放射物理学
第二章临床放射物理学基础
第二章临床放射物理学基础第一节临床常用放射源、放射治疗机及照射方式一、放射源的种类及照射方式 1.种类①放射性核素衰变α衰变：α粒子是高速运动的氦原子核α衰变的一般反应式：Q代表过程中释放的总能量，又称衰变能，等于母核与生成核的质量差，表现为α粒子的动能和生成核的动能和。
β衰变：β粒子是正（负）电子β-衰变的一般反应式：β+衰变的一般反应式：和υ分别表示反中微子和中微子；Q表示初始核与生成核、发射粒子的质量差。
γ线的产生：处于激发态的原子核跃迁到基态或者较低能态时所发射的射线就是γ射线，它是一种短波长的电磁波。
②X线（后述）③LET射线（后述）2．照射方式①外照射（常规治疗）②腔内或组织间照射（后装治疗）③内照射（口服、静脉注射）二、几种常用的放射性同位素源1.镭-226 半衰期1590年，禁用2.铯-137 半衰期33年，淘汰3.钴-60 半衰期5.24年，应用广泛——远距离照射4.铱-192 半衰期74.5天，是近距离治疗的最佳材料三、X线治疗机 1.X线的产生（原理）2.X线机的分类★四、钴治疗机1.优点：①透射力强，剂量分布比较均匀；②保护皮肤，最大吸收剂量点在皮下0.5cm处；③骨与软组织有同等的吸收剂量；④旁向散射小⑤经济可靠2.缺点：①几何半影大；②半衰期短；③防护要求高；五、医用加速器(一)分类：电子感应加速器、电子回旋加速器和电子直线加速器(二）电子直线加速器1.原理（了解）:微波电场加速电子使之提高能量2.基本结构：电子枪、加速器[磁控管（速调管）]、初级准直器、偏转线圈、次级准直器、钨靶（散射箔）和监测电离室等等。
（了解）*微波源的任务是产生并输出具有一定频率、一定脉冲包络宽度、一定重复频率、功率为一定大小的超高频振荡，加速器磁空管（速调管）决定它的振荡频率，脉冲调制器决定它的脉冲宽度和脉冲功率。
*脉冲调制器的任务是输出一系列振荡器所需要的、具有不定期功率、一定重复频率和一定宽度、波形合适的脉冲电压，它的开关器件是闸流管。
放射物理学PPT课件
立体定向适形放射治疗 立体定向适形放射治疗是一种精确的放射治疗技术，
在肿瘤靶体积受到高剂量照射的同时，其肿瘤靶体 积以外的正常组织则受到较低剂量的照射。
CT扫描机激光 定位系统
第30页/共47页
适形治疗(Conformal Therapy)是一种提高治疗增益的较为有效的物理措施。适形放射治 疗为一种治疗技术，使得：高剂量区的形状在三维方向上与靶区（病变）的形状一致。 从这个意义上讲，学术界将它称为三维适形放射治疗(3DCRT)
A第射32野页形/共状47适页 形
B射野内强度调节
适形放射治疗的分类 经典适形放射治疗 （Classical Conformal Radiation Therapy） 只满足第一个必要条件 调强适形放射治疗 （Intensity--Modulated Radiation Therapy, IMRT） 同时满足两个必要条件
第1页/共47页
➢ 约60-70%的恶性肿瘤病人在病程中的某一阶段要使用放疗。 ➢ 放疗疗效肯定,据1998年WHO统计, 目前有45%的恶性肿瘤可以治愈(手术
治愈22%,放疗治愈18%,化疗治愈5%)。
第2页/共47页
✓ 口咽、舌根、扁桃体癌的放疗治愈： 37%～53%，
✓ 上颌窦、鼻腔筛窦癌：
• 晚期癌症病人有明显的恶病质，如消瘦、脱水、营养状 况极差，无法进行放疗者可作为绝对禁忌证。
• 食管癌已穿孔，腔内合并大量积液，肺癌合并大量癌性 胸水，肝癌合并大量腹水等均应作为禁忌证。
• 对放射线不敏感的肿瘤，如软组织肉瘤：纤维肉瘤、平 滑肌肉瘤、横纹肌肉瘤、脂肪肉瘤、滑膜肉瘤、成骨肉 瘤、神经纤维肉瘤及黑色素瘤等应视为相对的禁忌证。 一般不做放疗。
放射的名词解释
放射的名词解释放射，是一个科学术语，广泛应用于不同领域，如物理学、医学、地球科学以及工程学等。
放射可指物质或能量向外传播的过程，其背后的原理和应用十分多样。
本文将以放射的不同含义为线索，探讨其在不同领域中的意义和应用。
一、物理学领域中的放射现象在物理学领域，放射是指物质或能量由一个点向其周围空间传播的过程。
这种传播过程可以是波动性的，如光波的传播，也可以是粒子性的，如α粒子、β粒子的放射。
