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放射治療計量學.ppt

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放射物理計量學楊寶龍 一、定義 1.照射野(field) 由準直器確定射線束的邊界,并 垂直于射線束中心軸的射線束平面 稱為照射野。照射野劑量學 照射野及照射野劑量分布的描述 2.射線束中心軸 (beam axis) 定義為射線束的對稱軸, 并與由光 闌所確定的射線束中心, 準直器的 轉軸和放射源的中心同軸。射線束(beam) 從放射源出發沿著光子或電子等輻射粒子傳輸方向,其 橫截面的空間范圍稱為射線束。 5、源軸距(SAD) 從放射源前表面沿射線束中心軸到等中心的距離。 4、 源皮距(SSD) 由放射源前表面沿射線中心軸到受照射物體表面的距離。7、模體(體模) 射線入射到人體時發生散射與 吸收,能量與強度逐漸損失,劑量 監測及驗證研究過程中不可能在人 體進行,常常使用模體(體?;蚣?人)。 假人:是用一種組織等效 材料做成的模型代替人的身體,簡 稱體模(假人)。 6 、參考點(Reference point) 規定模體表面下照射野中心軸上某一點, 為劑量計 算或測量參考點,表面到參考點的深度D。對于勢能低于 400kV的X射線,該點為模體表面。高能X線(γ)射線 定義為最大劑量點位置。 劑量學參數 1、平方反比定律(ISL) 指放射源在空氣中放射性強度(可表示為照射量率和吸收劑量率),隨距離變化的基本規律。 2、百分深度劑量(parentage depth dose PDD) 百分深度劑量是最常用的照射野劑量學參數之一,定 義為水模體中,以百分數表示的射線中心軸,某一深度處 的吸收劑量與參數深度的吸收劑量的比值 PDD(E、S、W、D)=Dx/Dy×100% 其中: E :射線束能量 S :源到水模體表面距離 W:水模體表面的照射野大小 D: 水模體中任意深度 影響百分深度劑量分布的因素: 射線能量 照射野 源皮距 深度。 對于不同類型的射線束,如目前應用的X、γ射線和高能電子束,其百分深度劑量及影響因素的特性不同,根據各個不同類型的機器,需具體測量和建立不同射線束的百分深度劑量數據。 組織模體比(Tissue phantom ratio, TPR)和 組織最大劑量比(Tissue maximum ratio, TMR) a、組織模體比:指對于高能量光子,不依賴于源皮距變化而改變的劑量學參數叫組織模體比。 定義為水模體中,射線束中心軸某一深度的吸收量與距放射源相同距離的同一位置,標準深度處吸收劑量的比值,公式表示為:TPR(E、Wd、d)= Dx/Dx`` b、組織最大劑量比 TMR: 標準深度的選擇依賴于光子射線的能量 組織模體比與組織最大劑量比都表示空間同一位置,水模體中某一深度的吸收劑量與其位于標準深度或參考深度的吸收劑量比值,因此影響這兩個參數變化的因素為能量、照射野和深度。 PDD和TMR作處方劑量計算有何異同 常規放射治療的處方劑量計算,最常用的劑量參數是百分深度劑量(PDD)和組織最大劑量比(TMR)。前者用于固定源皮距照射技術的劑量計算,而后者由于不依賴于源皮距而變化, 主要用于等中心或旋轉照射技術。 這兩個劑量學參數既有聯系又有完全不同的意義。 1、百分深度劑量描述的是空間不同位置的劑量兩點之間的劑量比值; 2、除物理定義不同以外,在臨床應用中,也有很大區別,PDD主要應用固定源皮距(SSD)照射技術。其照射野的大小則在摸體表面。 