肿瘤放射物理学-第八章-X(γ)射线剂量学共120页课件.ppt

1、2022-7-271第八章 X()射线剂量学2022-7-272一、人体模型(一一)组织替代材料组织替代材料X()X()射线、电子束及其它重粒子入射到人体时，与人体组织射线、电子束及其它重粒子入射到人体时，与人体组织相互作用后，发生散射和吸收，能量和强度逐渐损失。很相互作用后，发生散射和吸收，能量和强度逐渐损失。很难在人体内直接进行对这些变化的研究。因此必须使用难在人体内直接进行对这些变化的研究。因此必须使用人人体组织的替代材料体组织的替代材料做成的模型代替人体，简称做成的模型代替人体，简称模体模体。组织替代材料必须具有与被模拟的组织与射线相互作用相同组织替代材料必须具有与被模拟的组织与射线相

2、互作用相同的有关的物理特点，如的有关的物理特点，如原子序数原子序数、电子密度电子密度、质量密度质量密度、甚至化学成分等。甚至化学成分等。2022-7-273选择组织替代材料时，应考虑被替代组织的化学组成和选择组织替代材料时，应考虑被替代组织的化学组成和辐射场的特点。辐射场的特点。对对X()X()射线射线，如果某种材料的，如果某种材料的总线性总线性(或总质量或总质量)衰减系衰减系数数与被替代组织的完全相同，则与被替代组织的完全相同，则等厚度等厚度的该种材料和被替代的该种材料和被替代的组织将使的组织将使X()X()射线衰减到相同的程度，那么这种材料就是射线衰减到相同的程度，那么这种材料就是被替代组

3、织的被替代组织的X()X()射线替代材料。射线替代材料。对对电子束电子束，如果，如果等厚度等厚度的替代材料和被替代组织对的替代材料和被替代组织对电子电子束的吸收与散射相同束的吸收与散射相同，则它们的，则它们的总线性总线性(或总质量或总质量)阻止本领阻止本领和和总线性总线性(或质量或质量)角散射本领角散射本领一定完全相同。一定完全相同。2022-7-274一般情况下，一般情况下，适合适合X()X()射线的组织替代材料一定是电子射线的组织替代材料一定是电子束的组织替代材料束的组织替代材料。为了保证等体积的组织替代材料和被替代组织的质量相为了保证等体积的组织替代材料和被替代组织的质量相等，两者的等，

4、两者的质量密度质量密度(物理密度物理密度)必须近似相等。必须近似相等。因人体组织特别是软组织中含有大量的水，使得水对因人体组织特别是软组织中含有大量的水，使得水对X X射射线、电子束的散射和吸收几乎与软组织和肌肉近似。线、电子束的散射和吸收几乎与软组织和肌肉近似。而固体等效材料，以而固体等效材料，以有机玻璃有机玻璃和和聚苯乙烯聚苯乙烯最为常用。最为常用。2022-7-275(二二)组织替代材料间的转换组织替代材料间的转换对对中高能中高能X()X()射线，射线，康普顿康普顿效应为重要形式，当两种模体材效应为重要形式，当两种模体材料的电子密度相等时，则认为它们彼此等效。对水的等效料的电子密度相等时

5、，则认为它们彼此等效。对水的等效厚度厚度T T水水为：为：T T水水 T T模体模体 模体模体 (Z/A)(Z/A)模体模体 /(Z/A)/(Z/A)水水式中式中T T水水为为T T模体模体的等效水厚度的等效水厚度(cm)(cm)，模体模体为模体材料的物理密为模体材料的物理密度度(g cm(g cm-3-3)；Z Z为材料的原子序数；为材料的原子序数；A A为材料的原子量。为材料的原子量。2022-7-276对对低能低能X射线射线，光电效应光电效应为主要形式，两种模体材料通过下为主要形式，两种模体材料通过下式等效：式等效：T水水 T模体模体 模体模体 (Z模模,有效有效/Z水水,有效有效)32

6、022-7-277对对高能高能X X射线射线，电子对效应电子对效应为主要形式，两种模体通过下为主要形式，两种模体通过下式等效：式等效：T T水水 T T模体模体 模体模体 (Z(Z模模,有效有效 /Z/Z水水,有效有效)对对电子束电子束，模体材料通过模体中电子注量进行等效：，模体材料通过模体中电子注量进行等效：T T水水 T T模体模体 模体模体 (R(R0 0)模体模体 /(R/(R0 0)水水或或 T T水水 T T模体模体 C Cpl pl 式中式中(R(R0 0)模体模体，(R(R0 0)水水分别为电子束在两种材料中的连续慢分别为电子束在两种材料中的连续慢化近似射程。化近似射程。202

