第一节1放射肿瘤学
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放射肿瘤学总论
3、生物适行调强放疗
生物学靶区：由一系列肿瘤生物因素决
定的治疗靶区内放射敏感性不同的区域。 X线、CT：密度改变为基础，反映形态 解pao结构变化。 MRS 、PET、SPECT：反映器官组织 功能的特点，属功能形像范畴。
展望
目前，生物和功能性影像则开创了一个
生物适形的新时代，由物理适形和生物 适形紧密结合的多维适形治疗将成为新 世纪肿瘤放射治疗的发展方向。 以后，生物靶区、分子与基因靶区、分 子靶向治疗、分子影像学及物理调强和 生物适形调强的进一步结合，势必能进 一步提高放疗的疗效。
而另外一些处于放射敏感性低时期的细胞就成为照射后残存细胞而出现了细胞周期中各期的重新分期细胞最敏感易被杀死而留下对放射抗拒再氧化reoxygtnation胞是细胞水平影响放射效应的主要因素氧浓度照射引起的细胞杀灭和肿瘤缩小导致肿瘤中的血流形态的改变因而造成氧的重新分布使那些原来缺氧的肿瘤细胞变得对照射敏感所以肿瘤组织经过照射出现再氧合作用有利于被消灭
2、60Co治疗机：
特点：半衰期 5.27 年，平均每月约衰减 1.1% 。 优点：①穿透力强，相比低能X线。 ②保护皮肤：最大吸收剂量在皮肤下 4-5mm 深度，皮肤剂量相对较小。 ③骨和软组织有同等的吸收。保证射线穿过 正常组织时，不致引起骨损伤。 ④旁向散射小，60Co射 线的次级射线主要向 前散射。 ⑤经济、可靠、结构简单、维护方便。
3 、 再 分 布 （ Redistribution or Rearrangement）：由于细胞周期中，各期的 放射敏感性不同，处于放射敏感性高的时期 的细胞损伤最大，乃至死亡。而另外一些处 于放射敏感性低时期的细胞就成为照射后残 存细胞，而出现了细胞周期中各期的重新分
布。 一般来说， G1、M、G2 期细胞最敏感，易被 杀死而留下对放射抗拒S期细胞。
放射肿瘤学发展史PPT课件
◎1977年，美国Bjarngard等提出了调强适形放射治疗 (intensity modulated radiation therapy，IMRT)的概 念。不仅要求照射野的形状与病变完全一致，还要求病变 内各点的剂量分布均匀，是在3D-CRT基础上的又一发展。
◎1977-1978年，我国成立了医用直线加速器的研发基地。
◎2008年后，在IGRT的基础上又研发出了快速回转调强放
射治疗技术(Rapid-Arc)、容积弧形调强放射治疗技术
ห้องสมุดไป่ตู้
(vo1umetric modulated arc therapy,VMAT)。这几种新型
的放射治疗技术不但可对胂瘸进行精确定位．还可大幅缩
短放射治疗时间，更重要的是减少了治疗时的各种误差，
◎1952年，英国Hammer Smith医院安装了第一台8MV固定 型射频微波直线加速器，并于1953年治疗了第一位患者。
◎1967年，瑞典Leksell研发的第一代立体定向放射外科治 疗系统(γ刀)问世。
◎1968年，美国利用直线加速器实现了非共面多弧度等中心 旋转治疗，即用多个小照射野从三维方向照射病变，现在亦 称为X刀(X-knife)。
放射肿瘤学的历史就是放射物理学、放射生物 学和放射治疗技术发展的历史，随着肿瘤治疗理念 的更新及相关新理论、新技术的不断出现，放射肿 瘤学将继续不断的完善和发展，在肿瘤的治疗中继 续发挥其巨大作用。
5
2001年我国有715家放疗单位，到2011 年全国共1162放疗单位，近十年内净增加 447家。1986～2011年中国放射治疗单位增 长情况如图1.1，2011年全国共装备放疗设 备:加速器1296台、钴-60治疗机286台、深 部X治疗机81台、后装治疗机317台、剂量 仪1041台、模拟机1140台、CT模拟机376台 、TPS1427套、X刀410套、头体伽玛刀330 台。
◎1977-1978年，我国成立了医用直线加速器的研发基地。
◎2008年后，在IGRT的基础上又研发出了快速回转调强放
射治疗技术(Rapid-Arc)、容积弧形调强放射治疗技术
ห้องสมุดไป่ตู้
(vo1umetric modulated arc therapy,VMAT)。这几种新型
的放射治疗技术不但可对胂瘸进行精确定位．还可大幅缩
短放射治疗时间，更重要的是减少了治疗时的各种误差，
◎1952年，英国Hammer Smith医院安装了第一台8MV固定 型射频微波直线加速器，并于1953年治疗了第一位患者。
◎1967年，瑞典Leksell研发的第一代立体定向放射外科治 疗系统(γ刀)问世。
◎1968年，美国利用直线加速器实现了非共面多弧度等中心 旋转治疗，即用多个小照射野从三维方向照射病变，现在亦 称为X刀(X-knife)。
放射肿瘤学的历史就是放射物理学、放射生物 学和放射治疗技术发展的历史，随着肿瘤治疗理念 的更新及相关新理论、新技术的不断出现，放射肿 瘤学将继续不断的完善和发展，在肿瘤的治疗中继 续发挥其巨大作用。
