放疗高能电子线知识学习
电子线治疗剂量学
电子线治疗剂量学运用高能电子线进行肿瘤放射治疗始于20世纪50年月,当时电子线的产生重要源于电子感应加快器,20世纪70年月今后,因为电子直线加快器的成长,使得该项技巧在临床得以普及运用.如今高能加快器可以供给多种能量电子线照耀.电子线重要用于治疗皮肤概况和深度小于5cm的表浅病变,也可用于肿瘤手术中放射治疗.第一节电子线的能量表述方法电子线照耀介质时,因为是带电粒子,很轻易经由过程库仑力与物资产生互相感化,感化的重要方法有：与核外电子产生非弹性碰撞;与原子核产生非弹性碰撞;与原子核及核外电子产生弹性碰撞.加快器产生的高能电子线,在电子引出窗以前,能谱较窄,近似可看作是单能.电子线引出后,它的能谱跟着射线束经由散射箔.监测电离室.空气等介质,到达体模概况和进入体模后逐渐展宽,如图6-1所示.在不合地位电子线能量有很大不同.在临床实践中,体模概况和体模中特定深度处的能量有现实意义.肯定电子线能量的办法有3种：核反响阈值法.电子射程法和切伦科夫辐射阈值法,以电子射程法最为快捷实用,但其准确性受很多身分影响,个中最重要的身分是测量时所用的电离室的直径和照耀野的大小,一般情形下要用很小直径的柱形空腔电离室,照耀野的直径要大于电子线的现实射程.一、最可几能量（most probable energy）体模概况最可几能量(E p）0指体模概况照耀野内电子最大可几能量,即照耀野内电子能量高斯散布峰值所对应的电子能量,它和电子射程R p直接对应：(E p)0=C1+C2+R p+C3·R p 2（式1）式中R p为电子射程（图6-2）,界说为深度剂量曲线降低部分梯度最大点的切线,与韧致辐射部特别推延伸线交点处的深度（cm）.系数C1=0.22MeV, C2·cm-1和C3·cm-1.二、平均能量（mean energy）体模概况的平均能量E0,暗示电子线穿射介质的才能,是肯定体模中不合深度处电子线平均能量的重要参数,它与半峰值剂量深度R50（cm）的关系为：E0=C4·R50（式2）式中系数C4=·cm-1.R50可根据百分深度剂量曲线得到,为了战胜射野对R50的影响,测量时应采取15cm×15cm射野或更大.因为式2只实用于固定源到电离室距离（SCD=100cm）测量前提,若采取固定源到体模概况距离（SSD=100cm）测量,式2改为：E0 R50,d (R50,d)2 （式3）三、深度能量电子线进入体模后,能量随深度产生变更.在深度z处的电子线平均能量可近似暗示：E z= E0·(1-z/ R p) (式4)该式仅对能量E0小于10MeV或高能电子线的表浅深度有用,其他情形须要蒙特卡罗（Monto Carlo）办法盘算.在水中或软组织中,高能电子线的能量根本是按2MeV/cm速度递减.第二节电子线的剂量散布特点一、百分深度剂量曲线（一）射线中间轴深度剂量散布电子线中间轴百分深度剂量的界说与X射线雷同.图6-2给出了体模内电子线中间轴百分深度剂量的散布及相干参数.图中：D s 为入射或概况剂量,以体模概况下处的剂量暗示;D max为最大剂量点剂量;R max为最大剂量点深度;D x为电子线中X线剂量;R t为有用治疗深度,指治疗剂量划定值90％（或85％）处的深度;Ｒ50为半峰值深度（HVD）;R p为电子线的射程;R q为深度剂量曲线上,过剂量跌落最陡处的切线与D max程度线交点的深度.高能电子线的百分深度剂量散布分为四个部分：1.剂量建成区从概况到最大剂量深度（R max）的区域,区宽随射线能量增长而增宽.比拟于高能X线,高能电子线的概况剂量高,剂量建成效应不显著.2.高剂量坪区从R max深度到R90(或R85)深度,又称治疗区.跟着深度的增长,百分深度剂量在很短距离达到最大值,形成相对平均散布的高剂量坪区,剂量变更梯度较小,射线能量越高,高剂量坪区越宽.3.剂量跌落区 R90(或R85)深度以下剂量将急剧降低,称之.用剂量梯度G来器量剂量跌落,界说为G=R p/(R p-R q),G值一般在2-2.5.电子线能量越高,剂量跌落越快,G越大.4.X线污染区最大射程R p之后,仅存电子线在经由散射箔.监测电离室.X射线准直器和电子限光筒时,与之互相感化产生的X射线,形成剂量深度曲线后部有一条拖的很长的尾巴.（二）等剂量曲线因为电子线易于散射,造成电子线等剂量曲线散布的低值等剂量曲线随深度增长向外扩大,而高值曲线向内侧压缩,照耀野小.能量高时特别显著（图3）.这是因为跟着深度的增长,电子线能量降低,侧向散射几率增长使得低值等剂量曲线向外扩大;另一方面侧向散射电子的射程有限,跟着深度增长,它对中央部位的高值等剂量曲线的剂量减小,使得高值等剂量曲线向内侧压缩.除能量和照耀野大小外,限光筒的端面与病人皮肤之间的距离,病人体表的曲折程度,电子线的入射偏向等也会影响电子线的等剂量散布曲线的外形.对于不合类型或不合散射箔.限束体系得治疗机更是不合.二、影响电子线深度剂量散布的身分1.