放射治疗物理学

放射治疗物理学四六七八九

第四章 复习思考:

1、照射量、比释动能、吸收剂量的定义 照射量：高能光子在质量为dm的空气中释放出来的全部次级电子（负电子和正电子）完全被空气阻止时，在空气中所产生的任一种符号的离子总电荷的绝对值dQ与dm的比值。

X=dQ/dm

比释动能（kinetic energy released inmaterial）：指不带电电离粒子在质量dm的介质中释放的带电粒子的初始动能之和， Κ =d E t r / d m

吸收剂量（absorbed dose）：电离辐射在和物质的相互作用过程中，给予质量为dm的物质的平均授予能量dE，即 D=dE/dm 2、三者的适用范围，及相互关系 照射量（X）：是用来度量X射线或γ射线在空气中电离能力的物理量。 比释动能：适用于间接电离（光子、中子等）、任何介质

吸收剂量：适用于任何类型的电离辐射（光子、中子、电子束等）和任何介质，是辐射效应中最重要的度量单位 各辐射量之间的关系 1）、照射量X和空气比释动能K关系

X=K?e/w?(1-g); e:电荷1.6X10-19C；w:空气中平均电离功33.97J/C；g:比释动能中辐射部分所占份额 2）、比释动能K和吸收剂量D关系

在电子平衡时D=K?（1-g）建成区内D

Da=X?W/e

3、高能光子在介质中产生吸收剂量的过程 高能光子在介质中的能量转移和吸收 两个步骤： 1）、高能光子和物质核外电子作用，全部或部分能量转移给次级电子。用比释动能度量。 2）、大部分次级电子在它运动经迹上继续和介质中的核外电子作用，使其电离或激发，能量被介质吸收。用吸收剂量度量

4、吸收剂量测量的基础

第六章

1、什么是源射线、散射线？它们的范畴是什么？

原射线：电子打靶或放射源直接产生原始光 子，穿透过程没有碰到任何介质。

散射线：包括①原射线与准直系统相互作用

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产生的散射线；②原射线和穿过准直器和 挡块的漏射线和模体相互作用产生。 任何一点的射线剂量=有效原射线剂量+

模体散射线剂量

说明：有效原射线为原射线和散射线①

模体散射线为散射线②

2、何为PDD、TAR、TMR？各在什么场合下使用？为什么？ PDD：百分深度剂量（percentage depth dose,PDD)

定义：为体模内射线中心轴上某一深度d处的吸收剂量Dd与参考深度d0处吸收剂量Dd0之比的百分数，是描述射线中心轴不同深度处相对剂量分布的物理 组织空气比（TAR，Tissue Air Ration）：模体内射束中心轴深度d处的剂量率Dd与空间同一位置处自由空气中的剂量率Dd,a之比。TAR= Dd/Dd,a

与PDD区别：1、PDD是同一种介质中，中心轴上不同深度的剂量比；TAR是空间同一位置两种不同介质的剂量比。

2、PDD用于固定野治疗时中心轴上任何一点剂量的计算；TAR用于旋转照射时剂量的计算

3、射线能量、深度、射野大小TAR影响类似PDD 4、TAR与源皮距无关

组织最大比（TMR）：当参考深度t0为最大剂量深度dm时，组织模体比就是组织最大比。

3、PDD与射野大小、能量、源皮距的关系

射野大小对百分深度剂量的影响：面积变化会引起散射线对中心轴处的剂量贡献不同，增大时，照射野的范围对射线中心轴上散射线量增加，同一深度的百分深度剂量随之加大，逐渐增大到一定范围后，射野边缘的散射线对中心轴上的剂量贡献随之减少，并达到饱和

射线能量对百分深度剂量的影响：在体模表面到一定深度范围内，百分深度剂量随着深度增加而增大；在达到最大值后，按照指数规律衰减。能量越高，穿透力越大，同一深度处的百分深度剂量值越大。 源皮距对百分深度剂量的影响

其他条件不变，当源皮距增大时，PDD增大

4、什么是OAR？ 射野离轴比（OAR）：射野平面内任意一点的剂量率D（x,y,d）与同深度处射野中心轴上的剂量率D（0，0，d）之比。OAR（x,y,d）= D（x,y,d）/ D（0,0,d）。 OAR与PDD的区别：OAR反映与射野中心轴垂直的射野截面内剂量分布情况。PDD反映射束中心轴上不同深度处的剂量变化。离轴距离越大，离轴比OAR越小。

