临床放射物理学基础
临床放射物理学基础
常用放射线的物理特性
❖ 高能电子线的物理生物学特性
❖ 穿透深度浅，表面剂量高。 单野→机体浅表部位的肿瘤，挡铅底面距皮肤表面应＞5cm。
❖ 射线能量↑or照射野↓，等剂量曲线由平坦逐渐趋于内收而成锥形压缩 ❖ 照射深度与能量成正比，D80点的位置大约位于其穿透深度的1/3处。 ❖ 皮肤表面-D80内，百分深度剂量分布较为均匀，D80后则急剧下降接近于
剂量变化梯度不能超过±5%。 即要达到90%的剂量分布。 ❖ 肿瘤靶区剂量要足够。 ❖ 保护肿瘤周围重要敏感器官免受照射。 至少不能使他们的照射剂量超过其耐受剂量。
准、均、高、保
放射线射野剂量学
常用名词
❖ 放射源(S) ❖ 射野中心轴(SA) ❖ 照射野(A) ❖ 参考点 ❖ 校准点 ❖ 肿瘤中心点(C) ❖ 源皮距 (SSD) ❖ 源瘤距 (STC) ❖ 源轴距 (SAD) ❖ 靶皮距 (DC)
❖ 穿透力强，深部剂量高。体内深部肿瘤。 ❖ 保护皮肤。射线能量高，皮肤剂量低，最大剂量
点在皮下处。 ❖ 骨和软组织具有同等吸收。骨损伤小，骨肿瘤、
骨旁病变。 ❖ 射野边缘存在半影区，应注意相邻野的衔接处的
冷热点问题。 ❖ 旁向散射小。 ❖ 挡铅时，挡铅底面距皮肤表面至少应＞5cm。 ❖ 经济可靠。
源轴距（SAD）：放射源到机架旋转轴或机器等中心的 ❖高能X射线百分深度剂量的影响因素
单野→机体浅表部位的肿瘤，挡铅底面距皮肤表面应＞5cm。
距离(也就是旋转半径)。 源皮距↑：表面剂量↓，最大剂量点深移，剂量梯度↓变窄，
源瘤距（STD）：表示放射源中心沿照射野中心轴到体内肿瘤所考虑点的距离 (一般定肿瘤中心)。 高能射线的百分深度剂量随照射野的变化幅度小于低能射线。 高能X射线百分深度剂量的影响因素
放射物理学基础
高能电子束剂量学特点
高能电子线的百分深度剂量分布大致为四 部分：剂量建成区，高剂量坪区，剂量跌落区 和X射线污染区。
中心轴百分深度剂量曲线
特点：
1、表面剂量高，并随能量增加而增加。 2、剂量建成效应不明显。 3、具有有限的射程，一般等于E/2值, 可以有效的保护靶区后深部的正常组织。
用途：
主要用于治疗表浅或偏心的肿瘤和 浸润的淋巴结
1、腔内照射 2、组织间插植照射 3、管内照射 4、表面施源器照射
三、放射物理学有关名词及概念
放射源（S） 一般规定为放射源前表面 的中心，或产生辐射的靶面中心。
照射野 射线束经准直后垂直通过模体的 范围。
临床剂量学中规定模体内50%等剂量线 的延长线交于模体表面的区域定义为照射野 的大小
参考点 规定模体表面下射野中心轴 上某一点作为剂量计算或测量参考的点。 400kV以下X射线参考点取在模体表面，对 高能X（γ）射线参考点取在模体表面下射 野中心轴上最大剂量点位置
能量和照射野的选择
常用能量 4~25Mev
能量与治疗深度的关系 E = 3d+2~3Mev
照射野 电子束射野≥靶区横径的1.18倍
近距离照射剂量学
剂量学特点 放射源周围的剂量分布按照与放射
源之间的距离的平方而下降，即平方反 比定律。 基本特征 肿瘤剂量 高而不均匀，而邻 近正常组织受量低
近距离治疗的主要特点
肺剂量 双 双肺 肺VV2300≤≤2280%%
心脏 V40≤40~50% 肝脏 （60%体积）≤30Gy 骨髓 ≤45Gy 脑干 ≤54Gy
放射防护常识
基本原则
1.放射实践的正当化
任何伴有电离辐射的实践所获得的利益必须大于所付出 的代价。 2.放射防护的最优化 任何电离辐射的实践，应当避免不必要的照射。在谋求 最优化时，应以最小的防护代价，获取最佳的防护效果， 不能追求无限地降低剂量。 3.个人剂量限值 所有实践带来的个人受照剂量必须低于当量剂量限值标准。
放射治疗技术 物理学基础
• 3、60钴γ射线的百分深度剂量及影响因 素
• 4、高能电子线的临床剂量学
• 5、等剂量曲线的分布及影响因素 • 6、人体曲面和不均匀组织的修正 • 7、临床处方剂量的计算方法