7、2-7-278由由组织替代材料组织替代材料组成的，用来组成的，用来模拟模拟各种射线在人体组织或各种射线在人体组织或器官中因器官中因散射和吸收散射和吸收所引起的变化，即所引起的变化，即模拟模拟射线与人体组射线与人体组织或器官的相互作用的织或器官的相互作用的物理过程物理过程的装置，称为的装置，称为模体模体（phantomphantom）ICRUICRU对模体作了如下的分类：对模体作了如下的分类：标准模体标准模体长、宽、高分别为长、宽、高分别为30cm30cm的的立方水模立方水模，用于，用于X(X()射线、电子射线、电子束、中子束吸收剂量的测定和比对。束、中子束吸收剂量的测定和比对。均匀体模均匀体模

8、用用固态水固态水或干水组织替代材料加工成的片形方块，构成边长或干水组织替代材料加工成的片形方块，构成边长为为30cm30cm或或25cm25cm的立方体，替代水模体作为吸收剂量和能量的立方体，替代水模体作为吸收剂量和能量的常规检查。的常规检查。(三三)模体模体2022-7-279标准水模标准水模固体水2022-7-2710人体模体人体模体分分均匀型均匀型和和不均匀不均匀型，前者用均匀的的固态组织替代材料加型，前者用均匀的的固态组织替代材料加工而成，类似标准人体或组织器官外形的模体。后者用人工而成，类似标准人体或组织器官外形的模体。后者用人体各种组织（包括骨、肺、气腔等）的相应的组织替代材体各种

9、组织（包括骨、肺、气腔等）的相应的组织替代材料加工而成。料加工而成。Alderson Rando phantom 2022-7-2711组织填充模体组织填充模体（bolusbolus）用组织替代材料制成的用组织替代材料制成的组织补偿组织补偿模体，直接放在模体，直接放在射野入射侧射野入射侧的患者皮肤上，用于改变患者不规则轮廓对体内靶区或重的患者皮肤上，用于改变患者不规则轮廓对体内靶区或重要器官剂量分布的影响，提供附加的对线束的散射、建成要器官剂量分布的影响，提供附加的对线束的散射、建成或衰减。或衰减。2022-7-2712二、百分深度剂量分布(一一)照射野及有关名词定义照射野及有关名词定义放射源

10、放射源(S)(S)：在没有特别说明时，一般规定为放射源前表：在没有特别说明时，一般规定为放射源前表面的中心，或产生辐射的靶面中心。面的中心，或产生辐射的靶面中心。射野中心轴射野中心轴：射线束的中心对称轴线。临床上一般用：射线束的中心对称轴线。临床上一般用放射放射源源S S穿过照射野中心的连线穿过照射野中心的连线作为射野中心轴。作为射野中心轴。2022-7-2713照射野照射野：临床剂量学中规定：临床剂量学中规定模体内模体内50%50%同等剂量曲线的延同等剂量曲线的延长线交于模体表面的区域长线交于模体表面的区域定义为照射野大小。定义为照射野大小。参考点参考点：规定模体表面下：规定模体表面下照射野

11、中心轴照射野中心轴上某一点作为剂量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计算或测量参考的点，表面到参考点的深度记为d d0 0。400kV400kV以下以下X X射线，参考点射线，参考点d d0 0=0=0。高能。高能X X射线，参考点选在射线，参考点选在射野中心轴上最大剂量点位置射野中心轴上最大剂量点位置d d0 0=dm=dm 。2022-7-2714校准点校准点：在照射野中心轴上指定的用于校准的测量点。模：在照射野中心轴上指定的用于校准的测量点。模体表面到校准点的深度记为体表面到校准点的深度记为d dc c。源皮距源皮距(SSD)(SSD)：放射源到模体表面照照射野中

12、心的距离。：放射源到模体表面照照射野中心的距离。源瘤距源瘤距(STD)(STD)：放射源沿照射野中心轴到肿瘤内所考虑点：放射源沿照射野中心轴到肿瘤内所考虑点的距离。的距离。源轴距源轴距(SAD)(SAD)：放射源到机架旋转轴或机器等中心的距离。：放射源到机架旋转轴或机器等中心的距离。2022-7-27152022-7-2716(二二)百分深度剂量百分深度剂量1 1、百分深度剂量的定义、百分深度剂量的定义百分深度剂量百分深度剂量(PDD)(PDD)定义为定义为照射野中心轴照射野中心轴上某一深度上某一深度d d处的吸收处的吸收剂量率剂量率 与参考点深度与参考点深度d d0 0处剂量率处剂量率 的百

13、分比：的百分比：对能量对能量400kV400kV的的X X射线，因参考点取在模体表面射线，因参考点取在模体表面(d(d0 0=0)=0)，上式，上式变为：变为：式中式中 为射野中心轴上皮肤表面的剂量率。为射野中心轴上皮肤表面的剂量率。%100SdDDPDDdD 0dD%1000ddDDPDD SD2022-7-27172022-7-2718对高能对高能X()X()射线，因为参考点取在射野中心轴上射线，因为参考点取在射野中心轴上最大最大剂量点深度剂量点深度d dm m处，上式变为：处，上式变为：式中式中 为射野中心轴上最大剂量点处的剂量率。为射野中心轴上最大剂量点处的剂量率。对于对于钴钴6060

