临床放疗剂量学（106页）

1、第六章 临床放疗剂量学第6节 特殊照射技术 楔形板技术 楔形野等剂量分布与楔形角 楔形因素：加和不加楔形板时射野中心轴上某点剂量率之比： Fw=Ddw / Dd 一楔多用问题 利用楔形板改善剂量分布 有楔形野的百分深度剂量：DdwDdFW DdPDDW= = = FW DmDmDm = PDDdFW楔形野的百分深度剂量等于相同大小射野的不加楔形板时的百分深度剂量等于PDDd与楔形野因素的FW的乘积。例题：1、如图2-3-31所示，钴-60线，SSD=75cm，FSZ1=FSZ2=66cm，45楔形野垂直照射上额窦。野的肿瘤深度d1=5cm，野的肿瘤深度d2=6cm。已知66cm的FW=0.7，

2、求、野各给多少处方剂量才能在肿瘤中心P点得到6000cGy?钴-60，SSD=75cm的百分深度剂量查表，得：PDD平（5，66）=74.2%PDD平（6，66）=68.9%代入上式得PDDW（5，66） =74.2%0.7=51.9%PDDW（6，66） =68.9%0.7=48.2% 设肿瘤剂量由两野平分则：Dm1=3000cG/51.9%=5780cGDm2=3000cG/48.2%=6224cG 一楔多用问题 设主楔形板的楔形角为n（n=60），合成后的楔形角为，二者的关系为： tg=Ktgn式中K为平野和60楔形野的肿瘤剂量比，即： Dn K= Dn + D平9、 人的价值，在招收诱

3、惑的一瞬间被决定。2022-2-102022-2-10Thursday, February 10, 202210、低头要有勇气，抬头要有低气。2022-2-102022-2-102022-2-102/10/2022 9:45:59 PM11、人总是珍惜为得到。2022-2-102022-2-102022-2-10Feb-2210-Feb-2212、人乱于心，不宽余请。2022-2-102022-2-102022-2-10Thursday, February 10, 202213、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。2022-2-102022-2-102022-2-102022-2-102/10/2

4、02214、抱最大的希望，作最大的努力。2022年2月10日星期四2022-2-102022-2-102022-2-1015、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。2022年2月2022-2-102022-2-102022-2-102/10/202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022-2-102022-2-10February 10, 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2022-2-102022-2-102022-2-102022-2-10 设主楔形野的楔形因素为FWn ，合成后的楔形角楔形因素为FW ，则有： FWn FW= （1-K）FWn +K处方剂量比： (1-

5、K)FWn Dm平 = （1-K）FWn +K K Dmn = （1-K）FWn +K楔形板三种应用方式楔形板三种应用方式（一）楔形板三种应用方式（二）楔形板三种应用方式（三）楔形板三种应用方式（三） 筛板照射筛板照射 放射治疗处于200kv时代，治疗大体积肿瘤时皮肤反应很重，为了减轻皮肤反应，曾采用筛板照射。 低熔点铅挡野技术低熔点铅挡野技术 方法在铅中加铋Bi50%，镉Cd10%，锡13.3%形成只有70的低熔点合金，配合热阻丝切割泡沫塑料内模很容易加工呈不规则形状，而且操作安全可靠，整体性强，易于斜野和旋转治疗，且摆位迅速。不对称野剂量学 离轴比OAR 偏轴射野 偏轴射野的离轴比POAR

6、 1射野离轴比（射野离轴比（OAROAR） 定义：射野中任意一点（d，x）处的剂量率D(d，x)与同一深度处射野中心轴上的剂量率D(d，0)之比。 D(d，x) OAR(dOAR(d，x) x) = = R(d，x) D(d，0)ORA(d，x)的大小反映了射野截面（与射野中心轴垂直）内剂量分布的情况。 不对称（独立）准直器剂量学 多次照射的剂量归一多次照射的剂量归一 在放射治疗中，会遇到大剂量的多次照射，如T（天）时间内受到N次照射，总的剂量为D（Gy）,显然这种造成的辐射损伤与一次接受D(Gy)的辐射损伤程度是不同的。 现介绍肿瘤放射治疗中，针对、射线的剂量归一方法 在T(d)时间内，人体