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物理半影
80%和20%等剂量曲线间的侧向距离
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• 5、等剂量曲线的分布及影响因素 • 6、人体曲面和不均匀组织的修正 • 7、临床处方剂量的计算方法
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高能X射线相关概念
• 放射源 • 照射野中心轴 • 照射野 • 参考点 • 源皮距（SSD） • 源轴距（SAD）
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百分深度剂量
• 定义：照射野中心轴上，体模内深度d处的吸收剂 量率Dd与参考深度do处的吸收剂量率Ddo之比。
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一、高能X射线的物理特性 （一）穿透作用 （二）电离作用 （三）荧光作用 （四）热作用 （五）干涉、衍射、反射、折射作用
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（一）穿透作用
X射线透视和摄影的物理基础
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（二）电离作用
X射线损伤和治疗的物理基础
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（三）荧光作用
X射线透视的物理基础
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一、常用放射线的物理特性 二、放射线射野剂量学
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常用射线的物理剂量特性
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• 1、放射线的临床剂量学原则
• 2、高能X射线的百分深度剂量及影响因 素
• 3、60钴γ射线的百分深度剂量及影响因 素
• 4、高能电子线的临床剂量学
放射物理学
光子能量在图（a）点释放出次级电子的 损失，即光子的能量转移，以比释动能来 度量；沿径迹（b）的损失，即光子的能 量被介质所吸收，以吸收剂量来度量 从上述论述中可以看出，比释动能和吸收 剂量显然在概念上是两个完全不同的物理 量，前者是 入射光于在作用点（a）处释 放给次级电子的 总动能，后者为次级电 子沿其径迹（b）释放给介质的能量。
半导体剂量仪
半导体剂量仪使用的探测器实际上是一种特殊的 PN型二级管。界面两边很小的PN结区域里形成 静电场和电位差。类似于空气电离室灵敏体积中 的情况，两个导电电极之间存在有绝缘层（PN 型中的阻挡层）。当探测器受到电离辐射照射时， 会产生新的载流子（电子和空穴对），在电场作 用下，它们很快分离并分别被“拉”到正极和负 极，形成脉冲信号。因此有的学者将半导体探测 器 称为“固体电离室
同体积的半导体探测器，要比空气电离室 的灵敏度高18000倍左右。这样的半导体 探头可以做得 非常小(0.3—0.7mm3)，除 常规用于测量剂量梯 度比较大的区域， 如剂量建成区、半影区的剂量分布和用于 小野剂量分布的测量外，近十年来，半导 体探测器越来越被广泛用于患者治疗过程 中的剂量监测
放射物理学有关的名词
射线质（Radiation quality）：电离辐射穿 透物质的本领 放射源（Source）：放射源前表面的中心， X射线靶面中心，电子束出射窗或散射箔 的位置 射野中心轴（Beam axis）：射线束的中 心对称轴，临床上一般用放射源穿过照射 野中心的连线作为射野中心轴