14、射线，最大剂量点在射线，最大剂量点在5mm5mm处，对处，对8MV X8MV X射线，射线，最大剂量点在最大剂量点在2cm2cm处。处。%100mdDDPDD mD2022-7-27192 2、建成效应、建成效应下图给出钴下图给出钴6060射线两种不同准直器射线两种不同准直器A A，B B的百分深度剂量的百分深度剂量随着表面下深度的变化情况。对随着表面下深度的变化情况。对B B型准直器（距表面型准直器（距表面20cm20cm），百分深度剂量在表面为），百分深度剂量在表面为33%33%，到，到46mm46mm处达到处达到100%100%。随着深度进一步增加，变化比较慢。从表面到最。随着深度进一步

15、增加，变化比较慢。从表面到最大剂量深度区域称为大剂量深度区域称为剂量建成区域剂量建成区域，此区域剂量随深度，此区域剂量随深度增加而增加。增加而增加。2022-7-27202 2、建成效应、建成效应剂量建成区由以下物理原因造成：剂量建成区由以下物理原因造成：当高能当高能X()X()射线入射到人体或模体时，在体表或皮下组射线入射到人体或模体时，在体表或皮下组织中产生高能次级电子；织中产生高能次级电子；这些高能次级电子要穿过一定的组织深度直至其能量耗这些高能次级电子要穿过一定的组织深度直至其能量耗尽后才停止；尽后才停止；2022-7-27212 2、建成效应、建成效应由于、两个原因，造成在最大电子射

16、程范围内，由高由于、两个原因，造成在最大电子射程范围内，由高能次级电子产生的吸收剂量随组织深度增加而增加，并约能次级电子产生的吸收剂量随组织深度增加而增加，并约在电子最大射程附近达到最大；在电子最大射程附近达到最大；但是由于高能但是由于高能X()X()射线的强度随组织深度增加而按指数和射线的强度随组织深度增加而按指数和平方反比定律减少，造成产生的高能次级电子数随深度增平方反比定律减少，造成产生的高能次级电子数随深度增加而减少，其总效果是，在一定深度加而减少，其总效果是，在一定深度(建成区深度建成区深度)以内，以内，总吸收剂量随深度而增加。总吸收剂量随深度而增加。2022-7-2722对于对于A

17、 A型准直器，由表面型准直器，由表面85%85%到到6mm6mm处达到处达到100%100%，表明入射线中，表明入射线中既含有低能既含有低能X X射线又有散射电子。实验表明，如果将准直器端面射线又有散射电子。实验表明，如果将准直器端面离开人体表面离开人体表面1520cm1520cm时，大多数散射电子可以消除。时，大多数散射电子可以消除。2022-7-2723上图表示各种能量的上图表示各种能量的X(X()射线的剂量建成情况。可以看到，射线的剂量建成情况。可以看到，能量上升时能量上升时，表面剂量减少表面剂量减少，最大深度剂量随能量增加而增最大深度剂量随能量增加而增加加。2022-7-27243 3

18、、百分深度剂量随射线能量变化、百分深度剂量随射线能量变化2022-7-27254 4、射野面积和形状对百分深度剂量的影响、射野面积和形状对百分深度剂量的影响射野面积很小时，达到某一点的剂量射野面积很小时，达到某一点的剂量D Dd d基本上是原射线造成基本上是原射线造成的；当照射野面积增大时，散射线增多，的；当照射野面积增大时，散射线增多，D Dd d随之增加。百分随之增加。百分深度剂量随射野面积改变的程度深度剂量随射野面积改变的程度取决于射线的能量取决于射线的能量。低能低能时时(如如220kV X220kV X射线射线)，由于各方向大散射线几乎相等，由于各方向大散射线几乎相等，所以百分深度剂量

19、随射野面积改变较大。所以百分深度剂量随射野面积改变较大。高能高能时，由于散射线主要向前，所以百分深度剂量随射野面时，由于散射线主要向前，所以百分深度剂量随射野面积改变较小。积改变较小。2022-7-2726上图给出了三种不同能量射线的比较。可见，上图给出了三种不同能量射线的比较。可见，高能射线比高能射线比低能射线优越低能射线优越，尤其在照射野比较小时。，尤其在照射野比较小时。2022-7-2727放疗中使用放疗中使用列表列表的方法来表示各种大小的方法来表示各种大小方形野方形野的百分的百分深度剂量随组织深度的变化。但因为临床上经常使用矩形深度剂量随组织深度的变化。但因为临床上经常使用矩形野和不规