电子线能量中间轴深度剂量曲线的各个区随电子线能量的变更呈现不合的特色.当能量增长时,概况剂量增长;高剂量坪区增宽;剂量梯度减小;X射线污染增长.如图4所示.这是因为能量较低时,电子受库仑力的感化,以较大的角度散射,偏离原入射偏向,并在较短的距离完成剂量建成.2.照耀野照耀野较小时,部分电子被散射出照耀野,中间轴深度剂量随深度增长敏捷减小.当照耀野增大时,最初中间轴因为散射损掉的电子被逐渐增长的射野周边散射电子予以抵偿,深度剂量显著增长,一旦侧向散射均衡树立后,中间轴深度剂量曲线不在随照耀野的增长而变更.平日,当照耀野的直径大于电子线射程的1/2时,中间轴深度剂量随照耀野增大而变更极微.3.因为电子线易于散射的特点,为保持电子线的剂量散布特色,电子限光筒的端面与皮肤概况仅留5cm阁下的间隙,当限光筒至皮肤概况的距离,即源皮距增长时,如电子线皮肤全身照耀,百分深度剂量曲线的变更纪律是：概况剂量降低,最大剂量深度变深,剂量梯度变陡,X射线污染增长,且高能电子线较低能电子线显著.三、电子线源点的肯定加快器产生的X射线以靶地位暗示放射源点的地位,而电子线射野是由窄束经散射箔散射而成,不克不及用散射箔或处射窗口地位代替源点.加快波导管中被加快的窄束电子线,经偏转穿过出射窗.散射箔.监测电离室.限束体系等扩大成一束电子线,似乎从某一点发射出来,此点称为电子线的虚源（virtual source）.如图6-5所示,虚源代表入射电子线的最大可几偏向反向投影后的交点地位.当虚源地位肯定后,若根据虚源到体模概况的距离平方反比定律来校订延伸源皮距后输出剂量的变更,实测标明,仅在较大射野前提下成立;对较小的射野,因为电子线在空气和体模中缺乏侧向散射均衡,误差较大,一般会低于输出剂量的现实变更.临床上用电子线有用源皮距（f）来校订限光筒与病人皮肤之间空气间隙的转变对输出剂量的影响.测量电子线有用源皮距一般有两种办法,可分离在空气和体模中进行.在体模中测量时,起首将电离室置于体模中射野中间轴上最大剂量点深度R m,当限光筒与体模概况接触,测得输出剂量I0,然后,在20cm规模内不竭转变空气间隙g,测得一组与g相对应的输出剂量I°假设电子线的输出剂量随源皮距变更遵守平方反比定律,则：因为不合能量和照耀前提下,电子线散射不合,电子线有用源皮距随电子线能量和射野大小产生变更：电子线能量越小,虚源与现实源的地位不同越大,并且在射野中间轴不合地位测量后经平方反比定律盘算的虚源地位也不尽雷同.四、X线污染电子线在经由散射箔.监测电离室.准直器和电子限光筒,以及人体时产生韧致辐射,产生X射线.医用直线加快器电子线中X射线的污染程度与机械的设计和电子线的能量大小有关：6-12MeV 为0.5%-1.0%,12-15 MeV为1%-2%,15-20 MeV为2%-5%.X线污染会增长靶区后正常组织的剂量,对治疗晦气.通例电子线治疗中X 射线剂量一般疏忽不计,但电子线全身照耀时,因为SSD的延伸,电子线在空气中衰减速度高于X线从而使X线污染比例相对增长,又因采取多野照耀技巧,累计量增长,相当于低剂量x射线全身照耀,应充分斟酌并准确测定.第三节电子线治疗的筹划设计电子线与X（γ）射线的单野剂量散布特色不合.重要表示在体表到最大剂量点深度剂量散布比较平均,超出最大剂量点,剂量跌落敏捷.是以,高能电子线本身的剂量特点决议它只实用于治疗表浅的病变,并且单野照耀较好.因为电子线的等剂量曲线易受人体曲面.斜入射和空气间隙的影响,且电子线的百分深度剂量.输出剂量等随照耀前提的转变而变更,所以临床运用中应留意照耀时尽量保持射野中间轴垂直于人体概况,并保持限光筒端面至皮肤的准确距离.在进行电子线治疗时必须充分斟酌上述身分.一、能量及照耀野的选择1.电子线能量的选择电子线能量的选择应分解斟酌靶区深度.最低靶区剂量及危及器官的耐受剂量等身分.假如靶区后正常组织的耐受剂量较高,请求90%等剂量曲线包络靶区,假如靶区后正常组织耐受剂量较低,如乳腺电子线照耀,为削减肺组织受量,只请求70%-80%等剂量曲线包络胸壁来选择能量.若将靶区后缘深度d后取在90%剂量线,电子线能量可近似选为：E0≈3（MeV/cm）·d后(cm)+2～3(MeV)个中2～3MeV为选择不合大小射野设置的调剂数.电子线的有用治疗深度（cm）为1/4-1/3电子线的能量.临床选用的电子线能量以4-25MeV为宜,能量太低,需在皮肤概况加恰当厚度的组织等效材料作为填充物以进步概况剂量,能量太高,电子线的剂量散布与钴60-γ射线相差不久不多,而概况剂量很大,治疗区后的跌落梯度减小.掉去电子线的剂量学长处.2.电子线照耀野的选择.电子线的长-方野转换纪律与X射线不合,不克不及用等效方野概念,不规矩野照耀须要对深度剂量进行现实测量.二、电子线的抵偿技巧电子线的抵偿技巧用于：①进步概况剂量;②使不规矩的体表变平展;③在射野内产生非平均能量散布.临床经常运用的抵偿材料有白腊.