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2001年我国有715家放疗单位，到2011 年全国共1162放疗单位，近十年内净增加 447家。1986～2011年中国放射治疗单位增 长情况如图1.1，2011年全国共装备放疗设 备:加速器1296台、钴-60治疗机286台、深 部X治疗机81台、后装治疗机317台、剂量 仪1041台、模拟机1140台、CT模拟机376台 、TPS1427套、X刀410套、头体伽玛刀330 台。
放射肿瘤学
放射肿瘤学
放射肿瘤学是一门多学科交叉的医学专业，它涉及到放射诊断与治疗、核医学与影像学以及肿瘤学等多领域。
其主要提供肿瘤定位、诊断、预后分期、治疗方案和治疗效果评估等服务，对恶性肿瘤的早期发现、早期诊断、早期治疗具有重要意义。
放射肿瘤学主要由包括以下几个方面：
1. 肿瘤放射诊断：通过X射线、CT、MRI、PET-CT等技术手段，精确诊断肿瘤的大小、形态、部位和淋巴结转移等，为恶性肿瘤的治疗提供重要依据。
2. 放射治疗：通过X射线、γ射线、中子射线等技术手段，对恶性肿瘤实施性病理学治疗和放射治疗，可以缩小肿瘤、减轻症状、预防复发和转移。
3. 放射肿瘤学咨询：为患者设计适当的治疗方案，并监测患者的治疗效果，为肿瘤治疗提供指导。
4. 放射肿瘤学研究：对新型放射治疗技术和药物进行研究，不断改善放射治疗技术，为患者提供更好的治疗效果。
放射肿瘤学基础课件
第十章
放射肿瘤学基础
第一节： 肿瘤模型体系
➢常见的肿瘤模型包括： • 1、移植性实体瘤动物模型 • 2、人类肿瘤异种移植模型 • 3、多细胞球状体体外肿瘤模型
一、移植性实体瘤动物模型
• 肿瘤的传代方式：从一代动物移植 到下一代。
• 实验动物：兄妹交配近亲繁殖。 • 方法：无菌分离肿瘤细胞，给同系
• 一是从照射时算起，肿瘤再长到与照射当时 同等大小所需的时间；
• 一是从照射时算起，肿瘤长到指定大小所需 的时间（TX射线），与对照组肿瘤长到同等大 小所需时间（T肿瘤）相比较。
2、 TCD50 TCD50即50%肿瘤控制剂 量（50% tumor control dose）
• 评价某种放射治疗方案对肿瘤的抑 制程度；
GF有 增 殖 能 力 的 细 胞 数 细 胞 群 的 细 胞 总 数
➢肉瘤与癌：肉瘤细胞丢失系数低于 癌细胞丢失系数。大剂量照射后， 当癌细胞的新生暂时终止或减低时， 原有的癌细胞则因其高丢失系数不 断死亡并被清除，肿瘤缩小。而肉 瘤则不同，由于其丢失系数低，在 同样的辐射剂量下，体积缩小慢。 尽管从长远看，两种肿瘤的治愈率 可能是相同的，而近期内肉瘤则比 癌对射线表现出相对的抗性。
• 早反应组织是指放射反应常在放疗早期出现， 轻至中度反应在治疗后很快恢复。如粘膜红斑、 溃疡等；
• 晚反应组织：放射损伤常在放疗结束后一段时 间出现，常难以恢复，如放射性肺炎，放射性 脊髓损伤、放射性肌肉萎缩等。放疗时应避免 这种损伤。
• 原因：主要与相关靶细胞的细胞增殖动力学有关，也 就是与靶细胞更新的速度有关。相关的靶细胞更新速 度快，那么，辐射效应的出现较早，而更新速度慢， 则辐射效应的出现较迟。对于照射后出现的早期或急 性反应的靶细胞基本上已明确，但对产生后期反应的 靶细胞却不完全清楚。
放射肿瘤学基础
第一节： 肿瘤模型体系
➢常见的肿瘤模型包括： • 1、移植性实体瘤动物模型 • 2、人类肿瘤异种移植模型 • 3、多细胞球状体体外肿瘤模型
一、移植性实体瘤动物模型
• 肿瘤的传代方式：从一代动物移植 到下一代。
• 实验动物：兄妹交配近亲繁殖。 • 方法：无菌分离肿瘤细胞，给同系
• 一是从照射时算起，肿瘤再长到与照射当时 同等大小所需的时间；
• 一是从照射时算起，肿瘤长到指定大小所需 的时间（TX射线），与对照组肿瘤长到同等大 小所需时间（T肿瘤）相比较。
2、 TCD50 TCD50即50%肿瘤控制剂 量（50% tumor control dose）
• 评价某种放射治疗方案对肿瘤的抑 制程度；
GF有 增 殖 能 力 的 细 胞 数 细 胞 群 的 细 胞 总 数
➢肉瘤与癌：肉瘤细胞丢失系数低于 癌细胞丢失系数。大剂量照射后， 当癌细胞的新生暂时终止或减低时， 原有的癌细胞则因其高丢失系数不 断死亡并被清除，肿瘤缩小。而肉 瘤则不同，由于其丢失系数低，在 同样的辐射剂量下，体积缩小慢。 尽管从长远看，两种肿瘤的治愈率 可能是相同的，而近期内肉瘤则比 癌对射线表现出相对的抗性。
• 早反应组织是指放射反应常在放疗早期出现， 轻至中度反应在治疗后很快恢复。如粘膜红斑、 溃疡等；
• 晚反应组织：放射损伤常在放疗结束后一段时 间出现，常难以恢复，如放射性肺炎，放射性 脊髓损伤、放射性肌肉萎缩等。放疗时应避免 这种损伤。