20、则形状射野，对这些射野的百分深度剂量又不能野和不规则形状射野，对这些射野的百分深度剂量又不能列表，需要进行对方形野的等效变换。列表，需要进行对方形野的等效变换。射野等效射野等效的物理意义是：如果使用的矩形或不规则野的物理意义是：如果使用的矩形或不规则野在其射野中心轴上的百分深度剂量与某一方形野的相同时，在其射野中心轴上的百分深度剂量与某一方形野的相同时，该方形野叫做使用的矩形或不规则野的该方形野叫做使用的矩形或不规则野的等效射野等效射野。2022-7-2728射野等效的物理条件是射野等效的物理条件是:对射野中心轴上诸点的散射对射野中心轴上诸点的散射贡献之和相等。临床上经常使用简便的贡献之和相等

21、。临床上经常使用简便的面积面积/周长比周长比法。法。设矩形野的长、宽边分别为设矩形野的长、宽边分别为a a，b b；方形野的边长为；方形野的边长为s s，根据面积根据面积/周长比，有：周长比，有：SxS/4S2022-7-2729对半径为对半径为 r r 的圆形野，只要其面积与某一方形野的的圆形野，只要其面积与某一方形野的近似相同，就可以认为等效，即近似相同，就可以认为等效，即 s s=1.8 =1.8 r r2022-7-27305 5、源皮距对百分深度剂量的影响、源皮距对百分深度剂量的影响图中放射源图中放射源S S1 1，S S2 2照射皮肤上的照射皮肤上的P P1 1和和P P2 2点，

22、在最大剂量深度点，在最大剂量深度dmdm处的面积均为处的面积均为A A0 0，皮肤下某一深度，皮肤下某一深度 d d 处，面积为处，面积为A A1 1，A A2 2 。2022-7-27312022-7-2732源皮距从源皮距从f f1 1增加到增加到f f2 2时，两种源皮距下时，两种源皮距下PDDPDD的比值为：的比值为：两个百分深度剂量之比，称为两个百分深度剂量之比，称为F F因子因子。2022-7-27332022-7-2734三、组织空气比(一一)组织空气比的定义及影响因素组织空气比的定义及影响因素1 1、组织空气比的定义为：、组织空气比的定义为：式中式中 为为肿瘤中心肿瘤中心(旋转

23、中心旋转中心)处处小体积软组织中的小体积软组织中的吸收剂量率；吸收剂量率；为为同一空间位置空气中同一空间位置空气中一小体积软组一小体积软组织内的吸收剂量率。织内的吸收剂量率。attDDTAR atD 2022-7-2735组织空气比定义示意图组织空气比定义示意图2022-7-27362 2、源皮距对组织空气比的影响、源皮距对组织空气比的影响组织空气比是比较两种组织空气比是比较两种不同散射条件不同散射条件在空间同一点的吸收在空间同一点的吸收剂量率之比。剂量率之比。TARTAR的一个重要的物理性质是：它的一个重要的物理性质是：它数值的大数值的大小与源皮距无关小与源皮距无关。因此因此TARTAR可以

24、理解为无限源皮距处的可以理解为无限源皮距处的百分深度剂量。对临床上常用的源皮距，由百分深度剂百分深度剂量。对临床上常用的源皮距，由百分深度剂量换算到组织空气比时引起的误差不超过量换算到组织空气比时引起的误差不超过2%2%。2022-7-2737(二二)反散射因子反散射因子反散射因子反散射因子(BSF)(BSF)定义为使用中心轴上定义为使用中心轴上最大剂量深度最大剂量深度处的处的组组织空气比织空气比：BSF BSF TAR(dTAR(dm m,FSZ,FSZdmdm)D Dm m/D/Dmama FSZ FSZdmdm为深度为深度dmdm处的射野大小；处的射野大小；D Dm m ，D Dmama

25、分别为射野中分别为射野中心轴上最大剂量深度处体模内和空气中的吸收剂量率。心轴上最大剂量深度处体模内和空气中的吸收剂量率。反向散射取决于患者反向散射取决于患者身体的厚度身体的厚度、射线的能量射线的能量及及射野面射野面积和形状积和形状。但与源皮距无关但与源皮距无关。反向散射随患者身体厚度而增加，但在反向散射随患者身体厚度而增加，但在10cm10cm左右接近最大左右接近最大值。值。2022-7-2738(三三)散射空气比散射空气比散射空气比散射空气比(SAR)(SAR)定义为模体内某一点的定义为模体内某一点的散射剂量率散射剂量率与该与该点空气中的点空气中的吸收剂量率吸收剂量率之比。与组织空气比的性质