放射现象是由原子核或原子中的粒子释放出来，并以高速度经空间传播的过程。
放射现象是研究原子核结构、放射性衰变和核反应的重要科学基础。
二、医学领域中的放射技术在医学领域，放射技术是一种常见的诊断和治疗手段。
医学放射技术主要利用了不同类型的辐射源，如X射线、γ射线和β射线等，通过对人体组织的透视和成像，对疾病的诊断和治疗进行有效的观察和干预。
放射技术在医学影像学中广泛应用，如X射线透视、计算机断层扫描、磁共振成像等，为医生提供了重要的诊断依据。
此外，放射技术在肿瘤治疗中也发挥着重要作用，如放疗和核医学治疗等。
三、地球科学领域中的放射现象在地球科学领域，放射现象表现为自然界中的地球放射和宇宙射线。
地球放射是指地球内部放射性物质的辐射，如地壳中的铀、钍、钾等元素的衰变释放出的辐射。
这种放射现象不仅为地质勘探和矿产资源调查提供了重要手段，还对环境和人类健康产生着影响。
宇宙射线则是指来自宇宙空间的高能粒子辐射，这种放射现象能够穿透地球大气层，对大气层研究和宇航员健康监测有着重要意义。
四、工程学领域中的放射技术在工程学领域，放射技术广泛应用于物质检测、材料分析、工业无损检测等领域。
工程放射技术通过利用辐射源，对材料或产品进行检测和分析，以达到质量控制和安全评估的目的。
例如，射线检测技术可以用于工业产品的内部缺陷检查，如焊接接头的质量、钢铁材料的厚度等。
这些应用展示了放射技术在工程领域中的广泛用途和重要性。
综上所述，放射在不同领域中都有不同的含义和应用。
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）
肿瘤放射物理学基础
基本措施
1.时间防护 尽量缩短受照时间 2.距离防护 增大与辐射源的距离 3.屏蔽防护 人与源之间设置防护屏障
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
康普顿效应：
当光子与原子内
一个轨道电子发生相互 作用时，光子损失一部 分能量，并改变运动方 向，电子获得能量而脱 离原子，这种现象叫做 康普顿效应。在 0.03~25MeV的范围占 优势，骨和软组织的吸 收剂量相近
电子对效应：
入射光子能量 大于1.02MV时，光 子可以与原子核相 互作用，使入射光 子的全部能量转化 成为具有一定能量 的正电子和负电子 ，这就是电子对效 应。在25~100MeV 的范围占优势。
任何物质。
名词解释
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
60Co治疗机
原理：利用放射性同位素60Co发射出的γ 射线治疗肿瘤，平均能量1.25MeV，与一 般深部X射线机相比有一下特点
特点：①能量较高，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。
《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)。
放射物理学基本知识2019.8.7
X（γ）射线的临床剂量学
百分深度剂量（PDD）的概念 是指模体内照射野中心轴上任一深度d处的吸收剂量（Dd） 与参考点深度吸收剂量（D0）之比的百分数，即：
百分深度剂量的定义示意图
影深度剂量的因素
3．照射面积 当照射野面积增大时，同一深度的百分深度剂量随之加大。
但当照射野面积很大时，照射野边缘的散射线对中心轴上的 剂量贡献减少，此时百分深度剂量随面积增加变缓，并逐渐 达到饱和。 4．源皮距
在同一深度下，射线能量、照射面积不变的情况下，源皮 距离越小，百分深度剂量越小；源皮距越大，百分深度剂量 也越高。
影响百分深度剂量的因素
2、照射野 照射野较小时，因相当数量的电子被散射出照射野，中心轴百
分深度剂量随深度增加而迅速减小。 当照射野增大时，较浅部位中心轴上电子的散射损失被照射野
边缘的散射电子补偿逐渐达到平衡，百分深度剂量不在随射野 的增加而变化。
影响百分深度剂量的因素
3、源皮距 对于较低能量的电子東，可以忽略SSD的影响。但对能量高于
正电 粒子
电子
质子
重粒子
间接致电离辐射
直接致电离辐射
粒子射线
电子线(线) 粒子 中子
负π介子 质子
光子射线
X 射线 射线
线性能量传递(LET)
单位轨迹上能量传递的水平