聚本乙烯和有机玻璃,因白腊和聚苯乙烯密度接近于软组织,运用较多,白腊易于成形,能很慎密地敷贴于人体概况,防止抵偿材料与皮肤间的空气间隙,常被用作相似胸壁照耀时的抵偿材料.聚苯乙烯和有机玻璃可制成不合厚度的平板,在一些特别照耀技巧中,如电子线全身照耀,用它作电子线能量的衰减材料时,因其有用原子序数较低,不会增长因韧致辐射产生的X射线成分.三、电子线照耀野的成形为呵护照耀野内正常组织或危及器官,一般用铅挡块或电子窗（cutout）转变限光筒的尺度照耀野为不规矩野.附加的铅块可固定在限光筒的末尾,野可直接放在病人体表被遮挡部位.1.挡铅厚度的肯定要根据不合能量电子线在铅介质中的衰减,准确选择挡铅的厚度.假如挡铅厚度太薄,剂量不但不会削减,反而会增长,所以在承重和放置空间不消失问题,挡块厚度应略大于所须要的最小铅厚度值.挡铅厚度的盘算相似于X 射线挡块厚度盘算.用低熔点铅（LML）制造的铅挡块要比用纯铅材料的增长约20%的厚度.2.挡铅对剂量参数的影响挡铅会影响电子线尺度限光筒的剂量学参数,其程度与挡铅所形成的照耀野大小和电子线的能量有关.当电子窗口的线度大于电子线的射程R p时,因为侧向散射能近似树立均衡,百分深度剂量与输出因子对比射野大小变更的依附不大,而当窗口的线度小于电子线的射程时,深度剂量与输出因子显著减小.3.内屏障 internal shielding是指用电子线治疗嘴唇.颊粘膜.眼睑.耳翼等部位肿瘤时,须要在口腔内.眼睑下.耳廓后放置挡块以呵护正常组织.但电子线在挡铅和组织接触的界面处产生的反向散射,使界面处的剂量增长30%-70%.为减弱电子反向散射的影响,作内屏障时,一般在挡铅外部笼罩一层低原子序数材料,如铝箔,牙胶等,厚度与入射到挡铅的电子线能量有关,此类材料不但本身产生的反向散射低,并且还接收挡铅所产生的反向散射.四、电子线斜入射及空气散射修改受病人治疗部位皮肤概况曲折或摆位前提的限制,在临床实践中造成电子线限光筒的端面不克不及和体表严厉平行,形成电子线的斜入射,导致电子线等剂量散布曲线的转变,如图6-7所示：1.最大剂量深度处侧向散射增长;2.最大剂量深度减小;3.穿射才能减弱.宽束电子可算作由很多笔形束构成,如图6-8,在斜入射前提下,较浅部位各点获得相邻穿越深度较大的笔形束较多的侧向散射;深层部位各点,因为笔形束的横向展宽侧向散射强度减小,只获得较少侧向散射,使得电子线剂量在较浅部位增长而较深部位削减.别的,限光筒端面与体表空气间隙因斜入射而增长,由平方反比定律引起的射线束的集中效应,使所有深度的剂量降低.是以百分深度剂量在电子线斜入射前提下受侧向笔形束散射效应（pencil scatter effect）和线束集中效应(beam divergence)的双重影响.除斜入射外,不规矩升沉的体表也会因侧向散射的掉衡,在体内局部产生剂量冷点和热门,所以临床上运用填充物来抵偿组织缺损.五、组织非平均性校订电子线的剂量散布会在骨.肺和蔼腔等不平均性组织中产生显著变更,对这些非肌肉组织的影响应采取等效厚度系数法（coefficient of equivalent thickness,CET）校订.CET界说为不平均组织与水产生同样射线能量接收的厚度比值,其数值上接近于不平均与水的电子密度之比.假设不平均组织的厚度为z,则z ×CET暗示它对电子线接收的等效水的厚度,由平方反比定律（f+d/f+d eff）2(f为有用源皮距)不难盘算位于厚度为z的不平均组织后深度d处某点剂量,个中,d eff=d-z(1-CET)1.肺组织肺组织CET值跟着深度.部位及年纪.肺健康程度的不合而变更,Almond根据体内测量,肺的平均CET为0.5.2.×103kg/m3,但它的电子密度与水邻近,故CET近似为1.00.尽管用CET或电子密度对组织不平均性作校订相对简略,但因为没有充分斟酌散射身分,有用深度的盘算都有误差.该校订的实用规模主如果体积较大的层状或块状非平均性组织,对体积较小的不平均性组织因涉及庞杂的散射,情形要相对庞杂得多,较准确的盘算办法是笔形束模子等以多级散射理论为基本的盘算模子.六、电子线照耀野的连接电子线与X（γ）射线照耀野的连接技巧运用于头颈部肿瘤治疗时,平日采取在皮肤概况共线订交的连接办法.因为电子线照耀野产生的侧向散射,使得X（γ）射线照耀野内会消失剂量热门,电子线射野内消失剂量冷点.电子线照耀野的连接办法是,根据所运用的电子线能量的电子射野的等剂量散布特色,在皮肤概况相邻野之间,或留有必定间隙,或使两野共线,原则是使50%等剂量曲线在所需深度订交,形成较好的剂量散布,如图6-9所示.无论采取何种连接方法,都必须使靶区得到平均的剂量散布.用于治疗表浅病变的电子线,若消失的剂量热门地位和规模临床可以接收,则电子线的相邻照耀野（包含与X（γ）射线照耀野相邻）,就可在皮肤概况共线连接.同时建议在全部治疗进程中,电子线相邻射野的衔策应经常交流其地位,以防止固定连接地位造成剂量过高或过低.第四节电子线的特别照耀技巧一、电子线扭转照耀技巧电子线扭转照耀技巧可以在沿体表曲折散布.