7、等间隔地接受到N次照射接受的总剂量为D(Gy)，那么由此而产生的生物效应将与一次接受及连等于D等效的生物效应相仿，数值上为：D D等效等效=D=DN N-0.24-0.24T T-0.11-0.11 若令d1=每一次接受的吸收剂量（Gy/次），则D=Nd1 又令=T/N=每次照射的间隔时间（d/次），于是有： D D等效等效= d= d1 1N N0.650.65-0.11-0.11D等效为多次照射的“一次等效剂量”。 条件：条件：T T不能太长，一般限制在不能太长，一般限制在100100天内。天内。 例：例：某60Co 治疗机，由于放射源从源室脱落，且未被及时发现，致使某人在10天内受到5次

8、照射，事故后测量得知该人每次受到0.5Gy照射，试求与此相应的一次等效剂量。 按题意：d1=0.5Gy/次，N=5次，T=10天=T/N=10/5=2天/次 所以：D等效= d1N 0。65-0.11 =0.550.652-0.22=1.32Gy 人体曲面、组织修正 均匀体模和实际病人之间的差别 人体曲面的校正 不均匀组织对剂量影响的校正方法 组织空气比方法 有效衰减系数法 等剂量曲线移动法 电子密度法 1 1织空气比法：校正系数织空气比法：校正系数C CF F T(d-h，Wd) CF= T(d，Wd) 式中Wd为深度d处（图中B点）的射野面积。例：对60Co 源，设d=7cm，h=3cm，

9、Wd=10cm2，查表得： T(4，10) 0.929CF= = =1.137 T(7，10) 0.817B点的百分深度剂量为：PDDB=PDDBCF=68%1.137=77.3% 2 2有效源皮距法有效源皮距法 f+dm 2 PDD1B= PDDB（） f+h+dmPDD2B为假设源皮距f=80厘米，取在SS平面的百分剂量，同样PDD1B为取在SS平面时的深度剂量。例例：f=80cm，dm=0.5cm，h=3cm，PDD2B=81%则：PDD1B=81%(80.5/83.5)2=75.3% 3 3同等剂量曲线移动法同等剂量曲线移动法由于h厘米的空气代替了组织，致使B点剂量升高，即同等量曲线下

10、移，下移的距离t等于： t = khk为移动系数，具体值表2-3-5从表中看出，线能量越高，k越小。 三、不均匀组织对剂量影响的校正方法（四种）1肿瘤空气比方法： T(d1，Wd) CF = T(d，Wd) d1为等效的软组织厚度，d1=3+50.3+2=6.5cm，而d=3+5+2=10cm60Co 查表代入得： T(6.5，10) 0.836CF= = =1.19 T(10，10) 0.700即由于5cm肺组织的存在，造成P点剂量升高19%d1 2 2有效衰减系数法有效衰减系数法： 此法与肿瘤空气比法相似，将肺组织厚度用等效软组织代替，CF为： CF=e-(d-d1) 为使用射线的平均直线

11、衰减系数，其值大小列于表2-3-6，60Co ，=0.050，则 CF=e-0.05(10-6.5) = 1.19 另CF值的大小与P点的位置有关，P点位置修正系数CP C1F= CFCP CP 值见表P106表2-37 C1F= 1.19 0.95 = 1.13 高能线CP 大小与位置无关 3等剂量曲线移动法：由于不均匀组织的存在，致使剂量曲线下移或上移，其移动的距离为t=N不均匀组织厚度。对不同组织N值列表P106 表2-3-8，负号表示曲线下移，正号表示曲线上移。如上例，肺组织造成曲线下移，距离为：t = Nd2 = 0.45 = 2.0cm 4肿瘤空气比的指数校正（电子密度法） T(d