模体（Phantom）：用于模拟射线在人体 组织或器官中因散射和吸收所引起的变化， 即模拟射线与人体组织相互作用的物理过 程。分为标准模体（Standard phantom）， 均匀模体（Homogeneous phantom）， 人体模体（Human phantom）和组织填充 模体（Bolus）
医学影像物理学__复习大纲整理
医学影像物理学__复习⼤纲整理医学影像物理学复习整理(四种成像技术的物理原理，基本思想等)第⼀章：X射线物理第⼀节：X射线的产⽣医学成像⽤的X射线辐射源都是利⽤⾼速运动的电⼦撞击靶物质⽽产⽣的。
1. 产⽣X射线的四个条件：（1）电⼦源（2）⾼速电⼦流（3）阳极靶（4）真空环境2.X射线管结构及其作⽤（阴极，阳极，玻璃壁）（1）阴极：包括灯丝，聚焦杯，灯丝为电⼦源，聚焦杯调节电流束斑⼤⼩和电⼦发射⽅向。
（2）阳极：接收阴极发出的电⼦；为X射线管的靶提供机械⽀撑；是良好的热辐射体。
（3）玻璃壁：提供真空环境。
3.a.实际焦点：灯丝发射的电⼦，经聚焦加速后撞击在阳极靶上的⾯积称为实际焦点。
b.有效焦点：X射线管的实际焦点在垂直于X射线管轴线⽅向上投影的⾯积，称为有效焦点。
c.有效焦点的⾯积为实际焦点⾯积的sinθ倍。
(θ为靶与竖直⽅向的夹⾓)补充：影响焦点⼤⼩的因素有哪些？答：灯丝的形状、⼤⼩及在阴极体中的位置和阳极的靶⾓θ有关。
4.碰撞损失：电⼦与原⼦外层电⼦作⽤⽽损失的能量。
5.辐射损失：电⼦与原⼦内层电⼦或原⼦核作⽤⽽损失的能量。
6.管电流升⾼，焦点变⼤；管电压升⾼，焦点变⼩。
7.a.标识辐射：⾼速电⼦与原⼦内层电⼦发⽣相互作⽤，将能量转化为标识辐射。
b.韧致辐射：⾼速电⼦与靶原⼦核发⽣相互作⽤，将能量转化为韧致辐射。
6.连续X射线的短波极限只与管电压有关。
且与其成反⽐。
7.X射线的产⽣机制：电⼦与物质的相互作⽤，X射线是⾼速运动的电⼦在与物质相互作⽤中产⽣的。
韧致辐射是产⽣连续X射线的机制。
（1）X射线的穿透作⽤（2）荧光作⽤（3）电离作⽤（4）热作⽤（5）化学和⽣物效应*X射线的穿透作⽤是X射线医学影像学的基础。
第⼆节：X射线辐射场的空间分布1.X射线强度：X射线在空间某⼀点的强度是指单位时间内通过垂直于X射线传播⽅向上的单位⾯积上的光⼦数量与能量乘积的总和。
补充：X射线强度是由光⼦数量和光⼦能量两个因素决定。
放射物理学基础
3.2 深度剂量分布
3.2.1 照射野有关名词定义
(1) 射线质 指的是射线能量，主 要表示射线贯穿物体的能力。
(2) 射野中心轴 射线束的中心对
d0
称轴线，临床上一般用放射源
S穿过对称照射野中心的连线
作为射野中轴。
d
(3) 照射野 射线束经 准直器后垂直通过模 体的范围，用模体表 面的截面大小表示照 射野的面积。临床剂 量学中规定50％等 剂量曲线的延长线交 于模体表面的区域定 义为照射野的大小。
原理：利用放射性同位素60Co发射出的γ射 线治疗肿瘤
特点：①能量高，射线穿透力强；②皮肤反 应轻；③康普顿效应为主，骨吸收类似于软 组织吸收；④旁向散射少，放射反应轻；⑤ 经济可靠，维修方便。
缺点：需定时换源；防护相对困难。
2.3 医用直线加速器
原理：利用微波电场沿直线加速 电子然后发射，或打靶产生 X线发射，治疗肿瘤的装置。
射线质 Dmax (mm)
钴60 5
6MV X线 15
8MV X线 20
15MV X线 28
(2) 建成效应 从表面到最大剂量深度区域称为剂量建成区域，此
区域内剂量随深度增加而增大。对于高能X射线，一般都有建成 区域存在，如果原射线中电子含量少，表面剂量可以很低，但不 能为0，因为各种散射，原射线中总有少量电子存在。对于25MV X线，表面剂量可以少于15％。
(4) 参考点 规定模体表面下射野中心轴上某一点作为剂量计算或测
量参考的点，表面到参考点的深度记为d0 。 (5) 源皮距(SSD) 放射源到模体表面照射野中心的距离。
(6) 源轴距(SAD) 放射源到机架等中心的距离。
(7) 源片距(SFD) 放射源到胶片的距离，也叫靶片距。