26、类之比。与组织空气比的性质类似，散射空气比与源皮距无关，只受射线能量、组织似，散射空气比与源皮距无关，只受射线能量、组织深度和射野大小的影响。深度和射野大小的影响。2022-7-2739四、组织最大剂量比TARTAR有一个有一个根本缺点根本缺点是它必须测量出空气中计算点处是它必须测量出空气中计算点处的吸收剂量。随着射线能量的增加，因加在测量电离室的吸收剂量。随着射线能量的增加，因加在测量电离室上的建成帽的体积加大，电子平衡不能建立，不仅使测上的建成帽的体积加大，电子平衡不能建立，不仅使测量变得困难，而且因误差大而不能采用。为了解决这个量变得困难，而且因误差大而不能采用。为了解决这个问题，提出了

27、组织最大剂量比问题，提出了组织最大剂量比(TMR)(TMR)的概念。的概念。2022-7-2740四、组织最大剂量比(一一)原射线和散射线原射线和散射线模体中任意一点的剂量为模体中任意一点的剂量为原射线原射线和和散射线散射线剂量贡献之和。剂量贡献之和。原原射线射线是指从放射源是指从放射源(或或X X射线靶射线靶)射出的原始射出的原始X()X()光子，它在光子，它在空间或模体中任意一点的注量遵从平方反比定律。空间或模体中任意一点的注量遵从平方反比定律。散射线散射线包包括：括：上述原射线与准直器系统相互作用产生的散射光子，上述原射线与准直器系统相互作用产生的散射光子，准直器系统包括一级准直器、均整

28、器、治疗准直器、射线挡准直器系统包括一级准直器、均整器、治疗准直器、射线挡块等；块等；上述原射线以及穿过治疗准直器和射野挡块后的漏上述原射线以及穿过治疗准直器和射野挡块后的漏射线光子与模体相互作用后产生的散射线。射线光子与模体相互作用后产生的散射线。2022-7-2741(二二)射野输出因子射野输出因子S Sc c和模体散射因子和模体散射因子由于有效原射线中的原射线和准直器系统的散射线的影响，由于有效原射线中的原射线和准直器系统的散射线的影响，射野输出剂量射野输出剂量(照射量率或吸收剂量率照射量率或吸收剂量率)随射野随射野增大增大而而增增加加，描述这种变化关系的叫做，描述这种变化关系的叫做射野

29、输出因子射野输出因子(OUF)(OUF)。它定义为射野在它定义为射野在空气中的空气中的输出剂量率与参考射野输出剂量率与参考射野(一般为一般为10cm 10cm 1010cm)cm)在在空气中的空气中的输出剂量率之比。这里定义的输出剂量率之比。这里定义的输出因子输出因子(OUF)(OUF)就是就是准直器散射因子准直器散射因子S Sc c。2022-7-2742射野输出因子一般用带有剂量建成套的电离室在空气中直射野输出因子一般用带有剂量建成套的电离室在空气中直接测量不同大小射野的剂量率，与接测量不同大小射野的剂量率，与10cmx10cm10cmx10cm参考射野的参考射野的剂量率相除后得出射野输出

30、因子（剂量率相除后得出射野输出因子（OUFOUF或或ScSc）随着射野大）随着射野大小的变化。小的变化。2022-7-2743模体散射校正因子模体散射校正因子(S(SP P)定义为射野在定义为射野在模体内模体内参考点参考点(一般在一般在最大剂量点最大剂量点)深度处的剂量率与准直器开口不变时参考射野深度处的剂量率与准直器开口不变时参考射野(10cm(10cm 10cm)10cm)在同一深度处剂量率之比。根据定义，在同一深度处剂量率之比。根据定义，S SP P原则上可原则上可以测量，即保持准直器开口相同时，改变模体散射范围，但实以测量，即保持准直器开口相同时，改变模体散射范围，但实际上做起来相当困

31、难。际上做起来相当困难。2022-7-2744一般利用以下公式进行计算：一般利用以下公式进行计算：式中式中S SC,PC,P为准直器和模体的散射线造成的为准直器和模体的散射线造成的总散射校正因子总散射校正因子，定义为实际射野在模体中的输出剂量率与参考射野定义为实际射野在模体中的输出剂量率与参考射野(10cm(10cm 10cm)10cm)在模体中的输出剂量率之比。在模体中的输出剂量率之比。2022-7-2745(三三)组织模体比和组织最大剂量比组织模体比和组织最大剂量比组织模体比组织模体比(TPR)(TPR)定义为模体中定义为模体中射野中心轴射野中心轴上任意一点的剂量上任意一点的剂量率与率与空

32、间同一点空间同一点模体中模体中射野中心轴上参考深度射野中心轴上参考深度(t(t0 0)处同一射处同一射野的剂量率之比：野的剂量率之比：TPR(d,FSZTPR(d,FSZd d)式中式中 是模体中射野中心轴上深度是模体中射野中心轴上深度d d处的剂量率；处的剂量率；为为空间同一位置参考深度处的剂量率；参考深度空间同一位置参考深度处的剂量率；参考深度t0t0一般取一般取5cm5cm或或10cm10cm。0tdDD dD2022-7-2746当当t t0 0=d=dm m时，时，TPR TPR 变为变为 TMRTMR：TMR(d,FSZTMR(d,FSZd d)=TPR(d,FSZ)=TPR(d,