面积较大的浅表病变区域形成较好的剂量散布,如乳腺癌术后的胸壁及内乳淋巴引流区的照耀,若采取单野或多个相邻野照耀会因斜入野而导致等剂量散布不平均或消失剂量冷.热门.而电子线扭转照耀技巧,比单野或多个相邻照耀野连接具有剂量散布平均.防止正常组织过量照耀的优势.（一）电子线扭转照耀的实现办法并不是所有加快器都可以实行扭转照耀,加快器必须具备电子线动态扭转照耀功效,并且需配备三级准直体系,如图6-10所示.一级准直体系是X射线治疗准直体系;次级准直体系是专门的电子线准直器,其感化与固定野通例电子线照耀雷同;第三级准直器是体表限束器.它由铅或铅合金制成,直接放置在病人体表.电子线扭转照耀时,照耀野内某一点的剂量为电子线扭转进程中剂量散布的叠加,但与X（γ）射线扭转照耀不合的是,扭转中间不位于靶区内而在靶区的后方.是以,电子线扭转照耀有其奇特的实现方法.（二）剂量盘算和校准电子线扭转照耀的剂量盘算有两种方法：积分乞降法与直接测量法.1．积分乞降法（integration method）如图6-11所示,该办法近似将持续的弧形电子线扭转照耀野分化成若干个固定照耀野来处理.将扭转照耀弧分为N个等距离（△θ）的小扇形野,设每野在治疗深度P点的剂量为D i（P）,则每一扭转周期,弧形照耀视野在P点的剂量D arc（P）等于：式中D0是固定野前提下d max处的剂量率为（cGy/min）;v 是机架扭转速度（圈/分）,I nv（i）是按平方反比定律修改现实入射点和弧形曲面之间的空气隙引起的剂量率误差.2．直接测量法（direct measurement）直接测量法运用一特制的圆柱形固体体模,模仿人体概况的心理曲度,将电离室置放于治疗深度d处,测量所运用的扭转前提（扭转弧长.射野大小.电子线能量）下现实的积分剂量.具体做法是测定扭转常数R c. R c界说为在治疗深度处,每扭转1°,剂量盘算点处得到接收剂量所须要的加快器剂量单位MU.扭转常数R C的单位是MU·cGy-1·度-1（三）治疗筹划设计中需斟酌的若干问题在实行扭转电子线扭转照耀时,治疗筹划设计中应该斟酌的问题涉及：射线能量的选择及等剂量散布;照耀野尺寸选择;等中间点的选择;射野外形设计.1．剂量散布特色与能量的选择在扭转治疗进程中,深层组织在射野内的时光比皮肤和表层组织长,使得深层组织百分深度剂量进步,即雷同能量的电子线穿越才能,扭转照耀比固定照耀时更大;最大剂量深度后的剂量梯度变陡;皮肤剂量削减,称之为“速度效应”.是以在电子线扭转照耀时,应根据具体情形,决议是否用组织填充物作组织抵偿,调节电子线穿透厚度,以进步表浅病变治疗时的皮肤剂量,其外形和厚度应根据胸壁厚度的变更而定.如在全部治疗概况笼罩1.5cm厚的填充物,可使6MeV电子线的概况能量从70%阁下进步到100%,而9MeV电子线可达90%阁下,并且最大剂量深度和电子线射程也减小.假如临床请求从概况直至某一特定深度的剂量平均,除运用填充物外,还可运用诸多能量照耀技巧,即在一个扭转区段内,同时用几种能量的电子线实行扭转照耀,电子线扭转照耀时以靶区后缘深度作为肯定运用运用的电子线能量参考根据.如乳腺癌胸壁的放射治疗,根据CT图像测量的胸壁和内乳区靶深度选用不合能量的电子线,分段实行.在高下能量连接处应恰当重叠,使得相邻射野的50%等剂量曲线重合,如图6-12所示.电子线扭转照耀时,因为较深的正常组织在线束中的时光较长,与固定野照耀比拟的X射线污染剂量增长.2．射野宽度选择尽管照耀野宽度扭转取决于所产生的等剂量散布,但平日选择小照耀野宽度,因为小野扫描更可以或许产生相符人体曲面升沉的请求,并且剂量盘算也较为简略,其扫描剂率为（cGy/扫描弧度）对总照耀弧度依附小,是以扭转扫描平日采取4-8cm射野宽度（等中间点射野宽度）.但小野平日会产生较大的X线污染,且剂量率较低.3．等中间点选择扭转照耀等中间点平日选择在靶区中间层面内,距离轮廓概况大致相等的地位,以确保该层面获得平均照耀.但等中间点深度应大于电子最大射程,以确保在等中间点处无电子剂量累积.4．体表射野外形设计体表射野外形受限于体表限束器.没有体表限束器,射野边沿剂量跌落平缓,会导致电子线扭转照耀比固定照耀的半影增宽.体表限束器起到减小半影,使射野边沿剂量与射野内其他地位剂量雷同的感化,同时呵护非治疗区的正常组织,如图6-13所示.体表限束器启齿大小以最大扭转角度两头各增长15°肯定.二、电子线全身照耀技巧电子线全身照耀技巧重要用来治疗浅表病变,如蕈样真菌病等.标称治疗源皮距前提下,加快器所能供给的最大单一照耀野不克不及笼罩病人全身,所以治疗时,广泛采取的技巧有两种方法：①延伸治疗距度,以获得足够大的照耀野;②采取电子线扭转照耀技巧或扫描照耀技巧.（一）全身照耀的实现办法1．双机架角多野照耀技巧该办法是美国斯坦福大学医学院起首创立的.技巧要点和剂量参数：①治疗距离为3-4m,机架角沿程度偏向高低迁移转变±20°阁下,以获得在沿病人纵轴偏向（垂直偏向）足够大的照耀野（图6-14）.