腫瘤放射物理學二

第四章高能電子線劑量學(二)電子線能量的表述

在臨床上電子線的能量表述方式多用以下兩種方法：

1.模體表面的平均能量E0=2.33XR50

R50叫做半峰值深度。即50%劑量深度2.模體表面的最大可幾能量Epo它直接對應(yīng)于電子射程Rp。電子射程定義為水中百分深度劑量或深度電離曲線下降部分梯度最大點的切線，與軔致輻射部分外推延長線交點的深度。第二節(jié)高能電子線的臨床特點一、中心軸深度劑量表面劑量Ds為體表下0.5mm處的劑量Dm為最大劑量點處的吸收劑量Dx為電子線中的X射線劑量Dt為治療劑量規(guī)定值如90%或85%處的深度，也叫做有效深度D50為50%深度劑量所對應(yīng)的深度或半峰值深度Rp叫做電子線的射程，Rq為百分深度劑量曲線上跌落最陡點的切線與Dm水平線交點所對應(yīng)的的深度。高能電子線的

百分深度劑量分布特點1.劑量建成區(qū)：與X(γ)射線相比，高能電子線的表面劑量較高，劑量建成效應(yīng)不明顯。2.高劑量坪區(qū)：從dmax到d85深度叫做高劑量坪區(qū)，也叫做治療區(qū)。在該區(qū)劑量分布相對均勻，隨著射線能量的增加，高劑量坪區(qū)變寬。3.劑量跌落區(qū)：d85(或dt)深度以下劑量急劇跌落，稱之為劑量跌落區(qū)，用梯度G表示劑量跌落。

4.X射線污染區(qū)：最大射程Rp之后，電子線經(jīng)過散射箔、電離室、X射線準直器、電子限光筒時，與之相互作用，產(chǎn)生X射線，形成深度曲線后部一條拖得很長的尾巴。二、影響百分深度劑量的因素1.高能電子線的能量：隨著射線能量的增加，表面劑量增加，高劑量坪區(qū)變寬，劑量梯度減小，

X射線污染增加。2.照射野：照射野較小時，由于部分電子線被散射出照射野，所以中心軸劑量隨深度增加而減小，大照射野時，最初時劑量隨深度增加而增加，最后由于散射損失和補償損失達到平衡，深度劑量不再隨射野增大而增加。3.源皮距：當限光筒至皮膚的距離增加時，表面劑量降低，最大劑量深度變深，劑量梯度變陡，X線污染增加，而且高能電子束較低能電子束變化顯著。因此在臨床應(yīng)用，應(yīng)保持源皮距的不變。電子線和X線PDD的影響因素分析能量源皮距射野面積腫瘤深度電子線隨能量增加，表面劑量增加；有效治療深度增加；電子線中的X線污染增加；劑量梯度減少隨SSD增加，表面劑量減少；治療深度增加；X線污染增加；劑量跌落增加射野較小時，低能電子線PDD隨深度增加迅速跌落；不同深度的腫瘤要選擇不同能量的電子束X線隨能量增加，表面劑量減少；同一深度處的百分深度量增加；建成區(qū)寬度增加；PDD隨SSD的變化受距離平方定律的影響，近源處PDD隨SSD的增加迅速下降。中低能X線，隨射野面積增加，PDD增加，高能X線，則變化不明顯在建成區(qū)內(nèi)，PDD隨腫瘤深度的增加而增加隨照射野的增大，90%等劑量曲線的形狀由弧形變得平直。因此在選擇電子束射野時，要使其直徑大于腫瘤直徑的確1.18倍第三節(jié)電子線的治療計劃設(shè)計高能電子線從表面到一定深量劑量分布均勻，劑量跌落較快，因此只適用治療表淺的病變，而且單野照射劑量分布均勻。但電子線易受人體曲面，斜入射和空氣間隙的影響，電子線的百分深度劑量、輸出劑量等隨照射條件變化較大，在臨床中應(yīng)保持射野中心軸垂直于人體表面，并保持正確的源皮距的不變。電子線能量的選擇應(yīng)綜合考慮靶區(qū)深度，最低靶區(qū)劑量及危險器官的耐受劑量等因素。電子束治療選擇照射野的大小，應(yīng)確保特定的等劑量曲線完全包圍靶區(qū)。一般原則為等于或大于靶區(qū)橫徑的1.18倍，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)靶區(qū)最深部分的寬度再放0.5~1cm.或能量=3d后+2~3MeV第六章治療計劃的設(shè)計第一節(jié)治療計劃設(shè)計中的臨床要求一、臨床劑量學原則臨床劑量學四原則：二、放射源與治療裝置的選擇放射治療時放射源與治療裝置的選擇應(yīng)當遵循放射治療的臨床劑量學四原則。根據(jù)腫瘤的部位、深度、大小、分布空間，決定所選放射源的能量大小、射線類型。高能量的X射線由于有劑量建成區(qū)，單野照射時要把腫瘤放在最大劑量點之后，這樣腫瘤之前的正常組織受照劑量較小。較深部位的腫瘤要選擇能量較高的射線。高能電子線，腫瘤區(qū)域劑量分布較均勻，腫瘤后的正常組織受照劑量較小，可以用單野照射，但腫瘤前的正常組織受照劑量較大，因此用于治療表淺部位的腫瘤或偏位的腫瘤，能量選擇要根據(jù)腫瘤的深度。第二節(jié)治療計劃設(shè)計中的幾個概念(一)腫瘤區(qū)(GTV)：包括已確定存在的腫瘤以及受侵犯的組織，即原發(fā)組織和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)。(二)臨床靶區(qū)(CTV)：包括已確定存在的腫瘤以及潛在的受侵犯的組織，GTV和它外周亞臨床病灶構(gòu)成CTV。(三)計劃靶區(qū)(PTV)：CTV+器官運動+擺位誤差的范圍+治療中靶位置和靶體積的變化范圍。PTV即照射野的大小，用于治療計劃的設(shè)計和執(zhí)行。