33、FSZd d)t t0=dm0=dm=/=/=/=/式中式中 意义同上，意义同上，为空间同一位置最大剂量点深度为空间同一位置最大剂量点深度处的剂量率。处的剂量率。dDmdDdDmDdDmD2022-7-2747五、等剂量分布前面所述的只限于射野中心轴上的百分深度剂量。实际前面所述的只限于射野中心轴上的百分深度剂量。实际治疗中，还需要了解模体中治疗中，还需要了解模体中射野中心轴以外射野中心轴以外诸点的剂量。诸点的剂量。将模体中百分深度剂量将模体中百分深度剂量相同的点相同的点连接起来，即成连接起来，即成等剂量等剂量曲线曲线。2022-7-2748下图为钴下图为钴6060射线固定源皮距（射线固定源皮

34、距（SSDSSD）和固定等中心（）和固定等中心（SADSAD）照）照射时射野的等剂量曲线，从图中可以看出射时射野的等剂量曲线，从图中可以看出X(X()射线等剂量射线等剂量曲线的特点：曲线的特点：2022-7-27491 1、同一深度处，、同一深度处，射野中心轴上的剂量最高射野中心轴上的剂量最高，向射野边缘，向射野边缘剂量逐渐减少。剂量逐渐减少。2 2、在射野、在射野边缘附近边缘附近（半影区），剂量随离轴距离增加逐（半影区），剂量随离轴距离增加逐渐减少。这种减少，一方面由于几何半影、准直器漏射引渐减少。这种减少，一方面由于几何半影、准直器漏射引起，一方面由于侧向散射的减弱引起。起，一方面由于侧向

35、散射的减弱引起。3 3、射野、射野几何边缘以外几何边缘以外的半影区的剂量主要由模体的的半影区的剂量主要由模体的侧向侧向散射散射、准直器的漏射线准直器的漏射线和和散射线散射线造成。造成。4 4、准直范围外较远处的剂量由、准直范围外较远处的剂量由机头漏射线机头漏射线引起引起2022-7-2750(一一)影响等剂量分布的因素影响等剂量分布的因素射线能量射线能量：下图给出了三种不同能量射线的等剂量曲线。：下图给出了三种不同能量射线的等剂量曲线。由图可以看出：由图可以看出：1 1、三组曲线在线束边缘很不相同三组曲线在线束边缘很不相同。200kv X200kv X射线的曲线，射线的曲线，在线束边缘突然中断

36、。钴在线束边缘突然中断。钴60 60 射线及高能射线及高能X X射线穿透能力比较射线穿透能力比较强，单一准直器无法吸收掉全部射线，总有一部分穿过准直强，单一准直器无法吸收掉全部射线，总有一部分穿过准直器边缘。低能器边缘。低能X X射线恰恰相反，造成边缘剂量不连续现象。射线恰恰相反，造成边缘剂量不连续现象。2022-7-27512 2、200kV X200kV X射线的边缘散射多射线的边缘散射多，并明显随射野增大。而，并明显随射野增大。而钴钴6060 射线及高能射线及高能X X线边缘散射少，并随射野增大不明显。线边缘散射少，并随射野增大不明显。3 3、随着、随着能量升高能量升高，射野中心部分等剂

37、量曲线由，射野中心部分等剂量曲线由弯曲弯曲（200kV X200kV X射线）逐渐射线）逐渐平直平直（高能（高能X X射线），这主要由于高射线），这主要由于高能能X X射线的散射线主要射线的散射线主要向前向前，而低能，而低能X X射线的散射线射线的散射线各方向各方向都都有的缘故。有的缘故。2022-7-2752源皮距源皮距和和放射源大小放射源大小对钴对钴6060 射线剂量分布影响较大，射线剂量分布影响较大，高能高能X X射线几何半影几乎为零，但仍有穿透和散射半影；射线几何半影几乎为零，但仍有穿透和散射半影；射野平坦度和对称性是描述射野剂量分布特性的重要指标。射野平坦度和对称性是描述射野剂量分布

38、特性的重要指标。射野平坦度射野平坦度一般定义为在一般定义为在等中心处等中心处（位于（位于10cm10cm模体深度下）模体深度下）或标称源皮距下或标称源皮距下10cm10cm模体深度处，模体深度处，最大射野最大射野L L的的8080宽度内宽度内最大最小最大最小剂量偏离中心轴剂量的相对百分数。剂量偏离中心轴剂量的相对百分数。2022-7-2753按照按照IECIEC标准，射野平坦度应好于标准，射野平坦度应好于3 3。在。在8080射野射野宽范围内，取宽范围内，取偏离偏离中心轴中心轴对称的两点对称的两点的剂量率的差值与中的剂量率的差值与中心轴上剂量率比值的百分数称为射野的心轴上剂量率比值的百分数称为