②病人采取站立位,每一机架角分离给人予2个前后野及4个斜野的照耀,每野距离60° ,全身共12个照耀野.天天照耀3个照耀野,4d 为1个治疗周期.③剂量学特色为：病人体表处电子线平均能量为2.3MeV,合成照耀野的几何尺寸为60cm×200cm,平均性变更为±5%,X射线污染小于1%,各部位现实接收剂量的不同小于±11%.2．双对称扭转照耀技巧该办法是美国明尼苏达大学医学院起首采取,改站立位为平躺位,以机架扭转实行照耀,如图6-15所示.该技巧的要点和剂量学参数为：①×40cm.病人采取程度仰卧位,头脚两头分离为两个弧形野的扭转中间,扭转角度为±48°.两弧形野的交点在病人体表中间点的上方,射野重合后的最大规模为118cm.②每一弧形野分离予2个前后野及4个斜野的照耀,每野距离60°,一个治疗周期为4d.③剂量学特色为：体表处的电子线平均能量为 4.4MeV,合成照耀野的几何尺寸为45cm×200cm,平均性变更±2%～±5%,X线污染小于2%,各部位现实接收剂量的不同小于±15%.（二）剂量盘算与校准电子线全身照耀技巧病人所接收的剂量是多野照耀的累积值,是以剂量的校准分两个步调进行.①按照TSEI技巧的几何前提,电子线程度照耀,运用薄窗型平行电离室,在一卵形固定体模中,校准其概况输出剂量（深度为0.2-0.5mm）（D p）ploy;②同样几何前提,模仿双机架角多野照耀技巧,扭转体模转变它相对于入射线的办法,每60°一个距离,测定剂量累积因子（multiplication factor,MF）,MF的值为2.5-3.0.则每1个治疗周期,病人皮肤接收的平均剂量（D s）ploy为：（D s）ploy=（D p）ploy·MF。
放疗物理前沿知识点总结
放疗物理前沿知识点总结放射治疗是一种非常重要的癌症治疗方式，通过应用高能辐射来杀死癌细胞或者阻止其生长。
随着科学技术的不断进步，放疗物理作为放疗技术的重要组成部分，也在不断发展和改进。
本文将从放疗物理的基本原理、新技术和研究进展等方面进行总结和分析。
一、放疗物理基本原理1、辐射作用的基本原理放疗所用的高能辐射主要分为电子束辐射和光子束辐射两种。
辐射的基本原理是通过能量传递到细胞内部，导致DNA的损伤，从而杀死或阻止癌细胞生长。
电子束和光子束的穿透能力有所不同，可以根据需要选择合适的辐射类型。
2、剂量计划系统剂量计划系统是计算和规划放射治疗的工具，可以根据患者的具体情况制定出合理的治疗方案。
通过剂量计划系统，放疗医生可以确定辐射的适当剂量和照射方向，最大限度地减少对健康组织的伤害并确保对癌细胞的杀灭。
3、辐射治疗的生物效应辐射治疗除了直接杀死癌细胞外，还会产生一系列的生物效应，包括细胞凋亡、细胞周期的改变、DNA的双链断裂等。
这些生物效应对于放疗的治疗效果和患者的生存率都有着重要的影响。
二、放疗物理新技术1、强度调控放疗（IMRT）强度调控放疗是一种通过调节辐射的强度和方向来实现更精确的照射，从而最大限度地减少对健康组织的伤害。
IMRT技术可以根据癌肿的形状和位置进行精确的调整，提高了放疗的疗效和安全性。
2、体素模糊剂量调控放疗（VMAT）VMAT是一种结合了IMRT和强度调控技术的新型放疗技术，通过旋转方式的辐射照射来实现更精密的剂量调控。
VMAT技术在治疗时间和剂量分布方面都有明显的优势，逐渐成为放疗领域的新宠。
3、质子治疗质子治疗是一种利用质子束辐射来杀灭癌细胞的治疗方式，与传统的光子束辐射相比，质子束具有更高的剂量传递精度和更小的侧向剂量。
质子治疗技术在儿童癌症和一些深部肿瘤的治疗中显示出了独特的优势。
4、靶向放疗靶向放疗是一种针对肿瘤特异性标志物的放射治疗方式，通过选择性地靶向癌细胞进行治疗，可以最大限度地减少对健康组织的伤害。
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电子线放疗剂量的计算方法
利用物理模型计算
根据电子线能量、照射野大小、源轴距离等参数，建立物理模型，进行剂量 计算。
利用剂量计算软件
利用专业的剂量计算软件，输入相关参数，进行剂量计算。
电子线放疗剂量的校准与验证
校准
通过测量不同条件下的剂量，建立剂量校准曲线，用于确定治疗计划的剂量输出 。
验证
通过测量实际照射时的剂量，验证治疗计划的准确性，确保治疗的剂量与计划一 致。
05
电子线放疗未来发展
电子线放疗技术的研究进展
研究新型电子线剂量分布特性
利用科研成果，进一步了解电子线剂量在人体内部的分布特 点，为制定更精确的放疗计划提供依据。
研究电子线能量与剂量关系
研究不同能量电子线的剂量学特性，探索电子线能量与剂量 的相互关系，为电子线放疗设备的能量选择提供依据。
电子线放疗设备的更新换代
发展高能电子线放疗设备
研发更高能量的电子线放疗设备，拓展电子线放疗的适应症范围，提高肿瘤 的治疗效果。
提高设备的稳定性和可靠性
加强电子线放疗设备的稳定性与可靠性，确保放疗过程中设备故障对肿瘤治 疗效果的影响最小化。