• 原因：主要与相关靶细胞的细胞增殖动力学有关，也 就是与靶细胞更新的速度有关。相关的靶细胞更新速 度快，那么，辐射效应的出现较早，而更新速度慢， 则辐射效应的出现较迟。对于照射后出现的早期或急 性反应的靶细胞基本上已明确，但对产生后期反应的 靶细胞却不完全清楚。
放射肿瘤学 医学影像学
放射肿瘤学医学影像学放射肿瘤学是一门研究肿瘤及其相关疾病的影像学科。
通过医学影像学技术，放射肿瘤学能够提供非侵入性的肿瘤检查和诊断，为临床医生制定治疗方案提供重要参考。
医学影像学是一门利用X射线、超声波、磁共振等物理技术，通过对人体内部结构和功能的检测和观察，帮助医生进行诊断和治疗的学科。
在放射肿瘤学中，医学影像学技术被广泛应用于肿瘤的检测、分期、评估和随访。
放射肿瘤学的主要任务是通过不同的影像方法对肿瘤进行检测和诊断。
常见的影像方法包括X射线、CT、MRI、超声波和核医学等。
其中，X射线和CT能够提供较高的空间分辨率，可以显示肿瘤的形态、大小和浸润范围；MRI则能够提供较高的软组织对比度，可以显示肿瘤的组织结构和血液供应情况；超声波则适用于对肿瘤进行定性和定量评估；核医学则能够提供关于肿瘤的代谢和功能信息。
在放射肿瘤学中，影像学医师需要根据临床医生的需求和患者的情况选择合适的影像方法，并进行影像检查和诊断。
首先，医生需要了解患者的临床病史、症状和体征，然后结合影像学表现进行分析和诊断。
在进行肿瘤检查时，医生需要注意影像学表现的特点，如肿瘤的位置、形态、边界、密度和信号强度等，以及与周围组织的关系。
在肿瘤的分期和评估中，医学影像学起着重要的作用。
通过影像学检查，医生可以评估肿瘤的大小、浸润范围、淋巴结转移和远处转移等，从而确定肿瘤的分期和预后。
此外，医学影像学还可以评估肿瘤的治疗效果和复发情况，指导进一步的治疗和随访。
放射肿瘤学的发展离不开医学影像学技术的不断创新和进步。
随着计算机技术和图像处理技术的发展，影像学医师能够获取更多的信息，提高诊断的准确性和敏感性。
此外，分子影像学、功能影像学和介入放射学等新技术的应用也为放射肿瘤学带来了新的机遇和挑战。
放射肿瘤学是一门重要的医学影像学科，通过不同的影像方法对肿瘤进行检测、分期、评估和随访。
医学影像学技术的不断创新和进步为放射肿瘤学的发展提供了有力支持，为临床医生制定治疗方案提供了重要参考。
放射肿瘤学ppt课件
9 — 12 20 — 36 17 — 24 67 — 90
3 — 29 17 — 41 24 — 41 44 — 77 4 — 30 46 — 90 3 — 32 50 — 93 25 — 47 56 — 71
完整最新版课件
17
WHO 1998 年报告 目前 45 % 的恶性肿瘤可获治愈
贡献构成
美国 法国 英国 中国
8.2
北京 3.02
4.0
上海 1.84
3.4
天津 1.07
0 .24 (包括Co-60治疗机, 0.56）
完整最新版课件
25
三、放射肿瘤学的知识构成
临床肿瘤学 放射物理学 放射生物学 临床放射治疗设计
完整最新版课件
26
哺乳动物的辐射致死剂量 3~6Gy 人类全身照射的致死剂量 7Gy
完整最新版课件
48
完整最新版课件
49
完整最新版课件
50
2.放射治疗设备
X线治疗机 电子能量（MeV）的转化效率低，2%产生X 线，98%转化为热能； 特征辐射和韧致辐射，后者为连续能谱，需 除低能射线； 能量低（<400KV）深度量低；易于散射，剂 量分布差； 光电吸收占优势，因而骨吸收剂量远高于软 组 织。
负π介子（加速器）： P → Be, C, 65MeV, 星分布
重粒子束（加速器）：He、C、N、O、Ne等，单核能 量需1000MeV 高LET射线特点 A、生物效应对细胞的生物周期依赖性较小 B、生物效应对细胞的氧合状态依赖性较小 C、导致细胞的亚致死性损伤修复更为困难
D、质子束与负π介子具有良好的物理剂量分布
1932. 在临床实践累积的基础上 库塔医生提出传统的时
间 — 剂量分割照射方式
3 — 29 17 — 41 24 — 41 44 — 77 4 — 30 46 — 90 3 — 32 50 — 93 25 — 47 56 — 71
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17
WHO 1998 年报告 目前 45 % 的恶性肿瘤可获治愈
贡献构成
美国 法国 英国 中国
8.2
北京 3.02
4.0
上海 1.84
3.4
天津 1.07
0 .24 (包括Co-60治疗机, 0.56）
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三、放射肿瘤学的知识构成
临床肿瘤学 放射物理学 放射生物学 临床放射治疗设计
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26
哺乳动物的辐射致死剂量 3~6Gy 人类全身照射的致死剂量 7Gy