39、射野的对称性对称性，其大小也，其大小也应该不超过应该不超过3 3。2022-7-2754(二二)射野离轴比射野离轴比射野离轴比射野离轴比(OAR)(OAR)是射野等剂量曲线分布的另一种表示方法。是射野等剂量曲线分布的另一种表示方法。2022-7-2755六、处方剂量计算(一一)处方剂量处方剂量处方剂量处方剂量定义为对已确认的射野安排，欲达到一定的定义为对已确认的射野安排，欲达到一定的靶区靶区(或肿瘤或肿瘤)剂量剂量 D DT T，换算到，换算到标准水模体内标准水模体内每个所用射野的射野每个所用射野的射野中心轴上最大剂量点处中心轴上最大剂量点处的剂量的剂量D Dm m，单位是，单位是cGycGy

40、。对加速器上的剂量仪，一般使参考射野在标称源皮距（对加速器上的剂量仪，一般使参考射野在标称源皮距（SSDSSD）或标称源轴距（或标称源轴距（SADSAD）处，标定成）处，标定成1cGy=1MU1cGy=1MU。MUMU为加速器剂为加速器剂量仪的监测量仪的监测跳数跳数。处方剂量是通过相应的射野安排和照射技术与靶区剂量发生处方剂量是通过相应的射野安排和照射技术与靶区剂量发生关联，它并不等于靶区剂量。关联，它并不等于靶区剂量。2022-7-2756(二二)加速器剂量计算加速器剂量计算SSDSSD照射照射：加速器上的剂量仪的读数，在标称：加速器上的剂量仪的读数，在标称SSDSSD（通常（通常SSD=1

41、00cmSSD=100cm）和模体内）和模体内10 x10cm10 x10cm射野中心轴上最大剂量点处，射野中心轴上最大剂量点处，用标准的或经校准的剂量仪进行标定，刻度为用标准的或经校准的剂量仪进行标定，刻度为1MU=1cGy1MU=1cGy。根。根据下式，由靶区剂量据下式，由靶区剂量D DT T可计算出处方剂量可计算出处方剂量D Dm m：2022-7-2757式中，式中，FSZFSZ为为表面射野表面射野大小，大小，FSZFSZ0 0为为等中心处的射野等中心处的射野大小，大小，二者的关系为二者的关系为FSZFSZ0 0=FSZ x(SAD/SSD)=FSZ x(SAD/SSD)如果射野输出因

42、子如果射野输出因子OUFOUF在在SADSAD测量，同时测量，同时SSD=SADSSD=SAD时，则式中时，则式中FSZFSZ0 0=FSZ=FSZ。SSDSSD因子可表示为：因子可表示为：式中式中SCDSCD为校准测量时，源到电离室中心的距离。如果测量为校准测量时，源到电离室中心的距离。如果测量是在是在标称源皮距标称源皮距处测量，则处测量，则SSDSSD因子因子=1=1。2022-7-2758例：例：能量为能量为8MV8MV的的X X线，加速器剂量仪在线，加速器剂量仪在SSD=100cmSSD=100cm，dm=2cmdm=2cm处，处，101010cm10cm射野，校准为射野，校准为1MU

43、=1cGy,1MU=1cGy,若某患者的肿若某患者的肿瘤瘤深度深度d=10cmd=10cm、用、用151515cm15cm的射野、的射野、SSD=100cmSSD=100cm，求每次肿，求每次肿瘤剂量给瘤剂量给200cGy200cGy时的处方剂量时的处方剂量DmDm。注意：测量时，SSD=100cm，所以SSD因子=1。并且，照射时，SSD也是100cm，即SSD=SAD，所以FSZ0=FSZ。2022-7-27592022-7-2760SADSAD照射：照射：等中心照射，一般用等中心照射，一般用TMRTMR值计算。如果加速器仍按上述方法值计算。如果加速器仍按上述方法校准，则校准，则SADSA

44、D技术的处方剂量技术的处方剂量DmDm由下式计算：由下式计算：2022-7-27612022-7-2762如果射野的等剂量分布曲线或不同深度的射野离轴比已知，如果射野的等剂量分布曲线或不同深度的射野离轴比已知，则射野内任意离轴点的剂量，可以直接从等剂量分布曲线则射野内任意离轴点的剂量，可以直接从等剂量分布曲线上查得，或利用离轴比进行计算。上查得，或利用离轴比进行计算。如图中的如图中的Q Q点剂量，由等剂量曲线得知，点剂量，由等剂量曲线得知，D DQ Q=D=Dm m x 40%x 40%；或，因或，因Q Q点位于点位于OAR=0.9OAR=0.9的离轴比线上，位于同的离轴比线上，位于同深度处射