低LET射线: X射线 (<10kev/μm) 射线
电子线 高LET射线: 中子 (≥10kev/μm) 粒子
负π介子
目录
1898年居里夫人发现放射性元素镭并用于肿瘤的治疗
治疗前
治疗后
放射物理学基础ppt课件
模拟定位机
• X线模拟定位机：是用来模拟加速器或60Co治 疗机机械性能的专用X线诊断机。
• 作用：模拟各类治疗机实施治疗时的照射部位 及范围，进行治疗前定位。
• CT模拟机：是利用CT获取患者图像并进行三 维重建，同时将图像传给放射治疗计划系统， 进而对肿瘤实现精确定位的专用CT机。
8
近距离后装治疗机
• 现代后装治疗机主要包括：治疗计划系 统和治疗系统。
• 现代近距离治疗的特点： • 放射源微型化，程控步进电机驱动； • 高活度放射源形成高剂量率治疗； • 微机计划设计。
9
*辐射源种类和照射方式 辐射源种类
1．放射性同位素放出的α、β、γ射线 2．X 线治疗机和各类加速器产生的不同 能量的 X 线 3．各类加速器产生的电子束、质子束、 中子束、负π介子束以及其他重粒子束。
14
康普顿效应：
• 随着入射光子能量
的增加 ( 200kV-2
MV)，光子与轨道
上电子相撞，光子
将部分能量转移给
电子，使电子快速
前进(反冲电子)，
而光子本身则以减
低之能量，改变方
向，继续前进(散射
光子)，这种现象叫
做康普顿效应。
15
电子对效应：
• 入射光子能量大 于1.02MV时， 光子可以与原子 核相互作用，使 入射光子的全部 能量转化成为具 有一定能量的正 电子和负电子， 这就是电子对效 应。
如60Coγ射线。
21
• *半价层 (Half Value layer，HVL)：是指置 于X射线束通过的路径上，使其照射量减少 一半所需某种物质的厚度。
• *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。临床剂量学规定，模体内50%同等 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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
放射物理学放射肿瘤学：又称放射治疗学，是主要研究放射线单独或结合其他方法治疗肿瘤的临床学科。
放射治疗是恶性肿瘤最重要的治疗手段之一，其根本目的是治病救人。
最大限度地消灭肿瘤，同时最大限度地保存正常的组织的结构与功能，提高患者的长期生存率和生活质量。
放射治疗学的主要内容有：一，肿瘤放射物理学(研究放射设备的结构，性能以及各种射线在人体的分布规律，探索提高肿瘤剂量，降低正常组织受量的物理方法)二，肿瘤放射生物学（研究射线对肿瘤和正常组织的作用的生物学机制，讨论预测和提高肿瘤放射敏感性，减少正常组织损伤的生物学途径）三，放射肿瘤学临床知识放射物理学：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。
内容：1，治疗机特点2，外照射计剂量学3，电子剂量学4，治疗计划设计原理第一章常用放疗设备第一节X线治疗机1，X线治疗机主要是指利用400KV以下X线治疗肿瘤的装置。
2，400KV以下X线机主用于：体表肿瘤或者浅层淋巴结转移性肿瘤的治疗或预防性照射第二节钴60治疗机1，能量1.25MeV半衰期5.242，钴半影问题（照射野边缘的剂量随着离开中心轴距离增加而发生急剧的变化，这种变化的范围称之为半影）（1）几何半影：由于钴60放射源具有一定尺寸，射线被准直器限束后，照射野边缘诸点受到剂量不均等的照射，造成剂量渐变分布。
可以减少源的尺寸，但当减少到一定程度其活性受影响，故临床上可以延长源到准直器的距离（2）穿射半影：由于放射源线束穿过准直器端面厚度不等而造成的剂量渐变分布，这种半影消除方法是采用球面限光筒。
（3）散射半影：即或是点状源和球面限光筒，是几何，穿射半影消失。
照射野边缘仍存在剂量渐变分布，这是由于组织中的散射线造成的。
这种散射线随能量增高而减少，这种半影无法消除，始终存在。
3，临床应用特点：1，穿透力强，提高了深部肿瘤的疗效。