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50
2.放射治疗设备
X线治疗机 电子能量（MeV）的转化效率低，2%产生X 线，98%转化为热能； 特征辐射和韧致辐射，后者为连续能谱，需 除低能射线； 能量低（<400KV）深度量低；易于散射，剂 量分布差； 光电吸收占优势，因而骨吸收剂量远高于软 组 织。
负π介子（加速器）： P → Be, C, 65MeV, 星分布
重粒子束（加速器）：He、C、N、O、Ne等，单核能 量需1000MeV 高LET射线特点 A、生物效应对细胞的生物周期依赖性较小 B、生物效应对细胞的氧合状态依赖性较小 C、导致细胞的亚致死性损伤修复更为困难
D、质子束与负π介子具有良好的物理剂量分布
1932. 在临床实践累积的基础上 库塔医生提出传统的时
间 — 剂量分割照射方式
第一章肿瘤放射治疗学总论
第一章肿瘤放射治疗学总论第一节概述1895年伦琴发现X线，1898年居里夫人发现镭后，1899年放射开始用于第一例病人治疗。
直到1922年Coutard和Huntant在巴黎国际肿瘤大会上介绍了放射治愈晚期喉癌且不伴治疗后严重后遗症，才标志着放射治疗领域正式开始。
30年代主要是用天然镭针或管作放射源治疗恶性肿瘤。
50年代人工放射性同位素问世，如Co-60、Cs-137等，同时医用加速器也开始应用于临床。
90年代以来人们对放射物理学、放射生物学、临床治疗知识有了进一步的认识和掌握，由于计算机在放疗中的应用，放射治疗新技术不断层出，治疗设计由二维向三维空间转变，计算机在放疗摄影处理中有新进展等，使治疗原则进一步深化。
精确定位(Precision Location)、精确计划(Precision Planning)和精确治疗（Precision Treatment）的“3P”概念得到重视。
立体放疗逐渐兴起，治疗手段开始跨学科融合，如立体放射外科、三维适形放疗，调强放疗等使放射治疗再次飞跃。
目前，常规放射治疗与立体放射治疗的正确结合运用使放射治疗更趋完美，对疾病（恶性肿瘤及部分良性病变）的治疗范围进一步扩大。
第二节放射治疗基础现代肿瘤治疗要求多学科综合治疗，放射治疗医师必需具务以下知识：1、一般临床知识：是放射治疗学中最基础和最重要的部份，放疗医师需要有内、外、妇、儿科、影像诊断等学科的一些相关知识。
2、肿瘤学知识：包括了解肿瘤病因及流行病学；掌握肿瘤病理学、诊断、鉴别诊断，对现有各种诊断检查方法的优缺点，可靠性应有很好认识；掌握各种肿瘤的生长规律和转移方式和途经，临床分期、国际分期，各种治疗手段的适应症、优缺点和预后等知识。
牢固树立综合治疗的观念，治疗的同时注意功能保全，提高生活质量。
3、临床放射物理学：对选择放射源，放疗质量的保障与控制，最大剂量，最均匀地照射肿瘤和最好地好保护正常组织有决定性指导作用。
放射肿瘤学基础
缺点：
• 必须是悬浮生长细胞，成团生长，不分离。
多细胞球体生长曲线的测定
• 在显微镜下以测微尺测量20～40个球体 的直径，取其平均值，以天数为横坐标， 平均直径为纵坐标．获得多细胞球体的 生长曲线。 • 生长较慢的肿瘤细胞不适合于球体培养。 因它需要较长的培养期，使实验周期延 长，而且要消耗大量的培养液。
特点：
•
重复性、稳定性、定量性好
• 因常用小鼠故对人体缺乏反应性
Animal Tumor Models in Vivo Routes of Challenge
• • • • • • • IP (Intraperitoneal) SC (Sub-cutaneous) IM (Intra-Muscular) ID (Intra-dermal) IV (Intravenous) IT (Intra-thecal) PO (Orally)
生长速率的变化。
• 一是从照射时算起，肿瘤再长到与照 射当时同等大小所需的时间； • 一是从照射时算起，肿瘤长到指定大 小所需的时间（TX射线），与对照组肿
瘤长到同等大小所需时间（T肿瘤）相
比较。
• 优点：照射的剂量范围大(从几个戈瑞
到几十戈瑞均可），但是每个剂量点
需要8～10只动物，实验周期较长，从
1. Inject mice with enough cells to form a tumor
2. Irradiate when 6mm diam
3. Determine the dose of radiation that is needed to cure 50% of mice. Threshold-sigmoid 100 curve that goes from Percent of 10% to 90% cure mice with 50 tumors over about 10Gy in a clinical fractionation 0 scheme (which is 0 10 20 30 40 50 60 70 80 hard to do in mice).