45、野中心轴上深度处射野中心轴上Q Q点的百分深度剂量查表点的百分深度剂量查表得得PDDPDDQ Q=44.4%=44.4%，则，则Q Q点的剂量为点的剂量为D DQ Q=D=Dm m x PDD x PDDQ Q x OARx OARQ Q=D=Dm m x 0.444 x 0.9 x 0.444 x 0.9=D=Dm m x 40%x 40%(三三)离轴点剂量计算离轴点剂量计算-Day氏法氏法2022-7-2763但在临床使用中，但在临床使用中，不是不是所有使用射野的等剂量分布曲线或所有使用射野的等剂量分布曲线或离轴比值都可以查表得到，所以离轴比值都可以查表得到，所以DayDay于于19501

46、950年提出一种简年提出一种简易计算法，易计算法，只用只用射野中心轴上的百分深度剂量就可以算的射野中心轴上的百分深度剂量就可以算的射野内射野内及及射野外射野外任意点的剂量。任意点的剂量。如下图所示，过如下图所示，过Q Q点作两条平行于矩形野边的直线，将射点作两条平行于矩形野边的直线，将射野分割成四部分，并以每部分的长、短边长建立起野分割成四部分，并以每部分的长、短边长建立起二倍二倍于于其相应其相应长、短边长长、短边长的计算矩形野，的计算矩形野，Q Q点的百分深度剂量点的百分深度剂量PDDPDDQ Q等于等于四个矩形野百分深度剂量四个矩形野百分深度剂量和和的的四分之一四分之一，即：，即：2022

47、-7-27642022-7-2765DayDay氏法也可以用于氏法也可以用于射野外任意点剂量射野外任意点剂量的计算，如下图所示，的计算，如下图所示，为计算为计算Q Q点的剂量，首先过点的剂量，首先过Q Q点作以点作以Q Q点为其中心轴的矩形野点为其中心轴的矩形野2c2cb b，然后在此矩形野右侧作原射野，然后在此矩形野右侧作原射野a ab b的镜像野的镜像野axbaxb，则，则Q Q点的百分深度剂量点的百分深度剂量等于等于大矩形野大矩形野(2a+2c)(2a+2c)bb的的PDDPDD与矩与矩形野形野2c 2c b b的的PDDPDD的差值的的差值的1/21/2。2022-7-2766七、不规

48、则射野除方形野矩形野和圆形野以外的其它任何形状的射野，除方形野矩形野和圆形野以外的其它任何形状的射野，都称作都称作不规则射野不规则射野。形成不规则射野的射野挡块厚度，一。形成不规则射野的射野挡块厚度，一般为般为5 5个半价层个半价层，可将原射线的剂量减低到，可将原射线的剂量减低到3 3左右。左右。2022-7-2767八、楔形照射野为适应临床治疗的需要，通常在射线束的途径上加特殊滤过器为适应临床治疗的需要，通常在射线束的途径上加特殊滤过器或吸收挡块，或吸收挡块，对线束进行修整对线束进行修整，获得，获得特定形状特定形状的剂量分布。的剂量分布。楔形滤过板（简称楔形板）是最常用的一种滤过器。楔形板通

49、楔形滤过板（简称楔形板）是最常用的一种滤过器。楔形板通常是用高密度材料如常是用高密度材料如铜铜或或铅铅做成的楔形挡块。做成的楔形挡块。2022-7-2768为楔形板的为楔形板的楔角楔角，它和下述的楔形角，它和下述的楔形角有一定的比例关系，有一定的比例关系，但但不等于不等于楔形角楔形角。W W（即（即ABAB）为楔形板的板宽，）为楔形板的板宽，L L（即（即BCBC）为）为楔形板的板长。楔形板的板长。楔形板连同固定托架通常放在准直器上侧楔形板连同固定托架通常放在准直器上侧近源位置近源位置，如，如Philips Philips SLSL系列加速器；系列加速器；或准直器下侧或准直器下侧远源位置远源位

50、置，如，如VarianVarian或或SiemensSiemens加速器加速器2022-7-2769(一一)楔形野的等剂量分布与楔形角楔形野的等剂量分布与楔形角楔形板的用途和楔形角的定义：楔形板的用途和楔形角的定义：按按ICRUICRU统一规定，楔形板对统一规定，楔形板对平野剂量分布的修正作用平野剂量分布的修正作用，用楔形，用楔形角角表示，并且表示，并且楔形角应定义在某一参考深度处楔形角应定义在某一参考深度处。当具有一定能量的当具有一定能量的X(X()射线入射人体后，随深度的增加，射线射线入射人体后，随深度的增加，射线的能量因散射线越来越多而逐渐减低，因此的能量因散射线越来越多而逐渐减低，因此