X线射野剂量学2016

X线射野剂量学2016.5.17Source目录5.光子线穿透模体戒患者身体>放射治疗：使用电离辐射来治疗恶性疾病-外照射放射治疗-近距离放射治疗>电离光子辐射-伽马射线（核素的伽马衰变产生），外照射治疗机器>光子线射野剂量学研究的对象：模体及人体-组织替代材料组成模体，模拟射线与人体组织或器官-材料的要求：对射线的散射和吸收的特性与人体组织-模体剂量准确性要求：用来测量时与标准水模体的结Source>剂量学涉及的2个直接物理量：-光子能谱组成射束内的所有光子的能量和数量-吸收剂量介质中单位质量内能量的沉积.光子通量φ=.能量通量Ψ=dE/dA.照射量X的离子总电荷的绝对值dQ与dm的比值X=dQ/dm–照射量的曾用单位是伦琴（RSI单位为C/kg.吸收剂量D–吸收剂量的丏用单位是Gray（GySI单位为J/kg.空气比释动能(Kair)air•碰撞比释动能•碰撞比释动能和照射量的关系(wle)-3397J/C•照射量的曾用单位伦琴为R，1R=258X101clkg空气的吸收剂量Dair.照射量X由电离室在空气中测量的信号Mp来计算–要有照射量校准系数Nx戒空气中比释动能校准系数Nk–Mp–Xp–P点的空气比释动能–P点的无穷小△m的碰撞比释动能–水中的吸收剂量D的测量与校准.国际通用的测量规程是IAEA398（AAPMTG51ND,w.我们国家主要是使用IAEA277（AAPMTG21ND,a–获得照射量校准系数Nx戒空气中比释动能校准系数Nk–ND,a=Nx–ND,a=Nkattm>按射线类型：伽马射线源和X射线源>按能量：单能和多能>按强度分布：-各向同性-各向异性•光子能谱：以光子的能量和每个能量间隔内的光子数为坐标作图称为光子的能谱图.伽马射线源产生的光子线通常是各向同性的，单.X线靶产生的光子线是各向异性的，多能光子>距离平方反比定律φφAa2fa22•光子线在空气中或者真空中传播时，距离平方反•光子束穿射模体或患者时不仅仅由距离平方反比决定，还受到光子在介质内的衰减和散射的影响.决定于.使用特定函数描述剂量分布背向散射光子，相互作用产生的高能电子。约306MV约1518MV约10%;>MV级光子线皮肤剂量节约效率高，在治疗深部肿>测量平行板电离室80400010Depth(cm)z•建成区表面到最大剂量深度(z=zmax)之间的区域•最大剂量深度zmax决定于射线能量及射野大小Zmax(cm)0•出射剂量可用平行板电离室测量>外照射使用的治疗机/射线能量>治疗深度>SSD/SAD>照射野FS>照射野的数量>照射野机器跳数MU>放射源一般规定为放射源前表面的中心，或产生辐射的靶面中心>等中心准直器旋转轴、治疗床旋转轴、与机架旋转轴的交点源与照射野中心的连线>源皮距（SSD）放射源到模体表面照射野中心的>源轴距（SAD）放射源到机架旋转轴或机器等中•P点中心轴上最大剂量点•Q点中心轴上z处的感兴趣点•射野A表面射野•射野APP点处射野•射野AQQ点处射野•SSD放射源到表面的距离>照射野剂量学和物理学意义：辐射范围内，相对中心轴剂量50%>等效野aeq=2ab/(a+b)Clarkson积分方法是其圆形野数值的1/NF(z,irregularfield,f,hv)=F(z,ri,f,hv)剂量率之比CF(A,iv)=Sc(A,iv)=REF(A,iv)=>测量中相同位置处吸收剂量之比PSF(A,iv)=>测量>散射因子(SF)SF(A,hv)=PSF(A,hv)PSF(10,hv)CoCo-60•zmax=0时,PSF变成背向散射因子•PSF≧1.0>定义RDF(A,hv)=Sc,p(A,hv)=RDF(A,hv)Dp(zmax,A,f,hv)=Dp(zmax,10,f,hv)' Dp(A,hv)PSF(A,hv)='Dp(10,hv)PSF(10,hv=CF(A,hv)SF(A,hv)CoCo-60>RDF可以直接测量获得>不同参数之间对应关系-RDF-Sc,p-CF-Sc-SF-Sp等效方野边长（cm）>定义:PDD(z,A,f,hv)=100DQ/DP=100Q/P>其它野转换成等效方野>0≦PDDs≦100>SSD摆位方式测量PDD定义及测量示意图>影响百分比剂量分布的因素：•深度z高能X线建成区PDD随深度增加而增加；最大剂•源皮距ffPDD(5,10,f,Co)•射野面积射野面积增加导致散射线贡献增加从而引起中原射线及散射线离平方反比定律和指数吸收定律。•散射线原射线与准直系统作用产生的散射及穿过准直系统的漏射光子与模体作用产生的散射。•有效原射线和散射线的规定。.原射线的PDD：PDDpri=100D/D=PDD(z,A,f,hv)A=0=1002e-μeff(z-zmax).模体内任一点的剂量=原射线剂量＋散射线剂量..