放射治疗剂量学共26页文档

第二节
放射Байду номын сангаас疗剂量计算实例
一病人，接受半价层为3mmCu的X射线照射治疗。 该机在距X射线管焦点50cm处，照射野为8cm×8cm 时，X射线机输出照射量率为100R·min-1，肿瘤 深度为5cm，在此深度处，照射野为8cm×8cm时， 其百分深度剂量PDD（d=5cm, 8cm×8cm， SSD=550cm）=64.8%，背散射因子BSF=1.2，空气 照射量—组织吸收剂量转换因子f=0.95cGy·R-1 。据此，达到肿瘤的治疗剂量为200 cGy的开机时 间应该设定为多少？
三、射线中心轴上百分深度剂量
D d PDD 100 % D 0
四、射线中心轴上组织空气比
组织空气比：体模内射线中心轴上任一点吸收剂 量Dd与没有体模时，空间同一位置上空气吸收剂 量Dfs之比。 影响组织空气比的因素 ：组织深度、射线能量、 照射野面积和形状。与源-皮距无关 。
四、射线中心轴上组织空气比
小结
肿瘤放射治疗剂量学是对肿瘤实施放射治疗的物理基 础，放射治疗剂量学涉及辐射与组织的作用、辐射在 人体内能量沉积的规律。 不同的治疗方法其剂量计算方法及剂量学体系不同。 外照射时通常以百分深度剂量、组织空气比及组织最 大剂量比等参数描述深度剂量分布，并由此计算不同 照射条件下靶区治疗剂量及处方剂量。
第三节
一、辐射源
近距离放射治疗剂量学
二、放射源周围的剂量分布 三、腔内治疗剂量学 四、组织间治疗剂量学
一、辐射源
可用于近距离治疗的辐射源主要是γ 辐 射源，常用的有 226Ra 源 137Cs 源 60Co 源 192Ir 源
二、放射源周围的剂量分布
（一）点源辐射
ΓA X 2 r

第一节 放射治疗剂量学基本概念
一、放射治疗常用的放射源及照射方式 二、放射治疗物理学有关的名词 三、射线中心轴上百分深度剂量 四、射线中心轴上组织空气比 五、组织最大剂量比
一、放射治疗常用的放射源及照射方式
放射治疗所用的放射源和辐射源：
可释放出α 、β 和γ 射线的各种放射性核素。 常压X射线治疗机和各类医用加速器。 医用直线加速器产生的电子线及其他能产生重 粒束的加速器 。
ΓA X 2 r

第三节
一、辐射源
近距离放射治疗剂量学
二、放射源周围的剂量分布 三、腔内治疗剂量学 四、组织间治疗剂量学
一、辐射源
可用于近距离治疗的辐射源主要是γ 辐 射源，常用的有 226Ra 源 137Cs 源 60Co 源 192Ir 源
二、放射源周围的剂量分布
（一）点源辐射
二、放射治疗物理学有关的名词 （一）射线源 （二）射线中心轴 （三）照射野 （四）参考点 （五）校准点 （六）源-皮距 （七）源-瘤距 （八）源-轴距 （九）人体体模
三、射线中心轴上百分深度剂量
百分深度剂量：体模内射野中心轴上任一深度d处 的吸收剂量Dd与参考点深度d0吸收剂量D0之比的百 分数。 影响百分深度剂量的因素： 组织深度、射线能量、照射面积、源-皮距。
放射物理与防护
放射治疗剂量 学
放射物理与防护
第八章 放射治疗剂量学
王鹏程 侯立霞 泰山医学院
学习目标
掌握：肿瘤放射治疗剂量学计算的基本概念。
熟悉：影响辐射剂量分布的因素。
了解：肿瘤放射治疗的基本概念及肿瘤放射治疗
的基本方法。
主要内容
第一节 第二节 第三节
放射治疗剂量学基本概念 放射治疗剂量计算实例 近距离放射治疗剂量学