《放射治疗物理学》讲义教案放射治疗物理学目录.doc
放射治疗物理学目录第一章放射治疗物理基础第一节原子和原子核性质一、一些基本概念二、原子核的大小和质量三、原子核结合能四、原子核的自旋与磁矩五、原子核和核外电子的能级第二节射线与物质的相互作用一、基木粒子的种类和物理特性二、核的稳定性和衰变类型三、放射性度量和放射性核素衰减规律四、常见类型射线与物质的相互作用及定量表达第二章临床放射生物学概论第一节电离辐射对生物体的作用一、辐射生物效应的时间标尺二、电离辐射的直接作用和间接作用第二节电离辐射的细胞效应一、辐射诱导的DNA损伤及修复二、细胞死亡的概念三、细胞存活曲线四、细胞周期时相与放射敏感性五、氧效应及乏氧细胞的再氧合六、再群体化笫三节电离辐射对肿瘤组织的作用一、肿瘤的增殖动力学二、在体实验肿瘤的放射生物学研究中得到的一些结论第四节正常组织及器官的放射效应一、正常组织的结构组分二、早期和晚期放射反应的发生机制三、正常组织的体积效应第五节肿瘤放射治疗的基本原则一、照射范围应包括肿瘤二、要达到基本消灭肿瘤的目的三、保护邻近正常组织和器官四、保护全身情况及精神状态良好第六节提高肿瘤放射敏感性的措施一、放射源的选择二、利用时间-剂量-分割关系三、使肿瘤细胞再分布四、利用氧效应第七节肿瘤放射治疗中生物剂量等效换算的数学模型一、“生物剂量”的概念二、放射治疗屮生物剂量等效换算的数学模型三、外推反应剂量（ERD）概念第三章常用放射治疗设备第一节X线治疗机一、X线的发生二、X线机的一般结构三、X线质的改进四、X射线治疗机的改进第二节医用加速器一、概述二、医用电子直线加速器的加速原理三、医用电子直线加速器的结构四、质子放疗系统第三节远距离^Co治疗机一、叫20源的产生与衰变二、远距离治疗机的一般结构三、60Co治疗机种类四、60Co治疗机的半影种类五、垂直照射相邻照射野的设计六、60c°v射线的优缺点七、6°C0源更换八、Y刀第四节远距离控制的近距离治疗机一、H DR后装治疗设备的组成二、现代后装机具有的优点第五节理想放射源条件一、理想的剂量分布二、能杀灭乏氧细胞三、能杀灭非增殖期细胞（Go期）第六节模拟定位设备一、模拟定位机二、C T模拟定位机三、磁共振模拟机四、P ET-CT模拟机第七节体位固定装置一、一般的头颈部支持系统二、乳腺体位辅助托架三、热塑面网（罩）和体罩四、真空成形固定袋（真空袋）第八节放射治疗局域网络一、局域网络的配置二、放射治疗科网络的信息交换三、L ANTIS系统四、科室网络的安全维护第四章辐射剂量学的基本概念第一节辐射剂量学基本定义一、照射量二、比释动能三、吸收剂量四、有关辐射场的几个基本定义第二节各辐射量Z间的关系一、高能光子在介质中的能量转移和吸收二、电子平衡三、照射量和比释动能的关系四、比释动能和吸收剂量的关系五、吸收剂量和照射量的关系第三节空腔理论一、阻止本领二、阻止本领和吸收剂量的关系三、Bragg-Gray空腔理论四、Spencer-Attix 理论五、空腔理论住电离室剂量测量中的应用第五章射线的测量第一节电离室一、电离室基本原理二、指形电离室三、电离室的工作特性以、特殊电离室五、电离室测量吸收剂量的原理第二节热释光剂量计一、原理二、热释光剂量讣的种类三、热释光剂量计使用四、热释光剂量计的刻度第三节胶片剂量计一、原理二、应用第四节半导体剂量计一、原理二、Mapcheck半导体剂量仪第五节场效应管一、原理二、M OSFET探测器的特性第六节剂量的标定一、射线质的测定二、射线吸收剂量的标定第六章光子照射剂量学第一节原射线与散射线一、原射线二、散射线第二节平方反比定律第三节百分深度剂量一、照射野及有关名词定义二、百分深度剂量第四节射野输出因子和模体散射因子一、射野输出因子二、模体散射校正因子第五节组织空气比一、组织空气比定义二、源皮距对组织空气比的影响三、射线能量、组织深度和射野大小对组织空气比的彫响四、反向散射因子五、组织空气比与百分深度剂量的关系六、不同源皮距百分深度剂量的计算一一组织空气比法七、旋转治疗屮的剂量计算八、散