11.001.001.001.001.001.080.21.001.001.011.021.051.110.31.011.001.021.031.051.060.41.011.011.021.001.000.960.51.001.000.980.960.920.860.60.950.940.920.900.860.790.70.920.900.870.860.

43、860.830.80.930.850.820.901.000.960.91.091.001.201.111.441.001.01.421.541.501.501.301.00(b)0.01.031.021.031.050.981.140.11.031.041.041.061.101.140.21.051.061.071.111.121.120.31.061.071.091.091.051.070.41.041.041.041.010.930.920.51.000.990.920.920.800.770.60.930.900.860.820.700.690.70.840.840.820.770.

44、700.760.80.870.830.850.860.831.100.91.301.001.431.201.401.461.02.172.312.192.502.002.14(c)0.01.061.061.101.141.141.300.11.101.121.171.201.231.210.21.121.141.151.161.171.080.31.071.071.071.020.980.900.41.000.960.930.860.790.700.50.870.840.790.740.670.560.60.750.740.690.630.580.510.70.700.680.670.620.

45、570.560.80.750.710.670.740.770.870.91.211.001.291.141.601.401.02.312.462.753.003.202.45六、電子線的組織不均勻修正和邊緣效應(yīng)1、組織不均勻修正電子線治療中，不均勻性組織如骨、肺和氣腔的存在使電子線的劑量分布會(huì)發(fā)生顯著變化，很難測(cè)量和計(jì)算這種變化，但是可以針對(duì)組織不均勻性程度作出近似的修正。組織不均勻性修正最簡(jiǎn)單的方法是計(jì)算出不均勻性組織對(duì)水的等效厚度，具體算法是：假定某種不均勻性組織的厚度為，它對(duì)電子線的吸收的等效水的厚度為，其中為不均勻性組織對(duì)水的電子密度比。這一方法稱為等效厚度系數(shù)法(coefficien

46、t of equivalent thickness，CET)。如果計(jì)算位于厚度為的不均勻性組織后的某一點(diǎn)深度處的劑量，應(yīng)先計(jì)算該點(diǎn)的等效深度，然后經(jīng)平方反比定律校正，可得到該點(diǎn)劑量。的計(jì)算公式為： (7-14)值由不均勻性組織對(duì)水的電子密度比，有時(shí)為了簡(jiǎn)化，認(rèn)為近似等于質(zhì)量密度比。比如，認(rèn)為肺組織質(zhì)量密度為0.25 g/cm3，則肺組織的值為0.25，1cm的肺組織的等效厚度就是0.25cm。對(duì)于致密骨，值高達(dá)1.6以上。圖7-16顯示15 MeV能量電子線經(jīng)過(guò)5cm肺組織的曲線的變化情況。圖7-16 15MeV電子線經(jīng)過(guò)5cm肺組織的變化情況2、邊緣效應(yīng)當(dāng)電子線穿越不同密度的組織時(shí)，由于散射

47、不同密度的組織接觸界面的劑量會(huì)產(chǎn)生變化，高密度組織一側(cè)產(chǎn)生更多的散射使得低密度組織獲得更高的劑量。一般三種情況需要考慮這種邊緣效應(yīng)：、患者體內(nèi)不同密度組織的接觸界面；、患者體表有尖銳凸起；、用鉛板作內(nèi)屏蔽。最后一種情況在本節(jié)擋鉛技術(shù)中提及，邊緣效應(yīng)用電子反向散射因子EBF表示，計(jì)算用式(7-12)。 七、電子線的射野銜接技術(shù)電子線的射野銜接一般包括兩種銜接方式，電子線與電子線射野銜接及電子線與高能X線射野銜接。1、電子線與電子線射野銜接對(duì)一些特殊部位的病變?nèi)缧乇诘恼丈?，單一電子線射野不可能包括整個(gè)靶區(qū)，需要采用多個(gè)相鄰野銜接構(gòu)成大野進(jìn)行照射。電子線射野間銜接主要考慮電子線等劑量線隨深度的變化情

