1、放射治療技術(shù)第二章 放射(fngsh)物理學(xué)基礎(chǔ)共五十三頁(yè)內(nèi)容(nirng)復(fù)習(xí)：1、腫瘤臨床治療的三大主要手段？2、放療的根本目的？3、放療作為腫瘤治療局控手段，其作用體現(xiàn)的三個(gè)方面是什么？4、放射治療技術(shù)人員應(yīng)具備哪些最主要的知識(shí)？共五十三頁(yè)共五十三頁(yè)共五十三頁(yè)共五十三頁(yè)教學(xué)(jio xu)目標(biāo)1、掌握常用放射線的物理特性(txng)2、掌握常用放射線和電子線的劑量學(xué)原則、影響高能放射線百分深度劑量及等劑量曲線的因素共五十三頁(yè)共五十三頁(yè)電離輻射是一切能引起物質(zhì)電離的輻射總稱(chēng)，其種類(lèi)很多，高速帶電粒子有粒子、粒子、質(zhì)子，不帶電粒子有中子以及X射線、射線。射線是氦核，只要用一張紙就能擋住，但吸

2、入體內(nèi)危害大；射線是電子流，照射皮膚后燒傷明顯。這兩種射線由于穿透力小，影響距離比較近只要輻射源不進(jìn)入體內(nèi)，影響不會(huì)太大射線的穿透力很強(qiáng)，是一種波長(zhǎng)很短的電磁波。輻射和X射線相似，能穿透(chun tu)人體和建筑物，危害距離遠(yuǎn)。共五十三頁(yè)X () 線與物質(zhì)(wzh)相互作用的方式光電效應(yīng)(un din xio yng)康普頓效應(yīng)電子對(duì)效應(yīng)共五十三頁(yè)光電效應(yīng)(un din xio yng)光子高速前進(jìn)，在物質(zhì)中與電子相撞，光子將全部能量用于擊出電子，并賦予電子高速前進(jìn)的動(dòng)能(dngnng)，這種現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。(光電效應(yīng)主要發(fā)生在低kV級(jí)的 X線，骨吸收高于肌肉和脂肪)共五十三頁(yè)康普頓效應(yīng)(

3、xioyng)隨著入射光子能量的增加 ( 200kV-2 MV)，光子與軌道上電子相撞，光子將部分能量轉(zhuǎn)移給電子，使電子快速前進(jìn)(反沖電子)，而光子本身則以減低(jind)之能量，改變方向，繼續(xù)前進(jìn)(散射光子)，這種現(xiàn)象叫做康普頓效應(yīng)。共五十三頁(yè)電子對(duì)效應(yīng)(xioyng)入射光子能量大于1.02MV時(shí)，光子可以與原子核相互作用，使入射光子的全部能量轉(zhuǎn)化成為具有一定能量的正電子和負(fù)電子，這就是(jish)電子對(duì)效應(yīng)。共五十三頁(yè)高能(gonng)X線的物理特性共五十三頁(yè)高能X線的物理(wl)特性穿透作用：X線可穿透一般可見(jiàn)光不能穿透的物質(zhì)，它的穿透能力和X線光子能量有關(guān)。電離作用：物質(zhì)受X線照射時(shí)

4、，使核外電子脫離原子軌道，這種作用叫做電離作用。在人體內(nèi)可誘發(fā)(yuf)各種生物效應(yīng)，因此電離作用是X線損傷和治療的物理基礎(chǔ)。共五十三頁(yè)常用放射線的物理特性(txng)高能X線熒光作用：X線使物質(zhì)發(fā)生熒光的作用叫熒光作用。熒光強(qiáng)弱與X線的量成正比，這是X線應(yīng)用于透視的基礎(chǔ)。熱作用：物質(zhì)吸收(xshu)的X線能大部分轉(zhuǎn)化為熱能，使物體溫度升高。干涉、衍射、反射、折射作用共五十三頁(yè)（一）穿透(chun tu)作用X射線透視(tush)和攝影的物理基礎(chǔ)共五十三頁(yè)（二）電離作用X射線損傷和治療(zhlio)的物理基礎(chǔ)共五十三頁(yè)（三）熒光(ynggung)作用X射線(shxin)透視的物理基礎(chǔ)共五十三頁(yè)