射空气比第六节组织最大比一、组织模体比和组织最大剂量比二、散射最大剂量比第七节等剂量线一、等剂量线二、射野离轴比第八节组织等效材料一、组织替代材料二、组织替代材料间的转换三、模体四、剂量准确性要求第九节人体曲而和组织不均匀性的修正一、均匀模体和人体之间的差别二、人体曲面的校正第十节不均匀组织（骨、肺）校正一、射线衰减和散射的修正二、不均匀组织屮的吸收剂量三、组织补偿第十一节楔形野剂量学一、楔形野等剂量分布与楔形角二、楔形因子三、一楔合成四、楔形板临床应用方式及其计算公式五、动态楔形野第十二节不规则射野剂量学第十三节临床剂量计算一、处方剂量二、加速器剂量计算三、钻-60剂量计算四、离轴点剂量计算一一Day氏法第七章电子线照射剂量学第一节电子线中心轴深度剂量分布一、中心轴深度剂量曲线的基木特点二、有效源皮距及平方反比定律三、彫响电子线百分深度剂量的因素四、电子线的输出因子第二节电子线剂量学参数一、电子线的射程二、电子线能量参数三、电子线的离轴比四、电子线的均整度、对称性及半影五、电子线的等剂量线分布特点第三节电子线的一般照射技术一、电子线处方剂量ICRU参考点二、能量和照射野的选择三、射野形状及铅挡技术四、电子线的补偿技术五、电子线的斜入射修正六、电子线的组织不均匀修正和边缘效应七、电子线的射野衔接技术第四节电子线的特殊照射技术一、电子线旋转照射技术二、电子线全身皮肤照射三、电子线术中照射第八章近距离放射治疗剂量学第一节近距离放疗概述一、近距离放射治疗的设备和相关技术二、近距离放疗的常用核素第二节近距离放疗的剂量计算一、单个粒子源的剂量计算方法二、临床多粒子源植入的扰动影响三、组织异质情况下的剂量修正第三节近距离放疗的临床应用和剂量体系一、粒子源植入治疗的临床应用二、粒子源植入的临床剂量体系第九章中子近距离照射剂量学第一节钿中子与制中子相对生物学效应一、钢屮子二、^cf的相对生物效应(RBE)三、屮子近距离治疗的优势第二节钏中子治疗技术一、'叱彳中子后装治疗机(中子刀)简介二、中子刀适应症及禁忌症第三节钿中子治疗的剂量分布一、模体二、确定漩Cf中子束、Y射线吸收剂量分布的探测器三、确定^Cf中子、Y吸收剂量分布的理论方法第四节中子的防护一、中子后装机的辐射防护性能二、患者的辐射防护三、医护人员的辐射防护四、公众的辐射防护五、安全管理第十章临床常用技术和应用第一节挡块一、挡块的厚度二、低熔点铅技术三、挡块制作第二节组织补偿一、组织填充物二、组织补偿器三、电子束的补偿技术第三节多叶准直器一、多叶准直器的基本结构二、多叶准直器的安装位置第四节楔形野一、楔形板二、楔形角与楔形因子三、一楔合成四、动态楔形野第五节独立准直器第十一章临床常用放疗方案第一节放疗临床对剂量学的要求一、提高治疗比二、实现临床剂量学四原则第二节照射技术和射野设计原理一、体外照射技术的分类及其优缺点二、射线及其能量的合理选择三、高能X射线的射野设计原则四、相邻野设计五、不对称射野笫三节临床常见肿瘤放射治疗方案一、鼻咽癌常规照射野设计二、肺癌常规照射野设计三、食管癌常规照射野设计第十二章三维适形放射治疗及调强放射治疗第一节三维适形放疗的发展过程第二节3DCRT工作流程、计划工具一、体模制作二、计划CT扫描与数据传输三、轮廓勾画四、计划设计和评价五、计划验证六、三维适形放疗的临床应用第三节立体定向放射外科和立体定向放射治疗一、立体定向放射外科二、立体定向放射治疗笫以节调强放射治疗一、IMRT的工作流程和基本概念二、IMRT实施方法三、IMRT的优点四、IMRT的可能潜在问题五、IMRT的剂量验证第五节 调强放射治疗的临床应用举例一、 鼻咽癌的调强放射治疗二、 前列腺癌的调强放射治疗三、 肺癌的调强放射治疗第十三章治疗计划系统和治疗计划评估 第一节治疗计划系统概念和历史简介一、 治疗计划系统概念二、 治疗计划系统的发展历史三、 两维和三维治疗计划系统的比较 第二节治疗计划的剂量学原则及靶区剂量规定一、 肿瘤致死剂量与正常组织耐受剂量二、 临床剂量学四项原则 第三节外照射靶区剂量学规定治疗目的 