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主要功能 是：增强 机体免疫 力，与放 射治疗相 结合可以 降低放疗 反映。
第三章 X（γ）射线剂量学
第一节放射物理学有关名词 第二节X（γ）射线的深度剂量特性 第三节X射线束的修整 第四节照射野的处方剂量计算
第一节放射物理学有关名词、
(1)射线质：指的是射线能量，主要表示射线贯穿 物体的能力。
重粒子治疗
• 快中子、质子、 π负介子 以及氮、碳、氧、氖等 离子的质量较大称为重粒子。重粒子一般在回旋 加速器中产生。
• 重粒子的特点①布喇格峰型百分深度剂量分布以 质子束和氮离子束为代表，在组织内形成布喇格 峰型百分深度剂量分布，以物理方式改善了靶区 与正常组织间的剂量比例。用改变离子入射能量 或外加吸收体的方法可以调节布喇格峰值的位置 （即深度）和峰值区宽度，以适应不同大小肿瘤 治疗的需要。只用单一照射野就可能获得理想的 剂量分布，简化了照射野的设计，提高了肿瘤治 疗剂量的准确性。
第二节钴-60治疗机
钴-60γ射线平均能量为1.25MeV
治疗机种类有直立型和旋转型。
按放射性活度分为百居里治疗机和千居里治 疗机
特点：穿透力强、保护皮肤、骨和软组织有 同等的吸收剂量、旁向散射小并且经济可靠 ， 但不治疗时也有射线，污染环境，时间越长 剂量率越低，降低工作效率。并需要定期换 源。
CT模拟机
CT模拟机系统组成： CT模拟机；多幅图像显示器； 视觉优化的治疗计划系统；激光射野投影器
完整的CT模拟由三部分组成：
①一台大视野的螺旋CT扫描机
②一套具有CT图像的三维重建、显示及射野模拟 功能的软件
③一套激光射野模拟器
临床应用特点：利用图象信息进行靶区精确定位， 将病人的基础数据传输给TPS。并能接受TPS设计 治疗计划来进行靶区复位和位置验证。
物理师要精确测量辐射剂量在组织
中的分布情况，要确定在局部病灶的剂 量是否合适，在进行准确定位的同时还 要保证治疗的准确性。定位准不准确， 决定到会不会伤害到正常组织；而剂量 处方合不合适，则决定放疗效果。如果 剂量大了，副作用会增加；剂量小，肿 瘤又会复发。
第一章放射物理基础
第一节放射物理基本知识
放射肿瘤学
肿瘤放射物理学（何瑞龙） 肿瘤放射生物学 肿瘤放射临床学
肿瘤放射物理学
肿瘤放射物理学是放射肿瘤学的基 础，是研究放疗设备的结构、性能以及 各种射线在人体内的分布规律，探讨提 高肿瘤剂量、降低正常组织受量的物理 方法的科学。它是学习放射生物和放疗 临床的基础。放射治疗的发展及其疗效 的提高大多以物理技术的改进和发展为 先导。
比释动能K Ｋ=dEtr ∕dm，即不带电电离粒 子在质量为dm的介质中释放的全部带电粒子 的初始动能之和。单位J·kg-1，专用名：戈瑞 （Gy）１ J·kg-1＝１ Gy
电子平衡
第二节射线与物质的相互作用
• 电子与物质的相互作用 分为弹性碰撞与非弹性碰撞
• X（γ）射线与物质的相互作用 光电效应、康普顿效应、电子对效应
(7)源-瘤距(source tumor distance，STD)：表示 射线源沿射线中心轴到靶区中心的距离。
(8)源-轴距(source axial distance，SAD)：表示 射线源到机架旋转中心的距离。
(9)校准点：指的是在射线中心轴上指定的测量 点。模体表面到校准点的深度为校准深度。
基本结构：主要由加速管、微波功率源、微波 功率传输系统、电子枪、束流系统、真空系统、恒 温冷却系统、治疗床、控制系统、剂量监测系统、 安全联锁系统（影像验证系统）等构成。
加速器与放疗技术发展
1、医用电子加速器 与放射治疗技术的发 展 第一代低能光子线 （4-8MV）型：直立 出束直接出射、具有 固定的均整器、外置 的楔形过滤板或内置 电动一楔多用楔形板、 对称的遮线器、单个 透射电离室和等中心 安装
钴-60治疗机的三个半影
1、几何半影：由于放射源具有一定的尺寸，射线被 准直器限束后，射野边缘受到剂量不均匀照射，造 成剂量渐变分布。减小放射源尺寸和延长源到准直 器距离可以减小或消除几何半影。
2、穿射半影；由于射线穿过准直器端面厚度不等造 成的剂量渐变分布。消除办法是采用球面限光筒。
3、散射半影：由于照射野组织内的散射线会造成射 野边缘剂量渐变分布。无法消除，提高能量可以减 小散射半影
电子对效应
X（γ）光子从原子核旁经过时，在原子核 库仑场的作用下形成一对正负电子的过程。
各种相互作用的相对重要性
对 于 水 10—30KeV光 电 反 应 ， 30KeV—25MeV 康普顿效应，25—100MeV电子对效应
高能X射线和γ射线的特性和临床应用 (一)X(γ)射线与物质的相互作用特点
①深度：在最大剂量深度前随深度增加而增加， 在最大剂量深度后随深度增加而减小。
②射线能量：随能量增加而增大。
③射野面积：一定范围内随射野面积增加而增大。