>定义：TAR(z,AQ,hv)=DQ/D=DQ/..TAR定义及测量示意图>零野的TAR：TAR(z,0,hv)=exp{-μeff(z-zmax)}>散射空气比SAR：TAR(z,AQ,hv)=PSF(A,hv)PSF(A,hv)=TAR(zmax,A,hv)z=zmaxPDD与TAR关系图((f1+zmax)2不同源皮距的PDD关系 PDD(z,A1,f1,hv)=(|TAR(AQ2,hv))| PDD(z,A1,f1,hv)=(|TAR(AQ2,hv))|f1+z-SAD条件-水中和空气中分别测量-目前无法用自动技术测量-空气中要达到电子平衡>不适合用于高于Co-60和4MV的光子线.TPR(z,AQ,hv)=f=f.D Q.=DTPR的定义和测量示意图TMR(z,AQ,D Q.=DTPR的定义和测量示意图Qmax•TMR和PDD的相互换算关系：QTMR(z,A,hv)=PDD(z,A,f,hv)Q||(f||（f+zmax)•TMR无法直接测量：TMR和PDD换算关系图>OAR定义>Profile的测量-射野内分布受打靶前电子能量、靶材料原子序数、均-射野内剂量一致-半影区宽度为0-射野外剂量为0-射野内参数F和S-半影区80%到20%中心轴剂量的宽度-射野外剂量小于中心轴剂量的1%8.1平坦度(BeamFlatness)F=100DmaxDminDmax+Dmin深度处r小于3%。的r应不超过5％。8.2对称性(BeamSymmetry)>定义：最大剂量点深度的Profile，射野内左右两侧面积关arealeft+arearight>与中心轴对称的任意两点剂量，相互偏差应在2％以内。804080400FFF射线平坦度概念不在适用-15-5515>剂量参数和函数通常是由电离室测量出来的>使用特定的电离室来确定剂量，同时需要对电离室的测量信号作一定的修正。-参考点剂量或剂量率的测量使用0.6cc的圆柱形电离室来获得较合-相对剂量分布的测量需要使用小体积（通常0.1cc）的电离室来获-表面剂量或建成区剂量的测量要使用薄窗型平板电离室，同时要-均匀模体(构成，密度)；-照射野垂直入射。>中心轴剂量＋离轴剂量分布＝完整的3D射野剂量，但这种表述方式难以显示，特别是对多野照射。>使用等剂量曲线来描述射野剂量的分布>SSD等剂量曲线归一在r点-射线质-源大小-射野准直-射野大小-SSD-源到准直器的距离>不同能量光子线的等剂量线分布>单野的等剂量曲线可用电离室、半导体探头、放>通常用TPS计算间接获得等剂量曲线。>临床上单野光子线照射较少使用，多野结合照射量应该高于周围正常组织剂量，并且肿瘤内剂量的均匀性应该在＋7％～-5％。-射野可能是斜入射-病人体表不规则形状-不同部位的密度相差较大（如，肺和骨）>使用两种不同方式来获得病人体内的等剂量分布：-基于修正的算法（CorrectionbasedAlgorithms）-基于模型的算法（ModelbasedAlgorithms）>单野入射到不规则表面的病人时，在病人体内的等剂量分布与垂直入射到水平表面产生的标准等剂量线分布有区别.对标准数据进行一定的修正处理方法：–PDD(z,A,f,hv)–PDDcorr是S点的百分深度剂量PDDcorr=PDD(z+h,A,f,hv)T(z+h,AQ,hv)–AQ是距源f+h+z处的射野>组织缺损补偿修正（楔形板LL中中心轴上zmax处加楔板与不.物理楔形板通常是固定的几个角度：.动态楔板的楔形角可以是0~60度范围内任一角度.物理楔板的使用会影响X射线的射线质：>组织缺损补偿修正（BOLUS>组织缺损补偿修正（补偿器>射线穿过人体时，人体各个部分的密度与水的密度可能会存在差异>导致人体内的等剂量分布与水内测量的分布不同>组织不均匀性对剂量分布的影响取决于：-不均匀组织的数量，密度和原子序数-射线质.不均匀性对剂量的影响可以分为两类：.考虑不均匀组织内的3个独立的区域：.有四种经验方法来计算>卷积叠加(Convolution-superposition)；>蒙特卡罗(Monte-Carlo)：>外照射治疗机器的剂量输出output：-X射线机和同位素机器的输出-电子直线加速器则以体模内zmax处每剂量监测仪跳数.电子直线加速器内部使用穿射型电离室来调节它的•••SSD照射技术下，使用单野在Q点照射肿瘤剂量TD时需要的处方剂量MU可以计算为：.SAD照射技术下，使用单野在Q点照射肿瘤剂量TD时需要的处方剂量MU可以计算为：fzref2.D(15,15,80,Co).D(0.5,15,80,Co).D80.5(1580,Co)CF(11.4,Co)CF(15,Co).D80.5(11.480,Co)'.D80.5(11.480,Co)'.D140.5(20140,Co)PSF(2