参考点和坐标系 体积的定义 対剂量报告的一般性建议 剂量归一点 吸收剂量二、四、五、八、第六节近距离放射治疗剂量算法近距离治疗特点近距离治疗类型和放射源空间重建近距离主耍剂量计算方法192Ir 放射源的数学模型 近距离照射的剂量优化第七节外照射剂量计算算法一、 剂量计算算法的临床实现进程二、 剂量计算算法第八节 治疗计划系统的设计和体系结构一、 基本组成二、 单个治疗计划工作站系统三、 多工作站系统四、 辅助部件五、 第三方软件六、 治疗计划系统的发展七、 系统说明书二、 四、五、八 第四节TPS 中的图像和图像处理技术一、 放射治疗计划中使用的图像技术二、 图像处理第五节治疗计划设计过程体位固定治疗计划设计放射治疗计划评估治疗计划的验证治计划的执行调强放射治疗的TPS 剂量验证 二、 四、 五、 六、第九节治疗计划系统的验收一、验收内容二、与剂量无关的项目三、外照射野光子剂量计算四、电子线剂量计算五、后装治疗六、数据传输第十节治疗计划系统的质量保证一、系统文件和人员培训二、系统定期QA项目三、患者治疗计划检查第十四章放射治疗的质量保证QA和质量控制QC 第一节QA和QC的目的及重要性第二节放射治疗对剂量准确度的要求一、靶区剂量的确定二、对剂量准确度的要求三、影响剂量准确性的因素第三节外照射治疗物理质量保证内容一、外照射治疗机、模拟机和辅助设备二、等中心及指示装置三、照射野特性的检查四、剂量测量和控制系统五、治疗计划系统六、治疗安全第四节近距离治疗QA内容一、放射源二、污染检查三、遥控后装机QA四、治疗的质量控制第五节QA、QC的管理要求一、部门QA的主要内容二、国家QA的主要内容第十五章发展中的图像引导放射治疗第一节三维适形放射治疗第二节调强放射治疗第三节图像引导放射治疗一、放射治疗实施前影像二、治疗室内图像引导和投照三、图像引导放射治疗四、4维放射治疗第四节剂量引导放疗和循变放疗一、剂量引导放射治疗二、循变放射治疗第十六章放射防护第一节电离辐射的生物效应一、放射损伤机理二、放射生物效应的类型三、影响放射生物效应的主要因素四、辐射对组织、器官的损伤效应第二节放射防护目的与标准一、放射防护的目的二、放射防护应遵守的三项基本原则三、人工照射类型四、放射防护标准第三节外照射防护基本措施一、工作场所区域划分二、减少外照射剂量的三项措施第四节医用电离辐射防护一、医院的防护职责二、医疗照射的正当性判断三、医疗照射的防护最优化四、医疗照射的指导水平与剂量约束章名为小三宋体加粗节名为小四宋体加粗正文为五号宋体加粗一、加粗(一)加粗有必要时1.加粗有必要时(1)a.(a)数字为timenewman公式为(1-1)。
放射治疗的物理学基础
（一）射线的分类及照射方式
射线的分类
（一）根据性质分为：
电磁辐射 ： X线、 γ线
粒子辐射：电子线、中子线、质子线、负兀介子束
以及其它重粒子束。
X线和γ线的区别
X线和γ线两者无本质上的区别，都是电磁波
X线：由高压设备（如加速器、X线治疗机）产生 γ线：放射性同位素衰变产生（如60Co、137Se、192Ir）
剂量建成区：
从模体表面到最大 剂量点深度区域， 建成区内：剂量随深度 增加而增加。 建成区外：PDD随深度 增加而减小
影响PDD的因素
射线能量：
PDD随射线能量 的 而
影响PDD的因素
射野面积：
同一深度的PDD随射野面积的 PDD随射野面积增加不明显 而 ，当射野面积很大时，
SSD：
同一深度下，射线能量、射野面积不变时，SSD 越小， PDD越小，且随深度变化越快，反之亦然。
剂量学参数
组织最大剂量比（tissue maximum ratio, TMR):
模体内照射野中心轴上 任意一点的吸收剂量Dd与 空间同一点体模中照射野 中心轴上最大剂量点处的 吸收剂量Dm之比。
TMR= Dd/Dm x 100%
影响PDD的因素
组织深度：
剂量建成效应：
吸收剂量在模体内具有 最大剂量的现象。
射线的种类
（二）根据来源分为：