监测与调整
在治疗过程中，通过定期的影像学 检查和剂量监测，及时调整照射参 数，确保治疗的有效性和安全性。
放射治疗辐射剂量学在正常组织保护中的应用
1 2 3
保护关键器官
通过精确计算正常组织的耐受剂量，合理安排照 射野和剂量分布，以最大程度地减少对关键器官 的损伤。
降低并发症风险
通过优化放射治疗技术，降低正常组织的损伤程 度，从而减少并发症的发生风险，提高患者的生 活质量。
新型放射源和能量
研发新型放射源和能量，以实现对肿瘤的更有效 治疗和对正常组织的更好保护。
未来展望与研究方向
01
剂量学基础研究
深入研究剂量学的基本原理和技 术，为未来的技术发展奠定基础
。
03
个性化治疗研究
开展个性化放射治疗的研究，根 据患者的具体情况制定最合适的
治疗方案。
02
多学科交叉研究
加强放射治疗学、医学影像学、 生物学等学科的交叉研究，以推
放射治疗技术与方法
常规放疗
根据肿瘤大小和位置，给予固定 剂量的照射，主要用于早期肿瘤 的治疗。
立体定向放疗
利用先进的定位和照射技术，对 肿瘤进行高剂量、短疗程的治疗， 具有定位精确、剂量集中、损伤 小的优点。
调强放疗
通过调整照射野内各点的剂量强 度，使肿瘤得到均匀照射，同时 减少周围正常组织的损伤。
重要性及应用领域
重要性
精确的辐射剂量是保证放疗效果的关键，过少剂量可能无法控制肿瘤，过多剂 量则可能损伤正常组织。
应用领域
广泛应用于临床肿瘤放射治疗、放射生物学研究、放疗设备研发及质量保证等 领域。
02
放射治疗辐射剂量学基础
电离辐射与物质相互作用
01

• 从放射源在人体置放时间长短划界，近距离放 疗又可分为暂时驻留 (temporary dwell) 和永久 植入(permanent implantation)两大类： • 暂时驻留是指治疗后将施用器以及放射源回收 ； • 永久植入则是将治疗时放置的放射源永远保留 在人体内。后者尽管是一项传统技术，但由于 在治疗前列腺肿瘤方面颇为成功，以及源的不 断改进和更新，使其仍然占有一席。
传统组织间插植的巴黎剂量学系统及 步进源等效模拟
巴黎系统的剂量学原则
• 1、布源规则 巴黎剂量学系统(Paris dosimetry system ， PDS) 要求植入的放射源无论是铱丝 还是等距封装在塑管中的串源 (dbbon) 均呈直 线型、彼此相互平行、各线源等分中心位于同 千平面、各源相互等间距、排布呈正方形或等 边三角形、源的线性活度均匀且等值、线源与 过中心点的平面垂直。 • 2、源尺寸及布局与靶区的对应关系 其中S 是源 ( 针管 ) 间距， ml 和 ms 是安全边界 (safety margin) ：单平面插植中 ml 是参考等剂量线与 外侧针管的间距；多平面插植中ms是中心横断 面上参考等剂量线与外侧针管的间距的平均值
• 直肠剂量参考点(R)为阴道容器轴线与阴 道后壁交点后0.5cm处；膀胱剂量参考点 (B1) 为仰位投影片造影剂积聚的最低点 ，即Foley气囊的中心。腹主动脉旁，骼 总和外骼淋巴结参考点与Fletcher淋巴的 梯形区(lymphatic trapezoid)定义一对致
ICRU58号报告的建议 (1997年)
• 空气比释动能率常数与照射量率常数概念密切 相关，用于描述不同核素，单位活度，距源单 位距离处比释动能率大小的物理量 • 其定义是：发射光子的放射性核素的空气比动 率常数是L2乘Kair被A除的商，Kair是与活度为 A的该种核素点源，相距L，由能量大于的光子 产生的空气比释动能率 : • (Γδ )K=Kair* L2 /2