2，钴60射线的建成深度位于皮下5cm皮肤剂量相对少3，物理效应以康普顿效应为主，骨吸收类似软组织吸收，可用于骨后病变治疗4，旁向散射少，放射反应轻5，经济可靠，结构简单，维护方便缺点：需换源，不治疗也有少量的放射线，半影，半衰期短。
第三节直线加速器临床应用特点：1，发射不同能量电子线，便于治疗浅表部位病变，同时有效保护深部组织。
2，可根据病变部位选择一定能量的X线，对体部病变也能达到较理想的剂量分布3，设野方便，照射野均匀性好4，便于改装成x-刀，进一步提高疗效缺点：维修相当复杂第四节模拟定位机基本原理：人体不同组织对x线吸收的差别是X线成像的基础，这种差别经影像增强器处理可得到更清晰的图像。
特点：操作安全可靠第五节近距离后装治疗机近距离治疗是与远距离治疗相对而言的，它主要包括腔内，管内照射，组织间插植，术中置管，术后照射，敷贴照射。
现代近距离治疗的特点：（1）放射源微型化，程控步进电机驱动（源微型化，通过任何角度，治疗身体各部位肿瘤，针细，损伤小程控步进电机驱动，可任意控制源的储留位置，时间，实现理想的剂量分布）（2）高活度放射源形成高剂量率治疗：缩补了照射时间，减轻了医护人员的负担。
（3）微机治疗计划设计：可提高治疗质量，同时微机还能提供更好的优化方案。
第二章电离辐射的剂量测量第一节辐射量和单位1.吸收剂量（D）=dE/dm dE是致电离辐射给与质量为dm的物质的平均能量。
单位J/kg 专名Gy. 1Gy=1J/kg 1rad=10-2J/kg=1cGy2.照射量（X）=dQ/dm dQ是质量为dm的空气中，由光子释放的全部电子（正负电子）在空气中完全被阻止时，在空气中产生一种符号的离子点电荷的绝对值。
单位c/kg 原用单位（伦琴）R 1R=2.58*10-4c/kg3.比释动能（K）=dEtr/dm dEtr是非带电致电离粒子在质量为dm的物质中释放的所有带电致电离粒子的初始功能之和。
单位J/kg 专名Gy ,1Gy=1J/kg. dEtr包括带电电离粒子在韧致辐射中辐射的能量和在dm介质中缠身的所有带电粒子的能量。
4.放射性活度(A)=dN/dt 即在一定时间间隔dt内，一特定能态的放射性核素自发核跃迁数的期望值dN. 单位S-1专用单位贝克勒尔(Bq)第二节吸收剂量测量的常用方法1.测量组织内吸收剂量的方法：电离室法，热释法，半导体，胶片剂量测法。
2.电离室法：不同能量校准深度 r线：137Cs 60Co 5cm X线：<10MV 5cm; 10-25MV7cm； >25MV 10cm. 选择被照射野大小（一般10cm*10cm,源皮距100cm）校准点吸收剂量公式 Ddc=M*KtP*Nc*F(伦琴-拉德转换因子)对X(r)射线Ddc=M*KtP*Nc*CE（高能电子线的转换因子）对电子束（Ddc为校准点处水箱的吸收剂量C(Gy),M为仪表读数(R) Ktp为空气密度修正因子Nc 为剂量仪的校准因子）Ktp=[(273+t)/(273+20)]*Po/P (t,p为测量时的水温，大气压，Po为标准大气压) 参考点的吸收剂量Ddo=Ddc/PDD(dc) Ddc(校准点吸收剂量) PDD(dc)（校准点的百分深度剂量）3.热释光剂量计具有：体积小，灵敏度高，量限宽。
响应稳定，使用方便等特点，目前广泛用于：辐射防护监测，体外照射和体内照射的临床剂量监测，还可用于吸收剂量的邮寄对比。
4.半导体剂量仪有极高的灵敏度，比电离室灵敏上万倍，目前广泛用于：病人治疗过程中的剂量监测，以及用于剂量梯度变化比较大的区域，如剂量建成区及半影区。
第三节射线质的测定1.400KV以下的射线质的测定射线质是用半价层来表示的，即射线的穿透能力，所谓半价层是是原射线量减弱一半所需要某种吸收材料的厚度，半价层的值越大，射线的穿透本领越强。
2.高能X线能量的测定通常采用最大剂量点处剂量一半的深度（HVD）水深法，即用水模体中射线中心轴上50%剂量深度来确定X射线的质，或测定10cm和20cm两个深度处的电离比J10/20确定射线的质。
三、高能电子束能量的测定用电离室测出不同治疗距离上10㎝×10㎝或12㎝×12㎝射线中M轴上百分深度计量曲线，从其最大斜率点切线的延长线与曲线尾部切线交点所对应的深度Rp为电子在水中的实际射程，则入射的电子束能量为E。