5、常用放射線的物理(wl)特性60鈷線穿透力強(qiáng)：相對(duì)低能X線保護(hù)皮膚：最大能量吸收在皮下0.5cm骨與軟組織具有(jyu)相同吸收旁向散射少經(jīng)濟(jì)、可靠共五十三頁(yè)（一）穿透力強(qiáng)共五十三頁(yè)（二）保護(hù)(boh)皮膚劑量建成效應(yīng)：百分深度(shnd)劑量在體模內(nèi)存在吸收劑量最大值，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為劑量建成效應(yīng)共五十三頁(yè)（三）骨和軟組織具有同等(tngdng)吸收共五十三頁(yè)帶電粒子與物質(zhì)(wzh)的相互作用與原子核外電子發(fā)生非彈性(tnxng)碰撞；與原子核發(fā)生非彈性碰撞；與原子核發(fā)生彈性碰撞；與原子核發(fā)生核反應(yīng)。共五十三頁(yè)高能(gonng)電子線的物理特性射程有限，穿透深度淺，避免對(duì)深部組織的照射。易于散

6、射，表面劑量高，適合于表淺腫瘤照射。加速器產(chǎn)生的電子線為單能窄束，需經(jīng)過(guò)散射箔散射或電磁(dinc)偏轉(zhuǎn)后才能使用。臨床中需加用限光筒形成治療所用射野。共五十三頁(yè)高能(gonng)電子線的物理特性隨著電子束限光筒到患者皮膚距離的增加，射野的劑量均勻性迅速變劣、半影(bn yn)增寬百分深度劑量隨射野大小特別在射野較小時(shí)變化明顯。不均勻組織對(duì)百分深度劑量影響顯著；基于高能電子束的上述特點(diǎn)，它主要用于治療表淺或偏心的腫瘤和浸潤(rùn)的淋巴結(jié)。共五十三頁(yè)共五十三頁(yè)質(zhì)子射線(shxin)的物理特性質(zhì)子在行進(jìn)中轉(zhuǎn)移給組織的能量（質(zhì)子能量損失）反比于質(zhì)子運(yùn)動(dòng)速度的平方，接近射程末端，能量損失最大，在計(jì)量學(xué)上呈現(xiàn)

7、典型布拉格峰型，峰值(fn zh)前劑量約為峰值(fn zh)劑量的20%。共五十三頁(yè)質(zhì)子射線(shxin)的物理特性?xún)?yōu)點(diǎn)：靶區(qū)前劑量很低，靶區(qū)后劑量等于零。質(zhì)子治療計(jì)劃設(shè)計(jì)(shj)與執(zhí)行中應(yīng)注意的環(huán)節(jié)。P21共五十三頁(yè)重離子射線(shxin)的物理特性高LET值（線性能量(nngling)傳輸）造成高RBE值（相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)）和低OER （氧增強(qiáng)比）共五十三頁(yè)常用射線的物理(wl)特性共五十三頁(yè)放射線射野劑量學(xué)共五十三頁(yè)臨床(ln chun)劑量學(xué)四原則1、腫瘤劑量準(zhǔn)確2、劑量分布均勻3、提高治療劑量4、降低周?chē)鷦┝磕褪軇┝?產(chǎn)生臨床可接受的綜合征的劑量共五十三頁(yè)高能X射線的百分深度劑量及

8、影響(yngxing)因素共五十三頁(yè)高能X線的相關(guān)(xinggun)概念放射源照射(zhosh)野中心軸照射野參考點(diǎn)源皮距（SSD）源軸距（SAD）共五十三頁(yè)百分深度(shnd)劑量定義：照射野中心軸上，體模內(nèi)深度d處的吸收劑量率Dd與參考深度do處的吸收劑量率Ddo之比。建成效應(yīng)：從機(jī)體(jt)表面到最大劑量深度區(qū)域稱(chēng)為劑量建成區(qū)域。影響因素：射線質(zhì)、射野面積、源皮距。共五十三頁(yè)60鈷線的百分(bi fn)深度劑量及影響因素共五十三頁(yè)60鈷線的能量是一定的，它的百分深度(shnd)劑量與半影有關(guān)。共五十三頁(yè)幾何(j h)半影、穿射半影、散射半影主要(zhyo)由散射半影造成，部分為穿射半影共