3、PDD通常選擇標準源皮距條件下的最大劑量深度做劑量參考點. 4、劑量參考點的幾何位置不同即距放射源的距離不同。 比較: 1、組織最大劑量比(TMR): 描述的是空間同一位置(即距輻射源的距離相同)但處于不同深度的劑量比值。 2、臨床應用中TMR 主要用于等中心照射技術,照射野的大小則以等中心的位置確定。 3、TMR以等中心位置正處于最大劑量深度時作劑量參考點。5、 準直器散射因子Sc( collimator scatter factor)和 模體散射因子Sp(phantom scatter factor) 統稱為總散射因子。 概念: 模體中某一點吸收劑量,是由接受兩部分射線造成的: ①經由治療機準直器準直入射的射線束; ②另一部分是由模體中產生的散射線。 準直器散射因子也稱輸出因子(output factor),定義為空氣中某一大小照射野的輸出劑量與參考照射野(通常10×10cm)的輸出量之比。 ⑴準直器散射因子反映的是有效源射線隨 照射野變化的特點。 有效原射線:指原射線和經準直器產生的散射線之和。 ⑵模體散射因子: 保持準直器開口不變, 模體中最大劑量點處某一照射野的吸收劑量, 與參考照射野(通常10×10cm)吸收劑量之比。 X (γ)射線照射野劑量分布的特點 一、X, (γ)射線百分深度劑量特點 PDD受射線能量、模體深度、照射野大小和 源皮距離 的影響。 臨床放療中,最常用的是Χ、γ射線。例如:1、X射線治療機產生的勢能在400kV以下的中低能 X線,用來做淺表腫瘤的治療等。 2、醫用加速器產生的高能(MV級)X射線。 3、 60鈷治療機產生的γ射線。 1、能量和深度的影響。 中低能X線:最大劑量點基本位于或接近模體表面,隨著深度的增加,深度劑量逐漸減少。 對于較深部位位于中線的腫瘤治療, 高能X、(γ)射線的劑量建成效應,要優于中低能 X射線。 表面劑量低可使皮膚、皮下組織得到保護。 一、X, (γ)射線百分深度劑量特點劑量建成區:指從表面到最大劑量點深度稱劑建成區。 。省略部分。面劑量87% 20-25 MeV電子線 表面劑量>90% 當照射野小時,一部分電子被散射出照射野,中心軸劑量隨深度的增加而迅速變小。 當照射野大時, 較淺部位中心軸上電子的散射損失,被照射野邊緣的散射電子補償,逐漸達到平衡。PDD不再隨照射野增加而變化.3、照 射 野 對 百 分 深 度 劑 量 的 影 響4、源皮距對百分深度劑量的影響 為保持電子線劑量分布特點,加速器對 限光筒設計要求: ⑴、緊貼皮膚表面 ⑵、或僅留有5cm 空隙 臨床工作中除了特殊要求外,應保持源 皮距不變,否則,必須具體測量有關參數的 變化。5、臨床中選擇電子線能量 要根據靶區深度及靶區后正常組織耐受量考慮 例如:⑴、靶區后部正常組織耐受量高, 以90%等劑量曲線,包括靶區來選擇電子束能量。⑵、如果靶區后部正常組織的耐受量低 (如乳腺癌的術后治療), 應以保證胸壁和肺的界面處百分深度劑量不超過80% 來選擇射線能量,以保護肺組織。 電子線能量選擇公式:Eo≈d×3+2~3 MeV d:為靶區后緣的深度 如:2×3+2~3 MeV=9 MeV(能量) 5×3+2~3 MeV= 18 MeV(能量)二、 電子束的等劑量分布三、電子線射野均勻性及半影 垂直于電子束射野中心軸平面的劑量分布,可以用射野的平均性、平坦度及半影來描述。四、 電子線的輸出劑量 五、組織不均勻性校正 在不均勻性組織如骨、肺和氣腔中,電子束的量分布會發生變化, 應對其校正, 通常采 用 的方法為等效厚度系數法。六、電子線補償技術 電子線補償技術用于: 1、補償人體不規則的外輪廓。 2、減弱電子束的穿透能力。 