④SSD：随SSD增加而增大
2、TAR和TPR；TMR
组织空气比（TAR）：指模体内射线中心轴上某一 点的吸收剂量率Dt与移去模体后空间同一点在自由 空气中的小体积组织内的吸收剂量率Dta之比。 TAR= Dt/ Dta
X线模拟定位机应具有操作安全可靠、图像清晰、 噪音低的特点，它的主要任务是模拟各类治疗机 治疗时照射部位、范围，因此准确性特别是等中 心旋转时具有良好的稳定性和重复性是关键。
常规模拟定位机的功能
靶区及重要器官的定位 确定靶区(或危及器官)的运动范围 治疗方案的确认(治疗前模拟) 勾画射野和定位、摆位参考标记 拍摄射野定位片或证实片 检查射野挡块的形状及位置
(2)人体体模：当X(γ)射线以及高能电子束入射到 人体时，会发生散射和吸收，能量和强度逐渐损 失。研究这些变化，不可能在人体内直接进行， 往往用一种组织等效材料做成的模型代替人的身 体，简称体模。最常用的体模材料是水、聚苯乙 烯、有机玻璃、石蜡等。
(3)射线源：在没有特别说明的情况下，一般指放 射源前表面的中心，或产生射线的靶面中心，对 电子束取在出射窗或其散射箔所在的位置。
第四代高能光子与电子射线型：由计算机控制 运行，配备动态楔形技术、电子射野影像系统 EPID和多叶准直器MLC
特点：配置了MLC和EPID系统，可以开展三 维适形、调强等放射治疗技术。
第五代动态高能光子与电子射线型：由MLC实 现光子线射束的强度调整、通过MLC形成的调 强射线束进行全动态的适形照射治疗
半影的存在造成的射野边缘剂量分布不均匀对 靶区剂量分布的均匀性及周围正常组织的保护都不 利，应尽量消除减小。另外半影还与射线能量、射 野面积及深度有关。
第三节医用加速器
医用加速器是利用微波电场沿直线加速电子后 发射X射线或电子线来治疗肿瘤的装置。
基本原理：在真空加速管的一端安置电子源和 微波输入装置，另一端安置可移动的靶。微波束由 交变的正负电位峰构成，并以光的速度沿管移动， 注入管中的电子被正电位峰吸引并被负电位峰排斥 得以加速，加速后的电子可以直接被引出治疗病变， 也可以先打靶发射X线来治疗病变。
第三节射线源种类及照射方式
一、射线源种类 1、放出α，β，γ射线的放射性同位素，可作体内
近距离和体外远距离两种照射。 2、产生不同能量的X射线的X射线治疗机和各类
加速器，只能作外照射。 3、产生电子束、质子束、中子束、负π介子束，
以及其他重粒子束的各类加速器，只能作外照 射。
二、照射方法 • 各类放射源在临床应用中有两种基本照射方法：
(4)射线中心轴：即射线束的中心对称轴线。一般 用放射源与最后一个限束器中心的连线作射线中 心轴。
(5)照射野(A)：射线中心轴垂直于模体时射线束通 过模体的范围，它与模体表面的截面积即为照射 野的面积。
(6)源-皮距(source skin distance，SSD)：表示沿射 线中心轴从射线源到模体表面的距离。
吸收剂量D D= dE∕dm，dE是致电离辐射给与质 量 dm 的 物 质 的 平 均 能 量 。 单 位 J·kg-1 ； 戈 瑞 （Gray）1 Gray=1J·kg-1=100cGy=100rad。
照射量X X=dQ∕dm，即X（γ）辐射在质量为 dm的空气中释放的全部次级电子（正负电子） 完全被空气阻止时，在空气中形成的同一种符号 的 离 子 总 电 荷 的 绝 对 值 dQ 与 dm 的 比 值 。 单 位 C·kg-1；伦琴（R)；1R=2.58×10-4C·kg-1。
物理师在放疗中的作用
通过建立和执行各种放疗设备的质保、质控程 序, 确保各种放疗设备、技术在治疗中的安全、 合理使用 配合临床医师建立相关疾病的治疗规范，设计 患者的治疗计划 参与设备购置验收过程，负责确定设备的选型 和技术指标，负责设备的验收测试 作为放疗设备厂商和放疗单位的桥梁，反映放 疗临床要求，参与研发新的放疗技术和设备 承担低年医师、物理师、研究生和技师的教学 培训
第一章常用放疗设备
第一节X射线治疗机 第二节钴-60治疗机 第三节医用加速器
第四节模拟定位机和CT模拟机
第五节后装治疗机 第六节肿瘤射频热疗机
第一节X射线治疗机
临界X射线（6~10kV） 接触X射线（10~60 kV) 浅层X射线（60~160 kV) 深部X射线（180~400 kV)
特点：百分深度剂量低、能量低、易于散射、剂 量分布差； 主要用于体表肿瘤或浅表淋巴结转 移性肿瘤的治疗或预防性照射。
特点：在四代加速器的基础上又配置了锥形束 CT扫描系统CBCT，可以开展图像引导放射治 疗技术（IGRT），可以动态的获取靶区体积 定位的准确信息，提高治疗精度。
第四节模拟定位机和CT模拟机
模拟定位机是用来模拟加速器或钴-60治疗机机械 性能的专用X线诊断机。
基本结构： X线球管、影像增强器、高清晰电视 系统、机架、诊断床、控制台等