12、1+d2，Wd) 0-1 CF=（） T(d1，Wd) 式中0为不均匀组织的电子密度与软组织电子密度之比。对肺0=0.3，脂肪0=0.92，骨0=1.21.8 T(5+2，10) 0.3-1 0.817 -0.7 CF= （） = () = 1.145 T(2，10) 0.992在进行肺癌治疗时，若肿块较大，使有病肺部变为实质性组织，故不必进行肺校正。 四、不均匀组织中的吸收剂量 1骨组织 在CPE条件下： D骨 en = （） D肌肉 骨 肌肉由P108 表 2-3-11 看出，低能线影响大，高能少。 2 2肺组织肺组织肺组织中的剂量主要受肺密度影响，造成肺中和肺后组织剂量增加，如图2-3-

13、403 3气腔气腔 气腔对高能射线剂量的影响，一方面由于介质缺乏电子平衡，使得位于气腔前、后壁的组织的吸收剂量略有减少；另一方面，由于气腔的存在造成厚射线衰减的减弱以及左右腔壁的散射线的存在，致使前后壁剂量增加。 五、补偿滤过 1填充块填充块 2补偿滤过补偿滤过 补偿滤过作用：可修正射线束的倾斜；修正身体表面的弯曲；修正组织不均匀性的影响；对不规则射野，通过补偿滤过改善剂量分布。可同时设计适合上面全部或几个或1个。楔形板可作补偿滤过板用，设计原理楔形板。高能电子束剂量学高能电子束剂量学高能电子束治疗始于1950年，和60Co 远距离治疗机几乎同时出现，由于技术上的困难，使得高能电子束治疗发展较

14、60Co 治疗迟缓。70年代以后有了长足的发展，根据其剂量学的特点，电子束主要用于治疗衰减或偏心部位的肿瘤，临床中或单独使用或与高能光子结合。 深度不到5cm的衰减病变及皮肤的治疗。 电子束的基本特性电子束的基本特性：电子束基本性质及参数 电子束射野中心轴深度剂量 电子束的等剂量曲线电子束的照射均匀性及半影 电子束治疗的计划设计 能量和照射野的选择空气间隙和斜入射校正 1有效源皮距 -“虚源”2空气间隙和斜入射校正方法 组织不均匀性校正 高能电子束临床特点高能电子束临床特点1电子穿射射程正比于电子能量，因为加速器引出的电子能量可调，所以根据病变的不同深度，选择合适的电子能量作治疗。2从表面到一

15、定深度处，剂量分布均匀，到达一定深度后，剂量突然急剧下降，保护病变后正常组织。3同等剂量曲线可以作得很扁平，供给一个满意的均匀照射野。4骨、脂肪和肌肉剂量吸收差别不显著，和普通线有很大差别，但是对肺组织应进行校正。单野并适当采用组织等效物（如小米、有机玻璃、石蜡、MIXD等）做成的吸收板，可满意地治疗表层及偏心肿瘤。 电子束的特殊照射技术电子束的特殊照射技术 多野技术 电子束全身皮肤照射（TSEITSEI） 1、延长治疗距离，利用电子束的扩散和散射特性，已获得足够大的照射野； 2、采用电子束旋转照射技术或扫描技术，适当延长照射距离，以满足患者横轴方向剂量分布的需要，而长轴方向则利用机架的旋转或

16、患者的水平运动来实现。 双机架多野技术双机架多野技术 双对称旋转技术双对称旋转技术 近距离放射治疗近距离治疗brachy therapy 与远距离治疗tele therapy 源希腊文。 近距离包括： 腔内放射治疗 intercavitary 组织间照射 interstitial 模治疗 mould 或敷贴器plaqaes治疗一、近距离放疗的历史 二、近距离放射治疗的特点1局部剂量很高，然随深度加深，剂量陡然下降。2照射范围内剂量不均一，近放射源处剂量很高，常采用放射源的步进或振荡方法来弥补。3中、高剂量率照射时间短。低剂量率 2-4Gy/h （镭疗、完整体系、经验）中剂量率 412Gy/h高