天然放射性同位素发射的射线：α、β、γ线 既可用于外照射，亦可用于近距离照射 人工产生的射线： 加速器或治疗机产生的X线、电子束、质子束、中子束、 重粒子束 只能用于外照射
临床常用放射性同位素的物理特性
射线的种类
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❖ 放射源与皮肤距离固定时，百分深度剂量随射线 能量、照射野面积的增大而增大。
❖ 固定野照射时，应将病灶前缘放在Dm点之后，限 束器距照射野皮肤表面应＞5cm。
❖ 热作用 ❖ 干涉、衍射、反射、折射作用
常用放射线的物理特性
60钴γ射线的物理生物学特性
• 60钴γ射线的百分深度剂量及影响 因素★
• 高能电子线的临床剂量学 • 等剂量曲线的分布及影响因素★ • 人体曲面和不均匀组织的修正 • 临床处方剂量的计算方法
常用放射线的物理特性
高能X射线的物理生物学特性
❖ 穿透力强，深部剂量高，射野半影小，剂量分布 均匀。机体内深部肿瘤。
❖ 射线能量高，皮肤剂量低，最大剂量点(Dm)深度 大约为该射线能量值的1/4。
临床放射物理学基础
2020年4月25日星期六
临床放射物理学基础
常用放射线的物理特性 • 高能X射线的物理特性★ • 60钴γ射线的物理特性★ • 高能电子线的物理特性★ • 质子射线的物理特性 • 中子射线的物理特性 • 其它重粒子射线的物理特性
放射线射野剂量学
• 放射线的临床剂量学原则★
• 高能X射线的百分深度剂量及影响 因素★
常用放射线的物理特性
❖ 高能电子线的物理生物学特性
❖ 穿透深度浅，表面剂量高。 单野→机体浅表部位的肿瘤，挡铅底面距皮肤表面应＞5cm。
❖ 射线能量↑or照射野↓，等剂量曲线由平坦逐渐趋于内收而成锥形压缩 ❖ 照射深度与能量成正比，D80点的位置大约位于其穿透深度的1/3处。 ❖ 皮肤表面-D80内，百分深度剂量分布较为均匀，D80后则急剧下降接近于
放射源
射 野 中 心 轴 照 射野
肿瘤中心点
源 皮 距
源 瘤 距
靶 皮 距
• 放射源(S) • 射野中心轴(SA) • 照射野(A) • 参考点 • 校准点 • 肿瘤中心点(C) • 源皮距 (SSD) • 源瘤距 (STC) • 源轴距 (SAD) • 靶皮距 (Dc)
（肿瘤深度 ）
百分深度剂量
照射野大小的影响
❖ 随着照射野的增大，百分深度剂量变大。（散射线的影响所致） ❖ 高能射线的百分深度剂量随照射野的变化幅度小于低能射线。
源皮距的影响
❖ 标准源皮距 SSD＝80 or 100cm ❖ 源皮距增大，百分深度剂量减小
60钴γ射线百分深度剂量的影响因素
❖ 主要是半影问题
高能电子线的临床剂量学
百分深度剂量(PDD)
在照射野中心轴上， 体模内深度d处的吸收剂量 率Dd，与参考深度d0处的吸 收剂量率Dd0之比。
PDD＝ Dd / Dd0 ×100%
深部X射线 d0 ＝ 0 高能X射线 d0 ＝ Dm
建成效应
剂量建成区
❖ 从机体表面到最大剂量深度区域。 ❖ 在此区域内，剂量随深度而增加。 ❖ 高能X射线一般都有剂量建成区存在
γ射线 高能X射线 d0 ＝ dm
距离
❖ 源皮距（SSD）：表示放射源中心到达体表皮肤照射野 中心的距离。
❖ 源瘤距（STD）：表示放射源中心沿照射野中心轴到体 内肿瘤所考虑点的距离 (一般定肿瘤中心)。
❖ 源轴距（SAD）：放射源到机架旋转轴或机器等中心的 距离(也就是旋转半径)。
❖ 靶皮距（FSD）：靶面到皮肤的距离（肿瘤深度 ）。
建成效应
❖ 从表面到最大剂量深度处构成剂量建成区，射线 的这种逐步达到最大吸收剂量的特性叫做建成效 应。
❖ 随着射线能量的升高，建成效应越明显，建成区 域越宽。
等剂量曲线
等剂量曲线
❖射线束在一定组织深部中心轴处的剂量最高，远离中心轴则逐渐减弱 ，把不同深度但相同剂量的各点连成一线称为等剂量曲线。 ❖模体中百分深度剂量相同的点连接起来即成等剂量曲线。 ❖射线能量越高，等剂量曲线越趋平坦，对治疗有利。 ❖用来描述吸收剂量的二维或三维分布。 ❖能够直观地给出整个照射野在二维方向上模体对放射线的吸收情况。
