肿瘤放射物理学-第八章-X(γ)射线剂量学.pptVIP

第八章 X(γ)射线剂量学;一、人体模型;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。 对X(γ)射线，如果某种材料的总线性(或总质量)衰减系数与被替代组织的完全相同，则等厚度的该种材料和被替代的组织将使X(γ)射线衰减到相同的程度，那么这种材料就是被替代组织的X(γ)射线替代材料。 对电子束，如果等厚度的替代材料和被替代组织对电子束的吸收与散射相同，则它们的总线性(或总质量)阻止本领和总线性(或质量)角散射本领一定完全相同。;一般情况下，适合X(γ)射线的组织替代材料一定是电子束的组织替代材料。 为了保证等体积的组织替代材料和被替代组织的质量相等，两者的质量密度(物理密度)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X射线、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，以有机玻璃和聚苯乙???最为常用。;(二)组织替代材料间的转换 对中高能X(γ)射线，康普顿效应为重要形式，当两种模体材料的电子密度相等时，则认为它们彼此等效。对水的等效厚度T水为： T水＝ T模体 × ρ模体 × (Z/A)模体 / (Z/A)水 式中T水为T模体的等效水厚度(cm)，ρ模体为模体材料的物理密度(g ? cm-3)；Z为材料的原子序数；A为材料的原子量。;对低能X射线，光电效应为主要形式，两种模体材料通过下式等效： T水＝ T模体 × ρ模体 × (Z模,有效 / Z水,有效)3;对高能X射线，电子对效应为主要形式，两种模体通过下式等效： T水＝ T模体 × ρ模体 × (Z模,有效 / Z水,有效) 对电子束，模体材料通过模体中电子注量进行等效： T水＝ T模体 × ρ模体 × (R0)模体 / (R0)水 或 T水＝ T模体 × Cpl 式中(R0)模体，(R0)水分别为电子束在两种材料中的连续慢化近似射程。;由组织替代材料组成的，用来模拟各种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或器官的相互作用的物理过程的装置，称为模体（phantom）ICRU对模体作了如下的分类： 标准模体 长、宽、高分别为30cm的立方水模，用于X(γ)射线、电子束、中子束吸收剂量的测定和比对。 均匀体模 用固态水或干水组织替代材料加工成的片形方块，构成边长为30cm或25cm的立方体，替代水模体作为吸收剂量和能量的常规检查。;标准水模;人体模体 分均匀型和不均匀型，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。后者用人体各种组织（包括骨、肺、气腔等）的相应的组织替代材料加工而成。;组织填充模体（bolus） 用组织替代材料制成的组织补偿模体，直接放在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。;二、百分深度剂量分布;照射野：临床剂量学中规定模体内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大小。 参考点：规定模体表面下照射野中心轴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d0。400kV以下X射线，参考点d0 =0。高能X射线，参考点选在射野中心轴上最大剂量点位置d0 = dm 。;校准点：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dc。 源皮距(SSD)：放射源到模体表面照照射野中心的距离。 源瘤距(STD)：放射源沿照射野中心轴到肿瘤内所考虑点的距离。 源轴距(SAD)：放射源到机架旋转轴或机器等中心的距离。;;(二)百分深度剂量 1、百分深度剂量的定义 百分深度剂量(PDD)定义为照射野中心轴上某一深度d处的吸收剂量率 与参考点深度d0处剂量率 的百分比： 对能量≤400kV的X射线，因参考点取在模体表面(d0=0)，上式变为： 式中 为射野中心轴上皮肤表面的剂量率。;Date;对高能X(γ )射线，因为参考点取在射野中心轴上最大剂量点深度dm处，上式变为： 式中 为射野中心轴上最大剂量点处的剂量率。 对于钴60γ射线，最大剂量点在5mm处，对8MV X射线，最大剂量点在2cm处。;2、建成效应 下图给出钴60γ射线两种不同准直器A，B的百分深度剂量随着表面下深度的变化情况。对B型准直器（距表面20cm），百分深度剂量在表面为33%，到4~6mm处达到100%。随着深度进一步增加，变化比较慢。从表面到最大剂量深度区域称为剂量建成区域，此区域剂量随深度增加而增加。;2、建成效应 剂量建成区由以下物理原因造成： ①当高能X(γ)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； ②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；;2、建成效应 ③由于