5、什么是组织等效材料？

组织等效材料：模拟人体组织与射线相互作用的材料，具有与被模拟的组织（人体）与射线相互作用相同的有关物理特性，如原子序数、电子密度、质量密度、化学成分等

6、楔形角的定义？

楔形角α：在10cm参考深度处的某一条等剂量线与二分之一射野宽的交点连线AA’与通过AA’和射野中心轴交点且垂直于射野中心轴的BB’夹角

7、Sc、Sp、Scp的物理本质？ 2/ 6

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射野输出因子（Output，OUF）：射野在空气中的输出剂量率与参考射野（一般为10cmX10cm)在空气中的输出剂量率之比。也即准直器的散射因子Sc。 模体散射校准因子（Sp）：射野在模体内参考点（dmax，SCD=SAD=100cm）深度处的剂量率与准直器大小固定时参考射野（10cmX10cm）在同一深度处剂量率比值。 Sp(FSZ)=Sc,p/Sc

野大总散射因子（Sc,p）:模体中不同照射野在最大剂量深度处的剂量和参考射野（一般10cmX10cm）的在最大剂量深度处剂量的比值。 Sc,p=Dm(FSZ)/Dm(FSZ0

8、人体骨、肺、气腔对剂量分布有和影响？ 组织不均匀性会a、改变原射线的吸收和散射线的分布；b、改变次级电子的注量分布； 1）、骨组织：低能X射线，骨吸收剂量高；高能X（γ）射线，骨和软组织吸收情况基本相同。 2）、肺组织：肺中和肺后组织的剂量增加。 3）、气腔：一方面由于界面缺乏电子平衡，使气腔前后壁剂量略减少；另一方面，由于气腔造成原射线衰减的减弱及左右腔壁的散射线，是前后壁的剂量增加。综上，当射野远大于气腔截面时，气腔的存在不影响剂量分布。

9、加速器固定源皮距照射和等中心照射的处方剂量的计算

固定源皮距照射

等中心照射

第七章

1、简述电子线中心轴深度剂量曲线的特点 中心轴深度剂量曲线的特点(PDD)：定义同X线PDD 1、有更高的表面剂量，一般在75%以上

2、深度增加，很快在dmax达到最大剂量（建成区） 3、在dmax后形成高坪区，然后剂量迅速跌落

4、在曲线后部形成一条长长的低剂量轫致辐射“拖尾”

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2、影响电子线PDD的主要因素

1）、能量对PDD的影响

a、能量增加，表面剂量增加（与X射线相反）

b、电子线的最大剂量深度在较低时随能量增大而变大，在较高能量时不一定变大

c、能量增加，坪区变宽

d、能量增加，剂量跌落梯度变缓 e、能量增加，X射线污染增加 2）、射野大小对PDD的影响

PDD随射野增大而增大，但当射野直径大于电子射程的二分之一时，PDD随射野增大而变化很小。电子线能量低时，射野大小对PDD影响较小；能量高时，射野大小对PDD影响较大与X射线相反 3）、源皮距对PDD的影响

限光筒到皮肤距离增加时： a、表面剂量Ds降低

b、剂量最大深度dmax变深 c、剂量梯度变陡

d、X线污染稍有增加一般设计为限光筒紧贴患者皮肤或距皮肤5cm 4）、斜入射对PDD的影响

限光筒端面与皮肤夹角大于20°时影响PDD：表面剂量增加；最大剂量点深度变浅；dmax处剂量增高。

3、电子线最大射程、实际射程、R50、R90的概念

最大射程Rmax：在电子线中心轴百分深度剂量曲线上，剂量跌落以后的曲线与反映轫致辐射剂量的外推直线相交点对应的深度。

实际射程Rp：电子线中心轴PDD曲线上，经过剂量跌落最陡点的切线与反映轫致辐射剂量的外推直线相交点对应的深度。

R90：剂量为90%PDD处的深度。为有效治疗深度。 R50：:50%PDD深度，又叫半峰值深度。

4、电子线等剂量曲线的分布特点 等剂量线：相同剂量点的连线。 特点：随着深度的增加，低值等剂量曲线向外侧膨胀，高值等剂量曲线向内侧收缩，并随电子线能量而定。

射野大小对等剂量曲线的影响：随着射野增大，高值等剂量曲线底部有弧形逐渐平直。 5、电子线照射时能量和射野尺寸的选择 能量：经验公式 E≈3×d后+2～3cm d后指后缘深度，取90%或95%剂量深度，但不能小于80%。