(四)治療區(qū)(TV)：指一定的照射技術(shù)和安排，某一條等劑量曲線所包括的范圍。一般選擇90%等劑量曲線所包括的范圍。最好的治療計劃應(yīng)治療區(qū)的劑量分布與PTV的形狀相一致。（五）照射區(qū)：對一定的照射技術(shù)和照射野安排，50%等劑量面所報括的范圍。照射區(qū)＞治療區(qū)，照射區(qū)有時包括一部分正常組織。

（六）危險器官：可稱為要害器官，它們的放射敏感性可能對治療計劃或處方劑量有直接的影響。要害器官可以分成三類(1)放射損傷是致命的或是將產(chǎn)生嚴重后果的;（2）放射損傷是中度或是輕度的;（3）放射損傷是輕度的、暫時的、可恢復(fù)的而且不明顯。（七）計劃危險器官（PRV）

在考慮危險器官在放射治療過程中由于病人體位變化，呼吸運動等所導(dǎo)致的位移區(qū)域。PRV＞OR

（八）劑量體積直方圖（DVH）：表示照射區(qū)域內(nèi)吸收劑量分布是否均勻的一種方法。人們根據(jù)它可以進行治療計劃的優(yōu)選。生物靶區(qū)指由一系列生物因素決定的靶區(qū)內(nèi)放射敏感性不同的區(qū)域，如乏氧和血供、增殖、凋亡等。傳統(tǒng)影像在反映腫瘤的解剖結(jié)構(gòu)的形態(tài)和位置及這些結(jié)構(gòu)之間的幾何關(guān)系中有重要的作用，而SPET、PET等功能影像可以提供組織和細胞的代謝和生化改變等變化，將傳統(tǒng)影像與功能影像的結(jié)合可以更好地確定腫瘤靶區(qū)。治療計劃的描述一個良好的計劃要滿足以下要求：1劑量量計算準確；2準確傳遞放射治療計劃；3滿足今后對放射治療療效的評估；4支持不同單位及部門放療方法及療效的比較；5方便糾正可能出現(xiàn)的錯誤。治療計劃的劑量處方劑量處方包括了如：總劑量、分次劑量、總治療天數(shù)等信息。IRCU