17、剂量率 12Gy/h4连续照射（低剂量率）或次数较少（高剂量率）分次照射。5后装源技术 选将空载的源容器插于组织内或体腔内，当源的位置被证实合适后，再把放射源通过遥控操作输入容器中进行照射治疗。可降低医务人员受照量，提高摆位和固定精度，提高源活度，缩短照射时间。 三、现代近距离放疗常用的放射性核素 1选用原则：半衰期长短：不能过短，以便在储运过程中衰变而丧失使用价值；又不能过长，固源活度与核素原子数成正比，与半衰期成反比。当源活度确定后，半衰期长的核素要有更多的原子数，源体积就大，不适用微细腔管或组织间照射。另外在使用上源可分为永久和暂时两种。永久一次性使用，不再取出，故不能使用长半衰期核素。

18、核素丰度（比度），丰度低的核素欲达既定的活度，源的尺寸必须大。射线的类型：衰变、等，要求用其一种，其它的百分比要少，或能量低，能被源壳滤过。 射线能量：最使用组织间插值的线能量为2050kev，其治疗区外能量减弱快，有利于保护正常组织。2常用核素 192Ir、252Cf 四、近距离治疗的剂量学系统考虑因素1放射源的自身吸收：源的自吸收发生的剂量减弱也服从e-规律，计算整个源产生剂量时必须考虑其自吸收。2放射源中的多次散射：到达某点的射线，除源中直接沿直线方向贡献的剂量外，尚有在放射源内部经多次散射而贡献给该点的剂量，因该点的剂量比没有多次散射的情况下有了增加。3放射源的几何形状：放射源分割成体

19、积很小的点源，将求出的每一点源贡献给某一点剂量相加，即为该点的总剂量-Siever积分思想。4射线离开源后：空气的吸收源壳的过滤，源周围人体组织的衰减及散射等。五、组织间照射的巴黎系统1五、组织间照射的巴黎系统2五、组织间照射的巴黎系统3六、与其它治疗方法的优缺点比较1优点与手术相比，并发症与死亡率低；与全身化疗相比，局部剂量比化疗高100倍；与局部化疗相比，定位及剂量分布较好；与外照射相比：a.定位更准确； b.邻近正常组织受量很低； c.更适合治疗不规则形态肿瘤，达到较好的剂量分布； d.永久性插值，只需要一次小手术，而外照射疗程需6-7周。2缺点与外科手术相比，近距离放疗局部根治的疗效差

20、，可能出现晚期反应；与全身化疗相比，技术困难得多；与外照射相比，a.需进行小手术；b.插值对肿瘤有创伤；c.技术复杂。高高LET射线治疗射线治疗 一、历史的发展 :大体可划分三个阶段 1. 50年代前，主要是浅层线和镭疗，那时主要的困难是线能量低，皮肤反应重，深部肿瘤得不到足够的剂量； 2. 50年代以后，由于原子能反应堆的出现，开始有60Co治疗机，突破了皮肤的限制，深部剂量高，可治疗深部肿瘤60Co是放疗史上的一场革命； 3. 60年代以后，加速器开始应用临床，可同时产生、两种射线，射线能量连续可调，适应不同部位肿瘤的需要，从性能和质的方面克服了60Co治疗机的一些缺点,如半影、源寿命短、

21、防护等问题已成为目前放射治疗的主要手段。 无论无论线、线、6060CoCo、线或加速器，线或加速器，、线都是低线都是低LETLET，一般都小于，一般都小于10kev/10kev/m m。 二、目前存在的问题及解决办法1由于肿瘤周围的其它器官（如食管癌的脊髓）的限制，肿瘤剂量给不上去。2肿瘤组织中（特别是实体肿瘤）存在乏氧细胞，目前使用的LET射线对这种细胞的不明感。3低LET射线对处于相对静止期细胞即Go期细胞不敏感。 三、高LET射线物理和生物学特点 前奏：氧增强比（OER）：无氧细胞和有氧细胞产生同样生物效应所需剂量之比，描述射线放射敏感性对细胞含氧状态的依赖关系的物理量。 D无氧细胞 低