48、況，事實(shí)上，電子線較高的物理半影以及低值等劑量線外膨、高值等劑量線內(nèi)收等劑量學(xué)特性使得電子線照射野銜接無(wú)法避免在靶區(qū)中產(chǎn)生劑量“熱點(diǎn)”和“冷點(diǎn)”。電子線與電子線射野銜接的基本原則是：根據(jù)射線束寬度隨深度變化的特點(diǎn)，在皮膚表面相鄰野之間，或留有一定的間隙，或使兩野共線，最終使其50%等劑量曲線在所需深度相交，形成相對(duì)較好的劑量分布。圖7-17顯示7 MeV和16 MeV電子線兩野銜接不同間隔時(shí)等劑量線的分布情況，可以看出，無(wú)論何種情況，劑量“熱點(diǎn)”和“冷點(diǎn)”不可避免?？偟膩?lái)說(shuō)，最好是避免電子線射野間銜接，否則也應(yīng)該在治療深度進(jìn)行膠片劑量驗(yàn)證。與高能X線射野間銜接相同，在整個(gè)治療過(guò)程中，也應(yīng)該周期

49、性改變銜接位置，以避免固定范圍的劑量“熱點(diǎn)”和“冷點(diǎn)”。圖7-17 7 MeV和16 MeV電子線兩野銜接不同間隔時(shí)的等劑量線分布2、電子線與高能X線射野銜接臨床應(yīng)用中，特別是在鼻咽癌的治療時(shí)，會(huì)遇到電子線與高能X線射野銜接問(wèn)題。因?yàn)楦吣躕線射野一側(cè)劑量分布比較確定，電子線與高能X線射野銜接比電子線射野間銜接要簡(jiǎn)單一些。一般說(shuō)來(lái)，采用的方法往往是使兩野在皮膚表面共線，由于電子線射野產(chǎn)生的側(cè)向散射會(huì)使得在X線照射野一側(cè)出現(xiàn)劑量“熱點(diǎn)”，電子線高值等劑量線內(nèi)收會(huì)使得在電子線一側(cè)出現(xiàn)劑量“冷點(diǎn)”。圖7-18 電子線與高能X線射野共線銜接時(shí)的劑量分布圖7-18顯示9 MeV電子線與6 MV X線照射野

50、在皮膚表面共線銜接時(shí)的劑量分布。從圖中可以看出，劑量“熱點(diǎn)”和“冷點(diǎn)”分布還同時(shí)受到電子線源皮距的影響，延長(zhǎng)源皮距使得電子線等劑量曲線變劣，劑量“熱點(diǎn)”和“冷點(diǎn)”的區(qū)域面積增大。第四節(jié) 電子線的特殊照射技術(shù)電子線治療還有一些特殊的照射技術(shù)，用于特殊部位腫瘤的治療。如對(duì)乳腺癌術(shù)后的胸壁及內(nèi)乳區(qū)而采取的電子線旋轉(zhuǎn)照射技術(shù)(electron arc therapy)；對(duì)蕈樣霉菌病及Kaposi瘤等全身范圍的淺表病變而采取的電子線全身皮膚照射技術(shù)(total skin electron irradiation，TSEI)；對(duì)經(jīng)手術(shù)切除腫瘤病灶后的瘤床或殘存灶，或雖經(jīng)手術(shù)暴露而不能切除的病灶，或淋巴引流

51、區(qū)，在直視情況下進(jìn)行單次大劑量1025Gy的術(shù)中照射技術(shù)(intro-operative radiotherapy，IORT)。一、電子線旋轉(zhuǎn)照射技術(shù)電子線旋轉(zhuǎn)照射是一種復(fù)雜的放射治療技術(shù)，它主要用來(lái)患者體表彎曲的淺表腫瘤。盡管放療界對(duì)電子線旋轉(zhuǎn)照射技術(shù)并不陌生，知道對(duì)于某些特定腫瘤治療非常有效，這項(xiàng)技術(shù)還是沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。主要原因就是這項(xiàng)技術(shù)實(shí)施復(fù)雜以及物理特性難以理解。影響電子線旋轉(zhuǎn)照射靶區(qū)的劑量分布的因素很多，主要有電子線能量、射野寬度、等中心深度、源軸距、體表彎曲程度、次級(jí)準(zhǔn)直器以及三級(jí)準(zhǔn)直器等七個(gè)方面。 、電子線旋轉(zhuǎn)照射的準(zhǔn)直器系統(tǒng)電子線旋轉(zhuǎn)照射用的射野由三級(jí)準(zhǔn)直器系統(tǒng)形成(見(jiàn)圖