电子线放疗在影像引导下的应用
影像引导下的精准放疗
利用医学影像技术，实现肿瘤的精确定位和追踪，提高电子线放疗的精准度和有 效性。
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目录
• 电子线放疗概述 • 电子线放疗设备及技术 • 电子线放疗剂量学 • 电子线放疗临床应用 • 电子线放疗未来发展 • 结论
01
电子线放疗概述
电子线放疗定义
电子线放疗是指利用高能电子线对肿瘤进行放射治疗的一种 方法，也称为电子束放疗。
放疗基础知识及放疗流程
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电子线治疗剂量学
电子线治疗剂量学应用高能电子线进行肿瘤放射治疗始于20世纪50年代，当时电子线的产生主要源于电子感应加速器，20世纪70年代以后，由于电子直线加速器的发展，使得该项技术在临床得以普及应用。
现在高能加速器可以提供多种能量电子线照射。
电子线主要用于治疗皮肤表面和深度小于5cm的表浅病变，也可用于肿瘤手术中放射治疗。
第一节电子线的能量表述方式电子线照射介质时，由于是带电粒子，很容易通过库仑力与物质发生相互作用，作用的主要方式有：与核外电子发生非弹性碰撞；与原子核发生非弹性碰撞；与原子核及核外电子发生弹性碰撞。
加速器产生的高能电子线，在电子引出窗以前，能谱较窄，近似可看作是单能。
电子线引出后，它的能谱随着射线束经过散射箔、监测电离室、空气等介质，到达体模表面和进入体模后逐渐展宽，如图6-1所示。
在不同位置电子线能量有很大差别。
在临床实践中，体模表面和体模中特定深度处的能量有实际意义。
确定电子线能量的方法有3种：核反应阈值法、电子射程法和切伦科夫辐射阈值法，以电子射程法最为快捷实用，但其精确性受许多因素影响，其中最主要的因素是测量时所用的电离室的直径和照射野的大小，一般情况下要用很小直径的柱形空腔电离室，照射野的直径要大于电子线的实际射程。
、最可几能量（most probable energy）一体模表面最可几能量(E p）0指体模表面照射野内电子最大可几能量，即照射野内电子能量高斯分布峰值所对应的电子能量，它和电子射程R p直接对应：(E p)0=C1+C2+R p+C3·R p 2（式1）式中R p为电子射程（图6-2），定义为深度剂量曲线下降部分梯度最大点的切线，与韧致辐射部分外推延长线交点处的深度（cm）。
系数C1=0.22MeV, C2=1.98MeV·cm-1和C3=0.0025MeV·cm-1。
平均能量（mean energy）、二体模表面的平均能量E0，表示电子线穿射介质的能力，是确定体模中不同深度处电子线平均能量的重要参数，它与半峰值剂量深度R50（cm）的关系为：E0=C4·R50（式2）式中系数C 4=2.33MeV ·cm -1.R 50可根据百分深度剂量曲线得到，为了克服射野对R 50的影响，测量时应采用15cm ×15cm 射野或更大。
放疗高能电子线知识学习
络 当限光筒到皮肤之间的距离增加时，表面剂量降
安 全
低，最大剂量深度变深，剂量剃度变陡，X射线污染 略有增加，而且高能电子束较低能电子束变化显著。
技
术
计
电子束的等剂量分布
算 高能电子束等剂量分布的 机 显著特点为：
网 随深度的增加，
络 低值等剂量线向外侧扩张 安，
全 高值等剂量线向内侧收缩 技，
术 并随电子束能量而变化。
技 6．电子束的入射方向
术
计 电子线治疗的计划设计
算
机 1、能量的选择 网 2、照射野的选择 络 3、组织不均匀性校正 安 4、电子线的补偿技术
全
技
术
计
1、能量的选择
算
机 电子束的有效治疗深度（cm）约等于1/3~1/4电子束的 网 能量（MeV）。
络
安 E0 = 3 ×d后 + 2~3MeV
络附加铅块可固定在限光筒的末端。 安 全挡铅厚度（ mm）=1/2电子束能量 技+1mm。 一般情况下，模室制作的铅模统一 术厚度为10mm。
计一、中心轴百分深度剂量曲线
1算.名词解释
机
DD（网络安X因S：：引出表电中用面子了散剂束射箔量中技术X以射及限线束装剂置量而
全 打靶发生韧致副射而产生X线，是污染射线）
临床上有效深度 R85（cm）按1/4-1/3电子束能量估算（ MeV）。
计2、基本特性
剂量建成
算曲线大致可分为四个区段： 区
机
网剂量建成区、
络高剂量坪区、
安剂量跌落区、
全
技和X射线污染区
术
高剂量坪 区
剂量跌落 区
X射线污 染区
3、影响中心轴百分深度剂量
4高能电子线剂量学
（3）源皮距对电子束百分深度剂量的影响
为保持电子束的剂量分布特点，限光筒底端到皮肤之 间的正常距离：5cm 当限光筒到皮肤之间的距离增加时，表面剂量降 低，最大剂量深度变深，剂量剃度变陡，X射线污染 略有增加，而且高能电子束较低能电子束变化显著。
二、电子束的等剂量分布