(10)参考点：一般情况下，为剂量计算或测量参 考点，规定模体表面下射线中心轴上的一点。 模体表面到参考点的深度为参考深度(do)，
第三章 X（γ）射线剂量学
第一节放射物理学有关名词 第二节X（γ）射线的深度剂量特性 第三节X射线束的修整 第四节照射野的处方剂量计算
第一节放射物理学有关名词、
(1)射线质：指的是射线能量，主要表示射线贯穿 物体的能力。
重粒子治疗
• 快中子、质子、 π负介子 以及氮、碳、氧、氖等 离子的质量较大称为重粒子。重粒子一般在回旋 加速器中产生。
• 重粒子的特点①布喇格峰型百分深度剂量分布以 质子束和氮离子束为代表，在组织内形成布喇格 峰型百分深度剂量分布，以物理方式改善了靶区 与正常组织间的剂量比例。用改变离子入射能量 或外加吸收体的方法可以调节布喇格峰值的位置 （即深度）和峰值区宽度，以适应不同大小肿瘤 治疗的需要。只用单一照射野就可能获得理想的 剂量分布，简化了照射野的设计，提高了肿瘤治 疗剂量的准确性。
第二节钴-60治疗机
钴-60γ射线平均能量为1.25MeV
治疗机种类有直立型和旋转型。
按放射性活度分为百居里治疗机和千居里治 疗机
特点：穿透力强、保护皮肤、骨和软组织有 同等的吸收剂量、旁向散射小并且经济可靠 ， 但不治疗时也有射线，污染环境，时间越长 剂量率越低，降低工作效率。并需要定期换 源。
CT模拟机
CT模拟机系统组成： CT模拟机；多幅图像显示器； 视觉优化的治疗计划系统；激光射野投影器
完整的CT模拟由三部分组成：
①一台大视野的螺旋CT扫描机
②一套具有CT图像的三维重建、显示及射野模拟 功能的软件
③一套激光射野模拟器
临床应用特点：利用图象信息进行靶区精确定位， 将病人的基础数据传输给TPS。并能接受TPS设计 治疗计划来进行靶区复位和位置验证。
物理师要精确测量辐射剂量在组织
中的分布情况，要确定在局部病灶的剂 量是否合适，在进行准确定位的同时还 要保证治疗的准确性。定位准不准确， 决定到会不会伤害到正常组织；而剂量 处方合不合适，则决定放疗效果。如果 剂量大了，副作用会增加；剂量小，肿 瘤又会复发。
第一章放射物理基础
第一节放射物理基本知识
放射肿瘤学
肿瘤放射物理学（何瑞龙） 肿瘤放射生物学 肿瘤放射临床学
肿瘤放射物理学
肿瘤放射物理学是放射肿瘤学的基 础，是研究放疗设备的结构、性能以及 各种射线在人体内的分布规律，探讨提 高肿瘤剂量、降低正常组织受量的物理 方法的科学。它是学习放射生物和放疗 临床的基础。放射治疗的发展及其疗效 的提高大多以物理技术的改进和发展为 先导。
比释动能K Ｋ=dEtr ∕dm，即不带电电离粒 子在质量为dm的介质中释放的全部带电粒子 的初始动能之和。单位J·kg-1，专用名：戈瑞 （Gy）１ J·kg-1＝１ Gy
电子平衡
第二节射线与物质的相互作用
• 电子与物质的相互作用 分为弹性碰撞与非弹性碰撞
• X（γ）射线与物质的相互作用 光电效应、康普顿效应、电子对效应
(7)源-瘤距(source tumor distance，STD)：表示 射线源沿射线中心轴到靶区中心的距离。
(8)源-轴距(source axial distance，SAD)：表示 射线源到机架旋转中心的距离。
(9)校准点：指的是在射线中心轴上指定的测量 点。模体表面到校准点的深度为校准深度。
基本结构：主要由加速管、微波功率源、微波 功率传输系统、电子枪、束流系统、真空系统、恒 温冷却系统、治疗床、控制系统、剂量监测系统、 安全联锁系统（影像验证系统）等构成。
加速器与放疗技术发展
1、医用电子加速器 与放射治疗技术的发 展 第一代低能光子线 （4-8MV）型：直立 出束直接出射、具有 固定的均整器、外置 的楔形过滤板或内置 电动一楔多用楔形板、 对称的遮线器、单个 透射电离室和等中心 安装
钴-60治疗机的三个半影
1、几何半影：由于放射源具有一定的尺寸，射线被 准直器限束后，射野边缘受到剂量不均匀照射，造 成剂量渐变分布。减小放射源尺寸和延长源到准直 器距离可以减小或消除几何半影。
2、穿射半影；由于射线穿过准直器端面厚度不等造 成的剂量渐变分布。消除办法是采用球面限光筒。
3、散射半影：由于照射野组织内的散射线会造成射 野边缘剂量渐变分布。无法消除，提高能量可以减 小散射半影
电子对效应
X（γ）光子从原子核旁经过时，在原子核 库仑场的作用下形成一对正负电子的过程。
各种相互作用的相对重要性
对 于 水 10—30KeV光 电 反 应 ， 30KeV—25MeV 康普顿效应，25—100MeV电子对效应
高能X射线和γ射线的特性和临床应用 (一)X(γ)射线与物质的相互作用特点
①深度：在最大剂量深度前随深度增加而增加， 在最大剂量深度后随深度增加而减小。
②射线能量：随能量增加而增大。
③射野面积：一定范围内随射野面积增加而增大。
④SSD：随SSD增加而增大
2、TAR和TPR；TMR