2、除物理定义不同以外，在临床应用中，也有很大区 别，PDD主要应用固定源皮距（SSD）照射技术。其照射 野的大小则在摸体表面。
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3、PDD通常选择标准源皮距条件下的最大剂量深 度做剂量参考点.
4、剂量参考点的几何位置不同即距放射源的距离 不同。
比较：
1、组织最大剂量比（TMR）: 描述的是空间同一 位置（即距辐射源的距离相同）但处于不同深度的剂
放射物理计量学
杨宝龙
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照射野剂量学
照射野及照射野剂量分布的描述
一、定义
1.照射野（field） 由准直器确定射线束的边界，并 垂直于射线束中心轴的射线束平面 称为照射野。
2.射线束中心轴 (beam axis) 定义为射线束的对称轴, 并与由光 阑所确定的射线束中心, 准直器的 转轴和放射源的中心同轴。
⑴准直器散射因子反映的是有效源射线随 照射野变化的特点。
有效原射线:指原射线和经准直器产生的散射 线之和。
⑵模体散射因子： 保持准直器开口不变， 模体中最大剂量点 处某一照射野的吸收剂量, 与参考照射野（通常 10×10cm）吸收剂量之比。
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X （γ）射线照射野剂量分布的特点
一、X, （γ）射线百分深度剂量特点 PDD受射线能量、模体深度、照射野大小和 源皮距离 的影响。
PDD和TMR作处方剂量计算有何异同
常规放射治疗的处方剂量计算，最常用的剂量参数是百 分深度剂量（PDD）和组织最大剂量比（TMR）。前者 用于固定源皮距照射技术的剂量计算，而后者由于不依赖 于源皮距而变化, 主要用于等中心或旋转照射技术。
这两个剂量学参数既有联系又有完全不同的意义。
1、百分深度剂量描述的是空间不同位置的剂量两点之 间的剂量比值；

第一节 放射治疗剂量学基本概念
一、放射治疗常用的放射源及照射方式 二、放射治疗物理学有关的名词 三、射线中心轴上百分深度剂量 四、射线中心轴上组织空气比 五、组织最大剂量比
一、放射治疗常用的放射源及照射方式
放射治疗所用的放射源和辐射源：
可释放出α 、β 和γ 射线的各种放射性核素。 常压X射线治疗机和各类医用加速器。 医用直线加速器产生的电子线及其他能产生重 粒束的加速器 。
第二节
放射治疗剂量计算实例
一病人，接受半价层为3mmCu的X射线照射治疗。 该机在距X射线管焦点50cm处，照射野为8cm×8cm 时，X射线机输出照射量率为100R·min-1，肿瘤 深度为5cm，在此深度处，照射野为8cm×8cm时， 其百分深度剂量PDD（d=5cm, 8cm×8cm， SSD=550cm）=64.8%，背散射因子BSF=1.2，空气 照射量—组织吸收剂量转换因子f=0.95cGy·R-1 。据此，达到肿瘤的治疗剂量为200 cGy的开机时 间应该设定为多少？
放射治疗的常规治疗方法。
一、放射治疗常用的放射源及照射方式
放射治疗的常规治疗方法： 体外照射，亦称远距离放射治疗，是指放射源位 于体外一定距离的照射治疗。是目前临床使用的 主要照射方法。 体内照射，亦称近距离照射。近距离治疗是将密 封放射源直接放入被治疗的组织内或放入人体的 天然腔内如鼻咽、食管、气管、宫腔等部位进行 局部照射。

第二节
放射治疗剂量计算实例
根据肿瘤治疗剂量DT=200cGy，由PDD得到最大剂 量深度处的吸收剂量，即处方剂量：
DT 200 Dm 100 % 100 %cGy 308 .6cGy PDD 0.648
最后计算得到开机照射时间：