（肿瘤深度 ）
• 百分深度剂量 • 建成效应 • 等剂量曲线
• 半影 • 几何半影 • 穿射半影 • 散射半影
放射源(S)
射线源
在没有特别说明的情况下，一 般指放射源的前表面的中心，或 产生射线的靶面中心。
射野中心轴/射线中心轴
射线束的中心对称轴线。
临床上一般用放射源S穿过照 射野中心的连线作照射野中心 轴。
等剂量分布
半影
半影：照射野边缘剂量随离开中心轴距离的增加而发生急剧变化的范围。 导致照射野边缘剂量的不均匀性分布。
几何半影：由放射源的几何外形造成。 穿射半影：由器的厚
度不相同而造成。 球面聚焦式准直器原则上可以消除部分穿射半影。 散射半影：由组织中的散射线造成。射野边缘散射线的总剂量总是低于照 射野内任意一点的散射线的量，离中心越远，散射线的剂量就 越少。
照射野(A)
射线束经准直器后垂直通过模体的范围， 用模体表面的截面大小表示照射野的面积。
矩形野
参考点
规定模体表面下照射野 中心轴上的某一点，作为 剂量计算或剂量测量的参 照点。
d0：模体表面到参考点的深度
校准点
在照射野中心轴上指定的用于 校准的测量点。
dc：模体表面到校准点的深度
深部X射线 d0 ＝ 0 （＜400kV）
❖ 穿透力强，深部剂量高。体内深部肿瘤。 ❖ 保护皮肤。射线能量高，皮肤剂量低，最大剂量
点在皮下0.5cm处。 ❖ 骨和软组织具有同等吸收。骨损伤小，骨肿瘤、
骨旁病变。 ❖ 射野边缘存在半影区，应注意相邻野的衔接处的
冷热点问题。 ❖ 旁向散射小。 ❖ 挡铅时，挡铅底面距皮肤表面至少应＞5cm。 ❖ 经济可靠。
❖ 源皮距↑：表面剂量↓，最大剂量点深移，剂量梯度↓变窄， X射线污染↑略有增加。 高能电子线较低能电子线变化显著
高能电子线的临床剂量学
电子线等剂量曲线的分布特点
❖ 随着治疗深度的增加， 低能电子线的等剂量曲线向外扩张， 高能电子线的等剂量曲线向内收缩， 并随着电子线能量的变化而变化。
❖ 照射野由小变大时，等剂量曲线的底部由弧形逐渐变的平直 。
所有半影都是上述原因导致的剂量渐变分布 在给定的深度，半影随着照射野的增大而增加。 对给定的照射野，半影随着深度的增加而增加。
高能X射线百分深度剂量的影响因素
放射线质的影响
❖ 随着放射线能量的增大，最大剂量点下移 ❖ 体膜表面的百分深度剂量随放射线能量的增大而变小 ❖ 最大剂量点之后，百分深度剂量随放射线能量的增大而增大
剂量变化梯度不能超过±5%。 即要达到90%的剂量分布。 ❖ 肿瘤靶区剂量要足够。 ❖ 保护肿瘤周围重要敏感器官免受照射。 至少不能使他们的照射剂量超过其耐受剂量。
准、均、高、保
放射线射野剂量学
常用名词
• 放射源(S) • 射野中心轴(SA) • 照射野(A) • 参考点 • 校准点 • 肿瘤中心点(C) • 源皮距 (SSD) • 源瘤距 (STC) • 源轴距 (SAD) • 靶皮距 (DC)
百分深度剂量曲线
❖ 剂量建成区：不明显，表面剂量75%-80%以上 ❖ 高剂量坪区 ❖ 剂量跌落区 ❖ X射线污染区
影响电子线百分深度剂量的因素
❖ 能量↑：表面剂量↑，高剂量坪区↓变窄，剂量梯度↓减小， X射线污染↑增加，电子线不再具有临床剂量学优点。
❖ 射野：低能电子线，射野对百分深度剂量的影响较小 高能电子线，百分深度剂量随射野的变化较大
电子线等剂量曲线的分布特点原因
❖ 电子线易于散射
高能电子线的临床剂量学
电子线等剂量曲线分布的影响因素
❖ 治疗机类型 ❖ 治疗机限束系统 ❖ 限光筒下端面与患者皮肤的距离 ❖ 患者体表的弯曲程度 ❖ 电子束入射方向
零。 ❖ 临床应用时，应将病灶后缘放在D80之前。
选用电子线能量E时，可根据靶区后缘的深度d决定 E＝d×3＋2～3MeV
常用放射线的物理特性
❖ 质子射线的物理特性 ❖ 中子射线的物理特性 ❖ 其它重粒子射线的物理特性
放射线射野剂量学
放射线的临床剂量学原则
❖ 肿瘤剂量要准确。 ❖ 肿瘤靶区剂量分布要均匀。