组织空气比（TAR）：指模体内射线中心轴上某一 点的吸收剂量率Dt与移去模体后空间同一点在自由 空气中的小体积组织内的吸收剂量率Dta之比。 TAR= Dt/ Dta
X线模拟定位机应具有操作安全可靠、图像清晰、 噪音低的特点，它的主要任务是模拟各类治疗机 治疗时照射部位、范围，因此准确性特别是等中 心旋转时具有良好的稳定性和重复性是关键。
常规模拟定位机的功能
靶区及重要器官的定位 确定靶区(或危及器官)的运动范围 治疗方案的确认(治疗前模拟) 勾画射野和定位、摆位参考标记 拍摄射野定位片或证实片 检查射野挡块的形状及位置
(2)人体体模：当X(γ)射线以及高能电子束入射到 人体时，会发生散射和吸收，能量和强度逐渐损 失。研究这些变化，不可能在人体内直接进行， 往往用一种组织等效材料做成的模型代替人的身 体，简称体模。最常用的体模材料是水、聚苯乙 烯、有机玻璃、石蜡等。
(3)射线源：在没有特别说明的情况下，一般指放 射源前表面的中心，或产生射线的靶面中心，对 电子束取在出射窗或其散射箔所在的位置。
第四代高能光子与电子射线型：由计算机控制 运行，配备动态楔形技术、电子射野影像系统 EPID和多叶准直器MLC
特点：配置了MLC和EPID系统，可以开展三 维适形、调强等放射治疗技术。
第五代动态高能光子与电子射线型：由MLC实 现光子线射束的强度调整、通过MLC形成的调 强射线束进行全动态的适形照射治疗
半影的存在造成的射野边缘剂量分布不均匀对 靶区剂量分布的均匀性及周围正常组织的保护都不 利，应尽量消除减小。另外半影还与射线能量、射 野面积及深度有关。
第三节医用加速器
医用加速器是利用微波电场沿直线加速电子后 发射X射线或电子线来治疗肿瘤的装置。
基本原理：在真空加速管的一端安置电子源和 微波输入装置，另一端安置可移动的靶。微波束由 交变的正负电位峰构成，并以光的速度沿管移动， 注入管中的电子被正电位峰吸引并被负电位峰排斥 得以加速，加速后的电子可以直接被引出治疗病变， 也可以先打靶发射X线来治疗病变。
第三节射线源种类及照射方式
一、射线源种类 1、放出α，β，γ射线的放射性同位素，可作体内
近距离和体外远距离两种照射。 2、产生不同能量的X射线的X射线治疗机和各类
加速器，只能作外照射。 3、产生电子束、质子束、中子束、负π介子束，
以及其他重粒子束的各类加速器，只能作外照 射。
二、照射方法 • 各类放射源在临床应用中有两种基本照射方法：
(4)射线中心轴：即射线束的中心对称轴线。一般 用放射源与最后一个限束器中心的连线作射线中 心轴。
(5)照射野(A)：射线中心轴垂直于模体时射线束通 过模体的范围，它与模体表面的截面积即为照射 野的面积。
(6)源-皮距(source skin distance，SSD)：表示沿射 线中心轴从射线源到模体表面的距离。
吸收剂量D D= dE∕dm，dE是致电离辐射给与质 量 dm 的 物 质 的 平 均 能 量 。 单 位 J·kg-1 ； 戈 瑞 （Gray）1 Gray=1J·kg-1=100cGy=100rad。
照射量X X=dQ∕dm，即X（γ）辐射在质量为 dm的空气中释放的全部次级电子（正负电子） 完全被空气阻止时，在空气中形成的同一种符号 的 离 子 总 电 荷 的 绝 对 值 dQ 与 dm 的 比 值 。 单 位 C·kg-1；伦琴（R)；1R=2.58×10-4C·kg-1。
物理师在放疗中的作用
通过建立和执行各种放疗设备的质保、质控程 序, 确保各种放疗设备、技术在治疗中的安全、 合理使用 配合临床医师建立相关疾病的治疗规范，设计 患者的治疗计划 参与设备购置验收过程，负责确定设备的选型 和技术指标，负责设备的验收测试 作为放疗设备厂商和放疗单位的桥梁，反映放 疗临床要求，参与研发新的放疗技术和设备 承担低年医师、物理师、研究生和技师的教学 培训
第一章常用放疗设备
第一节X射线治疗机 第二节钴-60治疗机 第三节医用加速器
第四节模拟定位机和CT模拟机
第五节后装治疗机 第六节肿瘤射频热疗机
第一节X射线治疗机
临界X射线（6~10kV） 接触X射线（10~60 kV) 浅层X射线（60~160 kV) 深部X射线（180~400 kV)
特点：百分深度剂量低、能量低、易于散射、剂 量分布差； 主要用于体表肿瘤或浅表淋巴结转 移性肿瘤的治疗或预防性照射。
特点：在四代加速器的基础上又配置了锥形束 CT扫描系统CBCT，可以开展图像引导放射治 疗技术（IGRT），可以动态的获取靶区体积 定位的准确信息，提高治疗精度。
第四节模拟定位机和CT模拟机
模拟定位机是用来模拟加速器或钴-60治疗机机械 性能的专用X线诊断机。
基本结构： X线球管、影像增强器、高清晰电视 系统、机架、诊断床、控制台等
(10)参考点：一般情况下，为剂量计算或测量参 考点，规定模体表面下射线中心轴上的一点。 模体表面到参考点的深度为参考深度(do)，