22、LET OER值在（2.53.0） OER = D无氧细胞 高LET OER值在（1.01.8）LETREB：低LET RBE 1.0 高LET RBE 2.0 RBE = Dr / Dt 1物理特点 高LET射线指快中子、质子、 介子及重离子（Z在18号以前）（质子LET在20kev/m不具备物理学特点，但物理学特点为最理想的剂量曲线，也算在高LET内）。当粒子束入射介质时，在介质表面能量损失较慢，随着深度的增加，粒子速度逐渐减低，粒子能量损失率逐渐增加，接近射程最后一段距离时，粒子能量很小而运动速度很慢，能量损失率突然增加，形成电离吸收峰，即布拉格（布拉格（BraggBragg）峰）峰，然

23、后当粒子静止时，能量损失率急剧降为零。 一般情况下，Bragg峰较窄，需加宽峰区范围才能适合放射治疗的需要，有两种方法： 调节能量法，即在治疗期间，使其粒子能量在一定范围内连续变化，因而Bragg峰被拉宽，能量范围视肿瘤的具体范围而定。 固定粒子束能量，在粒子束途径上加一种山形过滤器，加宽Bragg峰，同样依据肿瘤的范围选择不同的过滤器，第二种方法比较容易实现。 2生物学特点氧增强比：由于高LET射线的电离密度，使OER比低LET射线明显为低，即高LET射线放射敏感性对细胞中含氧状态依赖性很小。RBE相对生物效应高LET射线的RBE在达20kev/m以上时，随LET升高而迅速上升，同时OER下

24、降。但当超过160kev/时，RBE值反又减小，而OER降为1。 放射敏感性随细胞周期的变化小。放射敏感性随细胞分裂周期而变化，特别是非增强期（Go期）更对放射抗拒，高LET射线受细胞周期的影响比低LET射线为小。 四、几种高LET粒子的情况 1快中子（氘氚或回旋加速器产生） 用快中子射线作放射源需满足三个条件： 有足够的强度，最大出射率每分钟应大于20cGY； 有较好的皮肤保护作用，Dm剂量点0.5cm； 深部剂量特性至少和60Co、线一样，50%深度量衰减应在11.0cm处。 快中子的RBE高，ORE小（1.61.2），快中子对乏氧细胞及细胞生长的各个周期均有作用，并可使细胞亚致死损伤的修

25、复能力降低。正是由于其特殊的生物效应而列入高LET（中子不带电，通过物质时衰减指数），不具其它高LET的物质特性。 *中子有些特性与光子相反，应注意： 原子序数越低的物质能量吸收增加，故骨的吸收较低，脂肪吸收剂量比肌肉高，对骨有保护作用（治疗时）防护用低Z材料。 2质子 带正电、大型质子回旋加速器产生。本质属低LET射线（LET 20kev/m），不具备生物学优点。 然而，它的物理特性为最理想的剂量曲线，其末端形成Bragg峰，峰区前后组织的剂量极小，将质子束的峰区宽度按肿瘤大小调节，可以很高剂量杀份肿瘤，而肿瘤前后的正常组织耐受量却很低，因此，从实际意义讲，质子完全可以达到理想放射源的（三个

26、）条件，且不损伤正常组织。瑞典、美国及苏联已进行临床研究和使用。 3 介子质子加速器轰击某种物质的靶原子核，即可产生 ，+，0，0半衰期为2.610-8 秒，衰变成介子和中微子，+属低LET，用电磁铁分离出来用于放射治疗。世界四个地方安装只有介子医用装置，实际用于临床的主要为美国的洛斯阿拉莫斯介子物理研究所和斯坦辐大学（医院）。 介子在组织中的射程末可形成Bragg峰的高剂量区，又可形成高电离场的“星区”，并叠加在Bragg峰处。 （“星区”的形成是由于介-在射程末被组织中的碳、氧、氮核俘获及发生裂解，释放出粒子、中子、质子的结果入射组织的原子序数越大越容易形成星区，这样不仅该区剂量很高，而且