。据此，达到肿瘤的治疗剂量为200 cGy的开机时 间应该设定为多少？
第二节 放射治疗剂量计算实例
❖ 首先得到自由空气中吸收剂量率与照射量率的转换，空气
中剂量率：
•
D
fs
=照射量率×照射量吸收剂量转换因子=100×0.95
cGy·min-1 = 95 cGy·min-1
❖ 由BSF得到最大剂量深度处的吸收剂量率：
粒束的加速器 。 放射治疗的常规治疗方法。
一、放射治疗常用的放射源及照射方式
放射治疗的常规治疗方法： ❖ 体外照射，亦称远距离放射治疗，是指放射源位
于体外一定距离的照射治疗。是目前临床使用的 主要照射方法。 ❖ 体内照射，亦称近距离照射。近距离治疗是将密 封放射源直接放入被治疗的组织内或放入人体的 天然腔内如鼻咽、食管、气管、宫腔等部位进行 局部照射。
•
Dm
•
DfsBS
F=95×1.2
cGy·min-1
=114
cGy·min-1
第二节 放射治疗剂量计算实例
❖ 根据肿瘤治疗剂量DT=200cGy，由PDD得到最大剂 量深度处的吸收剂量，即处方剂量：
D m P D TD 1% D 0 0 0 2 .60 4 10 8 % 0 c0 G 3y .6 0 c8 Gy
❖ 最后计算得到开机照射时间：
TD D•m m3101.684min2.71min
第三节 近距离放射治疗剂量学
一、辐射源 二、放射源周围的剂量分布 三、腔内治疗剂量学 四、组织间治疗剂量学
一、辐射源
可用于近距离治疗的辐射源主要是γ辐 射源，常用的有 ❖226Ra 源 ❖137Cs 源 ❖60Co 源 ❖192Ir 源
放射物理与防护

2019/5/14
小结
对近距离放射治疗，由于放射源在靠近肿瘤的位置 对其进行局部、大剂量照射，因此其剂量学体系的 建立必须考虑放射源的形态、放射的精确定位、治 疗方案的可重复性，目前近距离插值放射治疗剂量 学体系多采用巴黎系统而宫颈癌及子宫体癌多采用 曼彻斯特系统或ICRU系统。
SUCCESS
THANK YOU
TMR Dd Dm
SUCCESS
THANK YOU
2019/5/14
第二节 放射治疗剂量计算实例
一病人，接受半价层为3mmCu的X射线照射治疗。 该机在距X射线管焦点50cm处，照射野为8cm×8cm 时，X射线机输出照射量率为100R·min-1，肿瘤 深度为5cm，在此深度处，照射野为8cm×8cm时，
四、射线中心轴上组织空气比
TAR Dd Dfs
五、组织最大剂量比
组织最大剂量比：体模内射野中心轴上任意一点
的吸收剂量Dd与空间同一点体模中射野中心轴上 最大剂量点处的吸收剂量Dm之比。
组织最大剂量比受射线能量、照射野大小以及随 组织深度变化的影响情况与组织空气比相类似。
五、组织最大剂量比
组织深度、射线能量、照射面积、源-皮距。
三、射线中心轴上百分深度剂量
PDD Dd 100 % D0
四、射线中心轴上组织空气比
组织空气比：体模内射线中心轴上任一点吸收剂
量Dd与没有体模时，空间同一位置上空气吸收剂 量Dfs之比。
影响组织空气比的因素 ：组织深度、射线能量、 照射野面积和形状。与源-皮距无关 。
放射物理与防护
放射物理与防护
放射物理与防护
第八章 放射治疗剂量学
王鹏程 侯立霞 泰山医学院
学习目标