9、五十三頁(yè)高能(gonng)電子線的臨床劑量學(xué)劑量(jling)建成區(qū)高劑量坪區(qū)劑量跌落區(qū)X射線污染區(qū)共五十三頁(yè)影響(yngxing)電子線百分深度劑量的因素能量表面劑量(jling) 最大劑量(jling)點(diǎn)深移 劑量(jling)梯度變陡 X射線污染共五十三頁(yè)影響電子線百分(bi fn)深度劑量的因素射野面積(min j) 散射共五十三頁(yè)影響(yngxing)電子線百分深度劑量的因素源皮距源皮距 表面劑量 最大劑量點(diǎn)深移 劑量梯度(t d)變陡 X射線污染共五十三頁(yè)電子線等劑量曲線(qxin)的分布特點(diǎn)圖示為9和20MeV電子束的等劑量曲線。可惜清晰的看到等劑量曲線低值向外側(cè)擴(kuò)張(kuzhn

10、g)和高值向內(nèi)側(cè)收縮現(xiàn)象。共五十三頁(yè)臨床(ln chun)如何選擇電子線能量臨床應(yīng)用時(shí)，應(yīng)將病灶后緣(hu yun)放在D80之前，選擇電子線能量E時(shí)，可根據(jù)靶區(qū)后緣深度d決定，即E=dx3+2或3共五十三頁(yè)不均勻組織(zzh)的修正共五十三頁(yè)組織(zzh)補(bǔ)償修正射線(shxin)傾斜修正身體彎曲修正組織不均勻改善劑量分布提高表面劑量共五十三頁(yè)楔形板是用來(lái)(yn li)修飾高能X()線平野劑量分布的裝置共五十三頁(yè)臨床處方(chfng)劑量的計(jì)算吸收劑量 (absorbed dose, D)吸收劑量 D等于dE除以dm的商。即電離輻射給予質(zhì)量為dm介質(zhì)的平均能量dE。 D = dE / dm單

11、位：焦耳/千克(qink) (J/kg)。專(zhuān)用名 Gray(Gy)，1 Gy = 1 J/kg；原用單位rad，1rad = 1cGy共五十三頁(yè)臨床處方(chfng)劑量的計(jì)算照射(zhosh)量 (exposure, X)照射量 X是dQ除以dm所得的商；指射線在單位質(zhì)量的空氣中所產(chǎn)生的電離的電荷數(shù)。 X = dQ / dm單位：庫(kù)侖/千克 (C/kg)。原用單位是倫琴(R)1R = 2.5810-4 C/kg共五十三頁(yè)臨床(ln chun)處方劑量的計(jì)算1MU=1cGy戈瑞（符號(hào)：Gy）：是用于衡量由電離輻射導(dǎo)致的能量(nngling)吸收劑量（簡(jiǎn)稱(chēng)吸收劑量）的物理單位，它描述了單位質(zhì)量物

12、體吸收電離輻射能量(nngling)的大小。一戈瑞1 Gy表示每公斤物質(zhì)吸收了一焦耳的輻射能量。 1Gy=100cGy共五十三頁(yè)高能X射線的作用（透視、攝影、損傷、治療）高能電子線的作用（表淺、偏心、淋巴結(jié)）臨床劑量學(xué)四原則（準(zhǔn)、均、高、低）高能X射線百分深度劑量的影響因素（射線的質(zhì)、射野面積、源皮距）電子線的最大特性（易于(yy)散射）共五十三頁(yè)復(fù)習(xí)第二章，預(yù)習(xí)第三章完成課后思考題補(bǔ)充(bchng)：選擇電子線能量大小的根據(jù)及計(jì)算方法？共五十三頁(yè)內(nèi)容摘要放射治療技術(shù)第二章 放射物理學(xué)基礎(chǔ)。射線的穿透力很強(qiáng)，是一種波長(zhǎng)很短的電磁波。熒光作用：X線使物質(zhì)發(fā)生熒光的作用叫熒光作用。加速器產(chǎn)生的電子線為單能窄束，需經(jīng)過(guò)散射箔散射或電磁偏轉(zhuǎn)后才能使用。隨著電子束限光筒到患者皮膚距離的增加