23號和50號規(guī)定：1靶區(qū)最小劑量：從劑量分存中或DVH中獲取的靶區(qū)內(nèi)的最小劑量2靶區(qū)最大劑量：從劑量分存中或DVH中獲取的靶區(qū)內(nèi)的最小劑量3靶區(qū)平均劑量：靶區(qū)內(nèi)所有計算點的平均劑量。劑量參考點應(yīng)能代表PTV照射劑量的相關(guān)位置，遵循以下原則：1該點位于能夠準確計算劑量的區(qū)域內(nèi)；2應(yīng)選在PTV的中心部分；3建議以等中心點（或射野交叉點）作為ICRU的劑量參考點；第四節(jié)計劃設(shè)計與評估一、治療計劃設(shè)計的方法與過程（一）照射野設(shè)計的原理1.高能X（γ）射線照射野設(shè)計的原理：（1）單野照射將靶區(qū)放在最大劑量點之后，靶區(qū)范圍較大時，劑量分布不均勻，不主張用單野照射。（2）二野交角照射：對于偏離人體中心或較深部位的腫瘤，采用兩野交叉照射，可根據(jù)具體情況加用適當角度的楔形板對射線束進行修正，以使靶區(qū)劑量均勻

楔形角α與兩射野中心軸的夾角β滿足α=90-β/2條件。對于體中線部位的腫瘤，應(yīng)采用兩野對穿照射，通過調(diào)節(jié)兩野劑量比，在靶區(qū)獲得較均勻的劑量分布。根據(jù)不同的體厚選擇不同的射線能量（3）多野交角照射：當深部腫瘤劑量分布不滿意時，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獲得滿意的劑量分布，同時以可以使脊髓和肺得到有效的保護。2.高能電子線的照射野設(shè)計原理由于劑量建成區(qū)劑量梯度變化較大，應(yīng)將靶區(qū)位于dmax到d90~85,隨著射線能量的增加，表面劑量也增加，X線污染增加，因此選擇能量為4~25MeV之間。電子線可以分成三個區(qū)域，劑量建成區(qū)、高劑量坪區(qū)和劑量跌落區(qū)，腫瘤應(yīng)置于dmax~d90之間。

能量的選擇：E=3Xd后+2~3Mev

射野大小的選擇：應(yīng)為計劃靶區(qū)橫徑的1.18倍，即在原來的基礎(chǔ)上再增加約20%。

（二）治療計劃設(shè)計的基本步驟

1.腫瘤定位：確定腫瘤病變的部位以及與周圍重要器官、重要組織的關(guān)系(由模擬機或CT模擬機確定)。由臨床放射治療醫(yī)師勾畫靶區(qū)和重要器官，并預(yù)計出靶區(qū)的致死劑量和周圍正常組織、重要器官的最大允許劑量。

傳統(tǒng)模擬機和CT模擬機⑴患者的固定

醫(yī)生根據(jù)患者腫瘤的部位和大小以及鄰近重要器官的位置確定掃描范圍，按照治療部位和所采用的治療技術(shù)對患者進行固定?；颊唧w位固定的各種方式⑵在確定的范圍內(nèi)對患者進行CT掃描。⑶將CT圖像傳到模擬工作站，進行虛擬模擬，給患者做好標記。然后在模擬工作站上描繪出患者治療部位的重要結(jié)構(gòu)、腫瘤和靶區(qū)的輪廓。（4）勾畫病人的靶區(qū)和解剖結(jié)構(gòu)

A.

按照ICRU50號報告和62號報告的規(guī)定勾畫腫瘤和靶區(qū)（由醫(yī)生完成）：

2.物理師應(yīng)用TPS治療計劃系統(tǒng)進行射野設(shè)計，確定射野大小、楔形板、組織不均勻性校正、組織補償，計算腫瘤中心劑量、周圍重要器官及組織的最大劑量，根據(jù)臨床劑量學四原則選擇最佳計劃。計劃的評估等劑量曲線和等劑量面劑量分布統(tǒng)計體積-劑量直方圖計劃評估斷層圖像觀察等劑量曲線矢狀面觀察等劑量曲線冠狀面觀察等劑量曲線三維空間觀察等劑量曲面計劃評價工具:劑量體積直方圖劑量體積直方圖(DoseVolumeHistogram,DVH)是描述一個解剖結(jié)構(gòu)中，照射劑量水平和照射體積之間的統(tǒng)計學關(guān)系的直方圖。1微分DVH：用于了解同一器官內(nèi)受照體積和劑量間的相對關(guān)系：

2積分DVH：用于了解同一計劃中不同器官間劑量分布。劑量統(tǒng)計治療計劃的