高能电子束等剂量分布的显 著特点为： 随深度的增加， 低值等剂量线向外侧扩张， 高值等剂量线向内侧收缩， 并随电子束能量而变化。
deff = d - Z(1- CET) 肺的CET值平均为0.5，并依赖于在肺组织中的深度。
4、电子线的补偿技术
电子线的补偿技术用于： 1）补偿人体不规则的外轮廓； 2）减弱电子线的穿透能力； 3）提高皮肤剂量。
电子线照射胸壁的剂量分布
• 临床常用的补偿材料有石蜡、聚苯乙烯和有机玻 璃，其密度分别为0.987g/cm3，1.026g/cm3和 1.11g/cm3。 • 石蜡易于成形，能紧密地敷贴于人体表面，避免 或减少补偿材料与皮肤间的空气间隙，常被用作 类似胸壁照射时的补偿材料。
7MeV和16MeV电子线两野衔接
9MeV电子线和6MVX射线相邻野共线
临床应用电子线时应注意：
一、照射时应尽量保持射野中心轴垂直于入射表面 ，并保持限光筒下端到皮肤的正确距离。 二、电子束的一些重要剂量学参数，应针对具体照 射条件进行实际测量 。
小结
1 电子线的射野剂量特点:射程短,剂量下降快,保护肿瘤后面的 正常组织,单野治疗表浅及偏位肿瘤。 2 中心轴百分深度剂量曲线特性:四个区段： 剂量建成区、高剂量坪区、剂量跌落区和X射线污染区 3 等剂量分布的特点为： 随深度的增加，低值等剂量线向外侧扩张，高值等剂量线向 内侧收缩。 4 电子线治疗的计划设计 (1) 能量的选择:E0 = 3 ×d后 + 2~3MeV (2) 照射野的选择:射野应至少等于或大于靶区横径的1.18 倍，并在此基础上，射野再放0.5~1.0cm。
电子线治疗剂量学
电子线治疗剂量学应用高能电子线进行肿瘤放射治疗始于20世纪50年代，当时电子线的产生主要源于电子感应加速器，20世纪70年代以后，由于电子直线加速器的发展，使得该项技术在临床得以普及应用。
现在高能加速器可以提供多种能量电子线照射。
电子线主要用于治疗皮肤表面和深度小于5cm的表浅病变，也可用于肿瘤手术中放射治疗。
第一节电子线的能量表述方式电子线照射介质时，由于是带电粒子，很容易通过库仑力与物质发生相互作用，作用的主要方式有：与核外电子发生非弹性碰撞；与原子核发生非弹性碰撞；与原子核及核外电子发生弹性碰撞。
加速器产生的高能电子线，在电子引出窗以前，能谱较窄，近似可看作是单能。
电子线引出后，它的能谱随着射线束经过散射箔、监测电离室、空气等介质，到达体模表面和进入体模后逐渐展宽，如图6-1所示。
在不同位置电子线能量有很大差别。
在临床实践中，体模表面和体模中特定深度处的能量有实际意义。
确定电子线能量的方法有3种：核反应阈值法、电子射程法和切伦科夫辐射阈值法，以电子射程法最为快捷实用，但其精确性受许多因素影响，其中最主要的因素是测量时所用的电离室的直径和照射野的大小，一般情况下要用很小直径的柱形空腔电离室，照射野的直径要大于电子线的实际射程。
一、最可几能量（most probable energy）体模表面最可几能量(E p）0指体模表面照射野内电子最大可几能量，即照射野内电子能量高斯分布峰值所对应的电子能量，它和电子射程R p直接对应：(E p)0=C1+C2+R p+C3·R p 2（式1）式中R p为电子射程（图6-2），定义为深度剂量曲线下降部分梯度最大点的切线，与韧致辐射部分外推延长线交点处的深度（cm）。
系数C1=0.22MeV, C2=1.98MeV·cm-1和C3=0.0025MeV·cm-1。
二、平均能量（mean energy）体模表面的平均能量E0，表示电子线穿射介质的能力，是确定体模中不同深度处电子线平均能量的重要参数，它与半峰值剂量深度R50（cm）的关系为：E0=C4·R50（式2）式中系数C4=2.33MeV·cm-1.R50可根据百分深度剂量曲线得到，为了克服射野对R50的影响，测量时应采用15cm×15cm射野或更大。
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电子线治疗的计划设顽计
1、能量的选择 2、便照射野的选择 3、组献织不均匀性校正 4、诀电子线的补偿技术
1、能量的选择彻
电子束的有效治纽疗深度（cm）约等于嗓1/3~1/4电子束奈 的能量（MeV）。 谎 E0 = 怨3 ×d后 + 2~供3MeV
各档能量电子线百分深丰度剂量的R100、R棍
85
锦
噶R100 它 句 R85
呐4 MeV 所 0.5cm 汗 0.8斧5cm 6 MeV 属 1.2c酚m 悸 1.7cm 9 M仅eV 1耙.9cm 涩 2.65cm单 12 MeV 妓 2.7cm 盯 3.垃75cm 16 Me蜗V 2.9溯cm 芽 豺 沿 临床上有效深度鲜 R85（cm）按1/4-1/3电子束能量估算（
高能电子线与深部X线剧的区别
• 深部X线治疗机通常是殿指管电压在180～4胺00千伏特之 间的X线刨机，故多用于良性疾病皂和位于较表浅的恶性 肿翼瘤的治疗。还可用作6迈0钴治疗机和加速器高锄能X线 治疗的辅助手段侧，补充浅层部位剂量的材不足。