=（Rp+0.38）/0.52第三章X(r)线剂量学第一节放射源的种类和照射方法1、放射源的种类①放射性同位素释放的 x、 b、r射线② x线治疗机和各类加速器产生不同能量的射线③各类加速器产生的电子束、质子束、中子束和其他一些重粒子束2、照射方法①体外照射（放射源位于体外一定距离的照射）包括a )固定源-皮距技术b)固定源轴距 c)旋转照射技术②体内照射（密封源直接放入被治疗的组织或人体天然腔内）包括：腔内、管内、组织间插入、术中和敷贴治疗①射线质射线的能量，主要表示射线贯穿物体的能力。
对于中低能的X线，射线质用半价层表示。
对于高能X线，用MV表示，如6MV-X线。
对于放射性同位素，用其核素名和辐射类型表示②照射野（area,A ）射线中心轴垂直与模体时射线束通过模体的范围，他与模体表面的截面积即为照射野的面积。
临床剂量学规定模体内50﹪同等剂量曲线的延长线交与模体表面的区域即为照射野的大小。
③参考点一般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如400KV以下X线，参考点在模体表面（d0=0）。
高能X（r）线：参考点取在模体表面下最大剂量点处（d0=dm）位置随能量而定:6MV-X线：1.5㎝，8MV-X线：2.0㎝，15MV-X线：3.0㎝④源皮距(SSD):表示射线中心轴从射线源到模体表面的距离，对于高能加速器（SSD=100㎝），对于钴60机=75或80㎝⑤源瘤距（STD）：表示放射源沿射线中心轴到靶区中心的距离⑥源轴距（SAD）:表示射线源到机架旋转中心的距离⑦人体体模：高能电子束、X( r)线入射人体，产生散射吸收，能量强度逐渐损失，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（水、石蜡）做成的模型代替人的身体，简称体模。
要求：①电子密度和人体组织相似②对射线的吸收散射和人体组织相同三射野平坦度:在等中心处（位于10㎝体模深度或标准SSD下10㎝体模深处）最大射野的80﹪宽度内最大，最小剂量偏离中心轴剂量的相对百分数。
按IEC标准，不大于30﹪射野平称性：在80﹪射野宽度范围内取偏离中心轴对称的两点的剂量率的差值与中心轴上剂量率的比值的百分数，其大小应不超过±3﹪OFU:射野输出因子：射野在空气中的输出剂量率与参考野（10cm*10cm）在空气中的输出剂量率之比。
SP:体模散射校正因子;射野在体模内参考点（一般在最大剂量点）深度处的计量率与准直器开口不变时参考射野在同一深度处剂量率之比。
1.X(r)射线和物质的相互作用有三种效应;光电效应，康普顿效应，电子对效应。
2.百分深度剂量：模体内射野中心轴上任一深度d处的吸收剂量Dd与参考点深度Dd之比的百分数。
影响因素：1）.组织深度(同一照射条件下，白粉深度剂量在最大剂量深度前随深度增加而增加；在最大剂量点后，随深度增加而减少。
)2）.同一深度，相同面积，百分深度剂量随射线能量的增加而增大。
3）.射野面积对深度剂量的影响，S增大，PDD增大低能射线，深度剂量随S改变大；高能射线，PDD随S改变较小。
4）.源皮距(同一深度，射线能量，照射面积不变，源皮距越小，百分深度剂量越小；源皮距越大，百分深度剂量越大。
3.等效方野：如果使用的矩形或不规则野在其照射野中心轴上的百分深度剂量和某一方形野的百分深度剂量相同时，该方形野叫做所使用的矩形或不规则照射野的等效照射野。
设矩形野的长宽分别为W,H,方形野边长为L,根据面积/周长比相同的方法有：WH/2(W+H)=L2/4L-----L=2WH/(W+H)4.从表面到最大剂量深度区为剂量建成区。
5.建成效应，治疗机上限光筒端离开人体表面15~20cm时，大多数的散射电子可以消除，皮肤表面剂量明显减少。
第四节等剂量曲线1.将体模内剂量相同的点连接起来的线即为等剂量曲线。
影响因素：a射线能量：随着能量增高，等剂量曲线由弯曲逐渐平直，由于高能X线散射主要向前，低能X线向各个方向散射。
b.几何半影：60钴治疗机钴源有一定尺寸，几何半影存在，线束边缘不清晰，而高能X 线，靶体积小，线束边缘清晰。
c.斜入射野：斜面入射，接近放射源的深度剂量高，使等剂量曲线呈一倾斜度分布。
第五节楔形板照射技术楔形板：为了适应临床治疗需要，安置于射线束的途径上，对射线束进行修整，以获得某种特定形状的剂量分布，是一种射线束剂量分布的修整装置。