限光筒尺寸：至少等于或大于靶区横径的1.18倍，再放宽0.5-1.0cm。

6、电子线补偿技术的主要作用 电子线补偿：提高皮肤剂量、补偿不规则体表、减弱电子线穿透

第八章

1、什么是近距离放射治疗？ 定义：近距离放疗（brachytherapy）是将封装好的放射源，通过施源器或输源管直接植入患者的肿瘤部位进行照射。基本特征是放射源贴近肿瘤组织，肿瘤组织可以得到有效的杀伤，而临近的正常组织受量较低。不宜单独使用，是外照射的补充和

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综合治疗手段之一

2、现阶段近距离放射治疗主要包含哪些治疗技术？ 分类：从照射方式上大致可以分为后装治疗（腔内照射、管内照射、组织间插植照射）、粒子植入和表面敷贴器照射

3、近距离照射的剂量学特点？常用哪些射线类型？ 剂量学特点：遵循平方反比定律，即放射源周围的剂量分布，随着离开放射源的距离的增加而下降，且和距离平方反比。近距离放疗治疗靶区内剂量不均匀。 常用核素：近距离照射主要使用放射性核素衰变产生的β和γ射线。常用125I、192Ir

4、什么是后装治疗？常用放射源？现代后装机的组成？主要适应症？ 定义：所谓“后装”就是在治疗前先由医生在将施源器放置入患者的要照射的腔内或管内部位，固定好，然后送患者进入治疗室，把施源器与源输送管道接好，再用遥控技术将源送入要照射的部位。治疗结束用遥控技术将源退回到储源器

放射源：后装治疗一般选用单一高强度192Ir源，半衰期74d，γ射线，平均能量360keV。

组成：现代后装机由治疗计划系统、监控计算机和后装机三部分组成

适应症：后装技术主要应用在宫颈癌的治疗，也可用来治疗食道、直肠、鼻咽癌等部位病灶。

5、什么是粒子植入？有何优点？常用放射源？

定义：指将一个或多个源放入组织间，利用源发出的β、γ射线进行治疗。

优点：粒子植入的优点：a、最好的、准确的适形照射；b、保证肿瘤靶区得到高剂量治疗，局部控制率高；c、周围正常组织得到保护，并发症低；d、容易操作、门诊治疗。

放射源：临床常用的为125I，半衰期59.7d，7%概率发射出35.5keV的γ射线，93%概率释放27-32keVx射线。这些源外观呈小圆柱形，长约3-4mm，直径0.8mm，称作粒子源。放射性核素镀覆在内核上，内核外包一层很薄的金属壳层。

6、什么是敷贴器？

定义：表面敷贴器是指主要利用β射线核素（少数情况下用γ射线核素）贴近皮肤或组织表面进行治疗的一种装置。

适应症：治疗局部神经性皮炎、局部性牛皮癣皮肤病和浅表肿瘤等，如儿童血管瘤。

放射源：治疗小肿瘤常使用β源，106Ru（钌）和90Sr（锶）；治疗中等和较大肿瘤常使用γ源，103Pd（钯）和125I（碘）。 优点：直观、效率高、适形度好

第九章

中子近距离治疗放射源：常用核素是锎252Cf，α放射性同位素，同时自发裂变时释放大量中子

1、中子近距离放疗的优势？ a、中子的氧增强比γ射线的小，即氧增比OER值低；

OER定义为同样的存活率，乏氧细胞致死吸收剂量与含氧细胞致死吸收剂量之比 b、相同照射剂量、相同照射时间内肿瘤消退的速度快；

c、中子的RBE较大，较小的中子剂量可达到光子大剂量的疗效；

d、肿瘤局部控制率曲线和正常组织并发症率曲线远离，即肿瘤局部控制率高，而正常组织并发症率低；

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e、细胞周期时相效应小，即细胞增值周期不同时期的细胞对中子放射敏感性差别小。（有丝分裂期最敏感、DNA合成期抗拒） 2、中子近距离放疗的适应症？ 适应症

目前主要用于治疗人体腔道和体表局部肿瘤。尤其适合其他常规放疗手段治疗效果不佳且易复发的肿瘤类型，如亚致死放射损伤修复能力强的肿瘤、放疗后肿瘤细胞再氧合差或含乏氧细胞比例高的肿瘤、未分化程度高的肿瘤、生长缓慢的肿瘤。 宫颈癌、子宫内膜癌、直肠癌、食道癌、皮肤黑色素瘤等恶性肿瘤

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