• 因为该能段的掀X线的光电效应较大，墙骨的X线吸收较高 的缘忘故。深部X线治疗机能砸量不高，但皮肤剂量大鞭 ，不容易作用到深层组招织，射线的“骨吸收比剑”高， 用做深部肿瘤的曾治疗不太理想，但对表狭浅肿瘤仍有使 用价值。榨
电子线的射野剂量学堤特点
1、高能电子束具有有蔚限的射程，可以有效保宪护病变后的正常组 织；匡
2、易于散射，皮肤戒剂量相对较高，且随电舶子能量的增加而增加 ；镍
3、随着电子束限光柏筒到患者皮肤距离的增李加，射野的剂量均匀 性烂 迅速变碃劣、半影增宽；
4、拓百分深度剂量随射野大垣小特别在射野较小时变鸿化明显； 5、不均匀皑组织对百分深度剂量影臻响显著； 基于高能电缕子束的上述特点，单野诞并适当采用组织等效物吨，
放疗高能电子线知识学猩 习
什么是电子线？高能电椭子线？
• 电子经过汇集。具有高泥能量密度。利用电子枪轻中阴极 所产生的电子在此阴阳极间的高压（25龙-300kV）加速电 锁场作用下被加速至很高掏的速度（0.3-0.葫7倍光速）， 经透镜会斥聚成束形成密集的高速嫩电子束。电子是质量 最脆小的带电粒子，与X线雌或γ线不同，它是在电唱子加 速器中被加速到一腆定的高能时，被直接引聚出（电子束 ）用来治疗募肿瘤，临床上用的电子损束能量较高，多为 4-闹25MeV，称为高能皖电子线。其组织吸收剂量分布特 点如下。
MeV）。
2、基本特性
剂量建成区 糯
曲线大撩致可分为四个区段：
干剂量建成区、
高剂量仇坪区、
剂量跌落区、诫
和X射线污染区
高剂量坪区 钧
剂量跌落区 解
X射线污染区 出
3、影响中心轴百分深饯度剂量 的因素：
（1）能量 （2）飘照射野 （3）源皮距
（1）能量对电子束百每分深度剂量的影 响
欢 随着射线能量的增刘加， 临床剂量录学优点逐渐消失。 帘 表面剂量增加， 浚 高剂量坪区变宽桥，
随深婉度的增加，
低值等剂管量线向外侧扩张 ，
高岩值等剂量线向内侧收缩 氢，
并随电子束能量而艳变化。
例：表面射相野为
X射线蕊
7cm×7cm,潞模体下3cm深
度处，呻90%等剂量线的
宽度仅有4cm左右。
内收 蒂
团外 扩
照射野对等剂量曲线的先影响
帘照 射 野 由 小 到 大
影响电子线等剂量分布鼻曲线的因素
（3）源皮距对电子束钩子束的剂量分布膊特点，限光筒底端到皮 剃肤之间的正常距离：5违cm 当限光开筒到皮肤之间的距离增猫加时，表面剂量降
萨低，最大剂量深度变深嫡，剂量剃度变陡，X射悯线 污染
略有增加，目而且高能电子束较低能电子束变化显著 。
电子束的等剂量分布从
高能电子束等剂量分布庸的 显著特点为：
挡铅厚度（ m铣m）=1/2电子束能 鹰量+1mm。 一般情栓况下，模室制作的铅模筋 统一厚度为10mm。
一、中心轴百分深度剂应量曲线
1.名词解释
D劲S：表面剂量 DX：依电子束中X射线剂量
地（因引出中用了散射箔芦技术以及限束装置而 匈打靶发生韧致副射而产癸生X线，是污染射线）淡
R100：最大剂量少点深度 R85：有效瀑治疗深度 RP：电子束的射程
可满 意地治疗表浅及偏位肿瘤和浸润的淋巴结。
电子线治疗时使用的限涕光筒（椎 形柱）
电子限光筒的作用兽
确定治疗用照射尚野大小（几何尺寸）
限光筒的安装位置荷
电子线治疗的个体铅挡舵块
一般用附加铅块改变限毒光筒的标 准照射野为不凉规则野，以适合靶 区的炯形状，并保护周围的正技常 组织。
附加铅块庙可固定在限光筒的末端 实。
• 深部X线治疗机常醚用于皮肤瘢痕、腋臭、裂神经性皮炎 、鸡眼、较壁深部位血管瘤和阴茎海焦绵体硬结症等良性 疾病奉的治疗，效果较理想。坚对于皮肤癌、皮肤附件辖 癌、颈部淋巴结转移癌谴的补量放疗，也取得明被显疗效
高能电子线梯
高能电狰子线早在20世纪50雨年代初就用于肿瘤的放诞射 治疗，在接受放射治入疗的病人约有10%~玫15%会用到高 能电子线。
高能电子线的能量伟
加速器产生多档能量的顺高能电子线，一般为 侩 4 MeV凭 、6 MeV 、9毋 MeV 、12 M裔eV 、
15 雅MeV 、22 Me沫V（我院VARIAN彝0 或 5 MeV 秸 、7 MeV、 1锚0 MeV、 14 碱MeV、16 MeV秽 、 19 MeV、 瘸22 MeV 临床上邯，更高能量的电子线失亏去了所有的治疗 优势。坏随着能置不断增加，优畅势特点逐渐消 失，对4提5兆伏电子束，此特点哟几乎全部失去 。因此，第电子加速器的电子能选棺得过髙是没 有实际意义够的，一般最有用的电子能量选在25
剂量剃度减辜小， X射线污染增加，
能量由低 到高跪
（2）照射野对电子束味百分深度剂量的影响
榴 一般条件下，邓当照射野的直径大于电键子束射程的二分 之一时熔，百分深度剂量随照射靳野增大而变化很小。
杰 低能时，因射程较泄短，射野对百分深度剂隆量的影响较 小；
纳对较高能量的电子线，蓬因射程较长，使用较小鳃的照射 野时，因相当数铁量的电子被散射出照射稿野，中心轴上百 分深度剂量随深度增加而迅速减小。