52、7-19)：初級(jí)準(zhǔn)直器為X射線和電子線共用的準(zhǔn)直器；次級(jí)準(zhǔn)直器為電子線旋轉(zhuǎn)照射設(shè)計(jì)的專用電子線準(zhǔn)直器；三級(jí)準(zhǔn)直器稱為體表限束器，直接置于患者體表。圖7-19電子線旋轉(zhuǎn)照射的準(zhǔn)直器系統(tǒng)初級(jí)準(zhǔn)直器的幾何尺寸取決于次級(jí)電子線準(zhǔn)直器的大小。為了改善電子線照射野內(nèi)的劑量分布，特別是增加射野邊緣的劑量份額，使得整個(gè)照射野內(nèi)劑量均勻，初級(jí)準(zhǔn)直器的幾何尺寸要大于電子線照射野的大小。現(xiàn)代醫(yī)用直線加速器電子線旋轉(zhuǎn)照射時(shí)，初級(jí)準(zhǔn)直器能根據(jù)插入的電子線準(zhǔn)直器自動(dòng)開(kāi)啟到相應(yīng)位置。次級(jí)準(zhǔn)直器是形成電子線旋轉(zhuǎn)照射野的主要限束裝置。為了避免機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)與患者或治療床碰撞，一般設(shè)計(jì)電子線準(zhǔn)直器的底端與等中心位置距離3540cm，

53、保證治療時(shí)底端與患者體表保持20cm左右的間隙。電子線準(zhǔn)直器的長(zhǎng)度(沿機(jī)架旋轉(zhuǎn)軸方向)要大于靶區(qū)，使得半影區(qū)在靶區(qū)以外；射野寬度大小要綜合考慮X線污染和體表限束器的影響，一般在等中心處取56cm。有時(shí)由于病變或手術(shù)瘢痕較長(zhǎng)，照射野上下兩端的源皮距差別較大，各層面患者體表輪廓的曲率半徑很不一致，使用矩形野會(huì)造成靶區(qū)劑量很不均勻，此時(shí)應(yīng)根據(jù)各層面的源皮距和曲率半徑調(diào)整射野形狀。三級(jí)準(zhǔn)直器是置于患者體表照射野四周的限束器，用鉛或鉛合金制成，用來(lái)保護(hù)非治療部位的正常組織，同時(shí)削弱因電子線準(zhǔn)直器遠(yuǎn)離皮膚造成的靶區(qū)邊緣的半影增寬，并增加靶區(qū)邊緣劑量使靶區(qū)劑量均勻。一般情況下，體表限束器應(yīng)適合最大旋轉(zhuǎn)角度兩

54、端各增加15°旋轉(zhuǎn)的屏蔽需要。、電子線旋轉(zhuǎn)照射的劑量學(xué)1、電子線旋轉(zhuǎn)野的百分深度劑量特點(diǎn)電子線旋轉(zhuǎn)照射與電子線常規(guī)固定野照射有許多不同。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，電子線總是會(huì)聚于旋轉(zhuǎn)中心，深層靶區(qū)在射野內(nèi)的時(shí)間比皮膚和淺層靶區(qū)長(zhǎng)，百分深度劑量變化情況如圖7-20所示：、表面劑量減少；、最大劑量點(diǎn)深度位置后移；、后劑量跌落更快，劑量梯度變大；、韌致輻射X射線污染水平增加。圖7-20 電子線旋轉(zhuǎn)野的百分深度劑量特點(diǎn)2、特征角在電子線旋轉(zhuǎn)照射中，百分深度劑量除與電子能量(與固定野照射同，由靶區(qū)后緣深度確定)有關(guān)外，還受到等中心深度、射野寬度和特征角的影響?；颊唧w表的任一點(diǎn)的特征角定義為，電子線旋轉(zhuǎn)照射中，照射野的兩條邊線前后掃過(guò)點(diǎn)時(shí)，射野中心軸形成的夾角(圖7-21)。特征角角與射野寬度、等中心深度和源軸距的關(guān)系為： (7-15)圖7-21 特征角定義從圖7-22可以看出，和的不同組合，只要角相同，電子線旋轉(zhuǎn)照射百分深度劑量曲線非常近似，即對(duì)選定能量的電子線旋轉(zhuǎn)照射，一旦角確定，百分深度劑量也就基本確定，故角被稱為電子線旋轉(zhuǎn)照射的特征角。圖7-22 9 MeV電子線220°旋轉(zhuǎn)野不同角的PDD3、射野寬度的選擇與調(diào)整確定射野寬度步驟為：、根據(jù)靶區(qū)的后緣深度確定應(yīng)使用的電子線能量；、從該電子線能量不同特征角的百分深度