3、提高皮膚劑量。 例如,胸壁照射不加補償時,肺前緣的劑量較高80%,加補償時,降低肺前緣受量,又減弱了高劑量區的劑量。 材料有:石蠟、聚苯乙烯、有機玻璃等。 七、電子束照射野的銜接技術 一些特殊部位病變的照射,如全腦、全脊 髓照射中的脊髓野、乳腺癌術后的胸壁照射野 等。 因單一電子線不可能包括整個靶區,需要 采用多個相鄰野銜接,有可能使靶區內超量或 欠量。 電子線照射野銜接的方法: 皮膚表面相鄰野之間 1、留間隙 2、兩野共線,最終使其50%等劑量曲線 在所需要的深度相交,形成較好的劑量分布 3、無論什么方式,是以靶區劑量分布均 勻為前提。 電子線照射野銜接的條件: 1、 電子線治療腫瘤大多數位于表淺部 位,治療區域內無敏感器官; 2、 如果已經注意到了可能出現熱點的 位置和低劑量范圍; 3、 臨床認為可以接受。 相鄰照射野(包括X、γ射線照射野相鄰), 就可以在皮膚表面共線銜接。(八)、電子線照射野擋鉛技術 臨床應用中,根據加速器產地不同, 電子線限光筒大小不同,一般標準限光筒 分方形、長方形、圓筒形等。 面積有10×10、15×15、20×20、 25×25 cm等;圓直徑有6、8、10、15等。 無論形狀如何之多,腫瘤不按其規定 生長。 1、限光筒: 標準電子線限光筒,模室按照射野形 狀,鉛擋所形成的照射野。電子線限光筒要適合照射野 形狀,必須將周邊屏蔽、隱蔽、遮擋。 2、要通過模室人員制作(每個病人一套)。 3、鉛遮擋對劑量參數有一定的影響, 與電子線能 量和遮擋后照射野面積大小有關。 4、應該注意的是:擋鉛形成的照射野 a、較高能量時,照射野小于8×8cm,治療深 度變淺、梯度變小; 較低能量時沒有變化。 b、射野輸出因子變化明顯,照射野越小,輸 出因子越大。近距離放療劑量學基礎概述 近距離放射治療已經有100多年的歷史, 是放射治療 的一個重要組成部分,包括:腔內治療、管內治療、組 織間插植、敷貼等。 接受近距離治療的患者占放療患者的5~10%左右。 它具有一整套(完整)的物理、劑量學及放射生物學的 特點。近幾年來,放射腫瘤學不斷發展,并開展了血管 內照射(PTCA)、粒子植入等方法。 近距離放療按參考點劑量率大小劃分以下幾種類型: 低劑量率: 2 Gy/h 中劑量率: 2-12 Gy/h 高劑量率: >12 Gy/h近距離放療使用的放射源 放射源: 目前國內臨床上用的大多是192銥(Ir-192)、 137銫(Cs-137)、252锎(Cf-252)。 植源方式: 1、手工:用低劑量率,易于防護。 2、后裝:將源放到施源器上,植放于人體。 自然腔隙管道,將空心針管植入瘤體,再導入放 射源。后裝方式均由計算機程控操作。 腔內治療適應癥:主要作為宮頸癌的治療。 1、宮頸癌治療包括兩部分: 腔內治療:針對原發灶A 點的治療。 外照射:針對轉移灶B點 的治療。 只有腔內和外照射相結合,才能使在盆腔內形成以宮頸為中心的有效劑量區。 任何一種方法不能 替代宮頸癌的腔內照射。 3、 血管內照射(PTCA): 最近幾年新興的用于治療血管非腫瘤疾病熱門新 技術。但血管的介入、插管治療后的復發、再狹窄等 問題也是血管成型術的主要并發癥,發生率達40%。發 病在3個月到半年時間. 許多專家又發明了:①支架、 ②冠脈內旋切術、 ③激光冠脈成形術等多種技術, 以預防再狹窄的問題。 4、放射線治療瘢痕: 預防瘢痕組織形成,手術后24小時內,9MEV,3Gy,5次。2、食管癌、鼻咽癌殘留腫瘤、肺癌的治療
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