27、电离能力也特强。） - 有质子的物理特性，又有中子的生物特性，是理想的放射源。缺点是技术复杂，价格昂贵，无法在临床上维护。 4重离子 用于放疗的重粒子指元素周期表上18号元素以前的原子核离子，这些离子具有质子的物理特性和快中子的生物学特性，和- 介子类似，但核质量大在组织中的穿透深度比同能量质子小得多，据计算单能量10亿电子伏才能适应治疗浅深度肿瘤，这样的加速器是庞大的，目前只在加速器上做一些生物学实验，太贵。 治疗计划治疗计划TPSTPS的设计与执行的设计与执行 治疗计划中几个概念 临床剂量学原则 照射技术和射野设计 治疗计划的设计步骤 治疗计划系统 治疗摆位和模室技术 立体放射治疗治疗计划

28、中几个概念 靶区(Target Volume) 治疗区(Treamtment Volume) 照射区(Irradiated Volume) 紧要器官剂量 靶区剂量 剂量热点(Hot Spots)1、靶区(Target Volume) 对根治性放射治疗，靶区应包括瘤体本身及周围潜在的受侵犯的组织以及临床 估计肿大可能转移的范围。 靶区大小由临床医生根据病人的解剖 或局部解剖及轮廓尺寸在设计治疗计划之先确定，并应考虑到治疗中可能的位置移 动、形状改变以及摆位不准确引起的误差。2、治疗区(Treamtment Volume) 由于治疗技术（如照射野条件等）的限制，90%等剂量曲线范围不可能全 包括靶

29、区而与靶区的形状完全一致。因此，规定了治疗区的概念。 治疗区应大于靶区。 治疗区的剂量应由肿瘤 的最低剂量限制，应保证在80%等剂量曲线以上。 3、照射区(Irradiated Volume) 照射区大于治疗区，其剂量受正常组织耐受剂量的限制。 照射区为50%等剂量曲线所包括的地域。 50%等剂量曲线范围的大小直接反映了治疗 方案设计引起的体积积分剂量的大小。4、紧要器官剂量 紧要器官是指靶区内或邻近靶区对射线敏感的器官，它们对治疗计划的设计和 实施有直接的影响。 对眼晶体、脊髓、肾、肺、直肠、膀胱、性腺尤其要加以保护 ，并保证其受照剂量在各自的耐受剂量水平以下。5、靶区剂量 1 靶区的剂量分

30、布和均匀度是用区内最大值DMax、最小值Dmin、平 均值Dmean及其它量来描述的。 靶区最大剂量即为靶区内的最高吸收剂量，但 必须有平方厘米的区域都接受到这一最大吸收剂量值，才认为有临床意义。5、靶区剂量2 如果 整个靶区小于平方厘米，则最小区域定为平方厘米。最小靶区剂量即为靶区内 最低的吸收剂量，对面积不作具体规定。 靶区平均剂量Dmean不是最大和最小 靶剂量的算术平均值，而是靶区内被分割成的各单元矩阵点的剂量平均值。6、剂量热点(Hot Spots) 剂量热点是指靶区以内正常组织接受的剂量超过靶区剂量的区域。 当 热点区的面积超过平方厘米时，临床上要考虑避免，当小于时，可忽略它 的影

31、响。 临床剂量学原则 肿瘤剂量要求准确 肿瘤区域内剂量分布要均匀 尽量提高治疗区域内剂量，降低正常组织受量 保护肿瘤周围紧要器官免受照射照射技术和射野设计 体外照射技术的分类及其优缺点 固定源皮距技术 等中心技术 旋转技术 高能电子束技术照射 X（ ）照射 相邻野设计治疗计划的设计步骤 体模阶段 计划设计 计划确认 计划执行三维治疗计划系统 三维显示技术和计划评价：任意旋转视角三维剂量云图显示、剂量体积直方图 (DVH)和生物学评价指标，如肿瘤控制概率(TCP)和正常组织并发症概率 (NTCP)等。 剂量分布计算模型：蒙地卡罗模拟、三维卷积分模型、微分笔束模型。 放射治疗计划的优化：线性方程法或二次函数法、非线性方式和模拟逼近等算法以及近年提出的反向计划方式。立体放射治疗 现代立体定向放射治疗设备借助CT、M