例如：1、X射线治疗机产生的势能在400kV以下的中低能 X线，用来做浅表肿瘤的治疗等。
2、医用加速器产生的高能（MV级）X射线。 3、 60钴治疗机产生的γ射线。
一、X, （。
中低能X线：最大剂量点基本位于或接近模 体表面，随着深度的增加，深度剂量逐渐减少。 对于较深部位位于中线的肿瘤治疗， 高能X、 （γ）射线的剂量建成效应，要优于中低能 X射线。 表面剂量低可使皮肤、皮下组织得到保护。
放射物理计量学
杨宝龙
照射野剂量学
照射野及照射野剂量分布的描述
一、定义
1.照射野（field） 由准直器确定射线束的边界，并 垂直于射线束中心轴的射线束平面 称为照射野。
2.射线束中心轴 (beam axis) 定义为射线束的对称轴, 并与由光 阑所确定的射线束中心, 准直器的 转轴和放射源的中心同轴。
剂量建成区：指从表面到最大剂量点深度称剂建成区。
高能 X（γ）线：
表面剂量比较低，随着深度的增加，深度剂量逐渐增 加，直至达到最大剂量点。过最大剂量点以后，深度剂量 才逐渐下降，其下降速率依赖于射线能量，能量越高，下 降的速率越慢，表现出较高的穿透能力。
2、 照射野影响
当照射野很小时，散射线也很小，随照射 野变大，散射线对吸收剂量的贡献增加，百分 深度剂量会增加， 但中低能X线的百分深度剂 量，随照射野变化要比高能X射线显著。
另有实验证明，对于小于6×8cm2的照射野,大 于6mV能量的X线在低密度介质中（如肺组织）， 边缘剂量下降较快，还会造成肺中病变的周边剂量 不足。注意的是，高能射线小野治疗肺癌时，要考 虑到剂量不足的问题。 ⑵、中低能X射线治疗肢体肿瘤、良性血管瘤 等时要慎重，因为骨组织吸收是软组织的2－4倍， 容易造成损伤。 实际工作中，受到多种因素的影响，其精度会 有所下降。其中，受照射部位不均匀组织存在是影 响剂量计算精度的重要因素

小结

对近距离放射治疗，由于放射源在靠近肿瘤的 位置对其进行局部、大剂量照射，因此其剂量 学体系的建立必须考虑放射源的形态、放射的 精确定位、治疗方案的可重复性，目前近距离 插值放射治疗剂量学体系多采用巴黎系统而宫 颈癌及子宫体癌多采用曼
1
A Γ dI L y

2
1
e
t sec
d
三、腔内治疗剂量学

传统（或经典）的腔内治疗方法主要有 三大系统，即斯得哥尔摩系统、巴黎系
统和曼彻斯特系统。
四、组织间治疗剂量学


组织间治疗亦称为插植治疗，是根据靶区 的形状和范围，将一定规格的多个放射源， 按特定的排列法则，直接插植入肿瘤部位， 以期在肿瘤部位产生高剂量照射，为了使 治疗部位获得满意的剂量，必须根据放射 源周围的剂量分布特点，按一定的规则排 列放射源。 当前在世界范围内有较大影响的是曼彻斯 特系统和巴黎系统。
二、放射治疗物理学有关的名 词
（一）射线源 （二）射线中心轴 （三）照射野 （四）参考点 （五）校准点 （六）源-皮距 （七）源-瘤距 （八）源-轴距 （九）人体体模
三、射线中心轴上百分深度剂 量 百分深度剂量：体模内射野中心轴上任一深
度d处的吸收剂量Dd与参考点深度d0吸收剂 量D0之比的百分数。
第二节 放射治疗剂量计算实 例

根据肿瘤治疗剂量DT=200cGy，由PDD得 到最大剂量深度处的吸收剂量，即处方剂 DT 200 Dm 100 % 100 %cGy 308 .6cGy 量： PDD 0.648

最后计算得到开机照射时间：
308 .6 T min 2.71 min 114 Dm
Dd TMR Dm

一、放射治疗常用的放射源及照 射方式
放射治疗所用的放射源和辐射源：
可释放出α、β和γ射线的各种放射性核素。 常压X射线治疗机和各类医用加速器。 医用直线加速器产生的电子线及其他能
产生重粒束的加速器 。
放射治疗的常规治疗方法。
一、放射治疗常用的放射源 及照射方式
放射治疗的常规治疗方法：
体外照射，亦称远距离放射治疗，是指放 射源位于体外一定距离的照射治疗。是目 前临床使用的主要照射方法。
三、射线中心轴上百分深度剂量
百分深度剂量：体模内射野中心轴上任一深 度d处的吸收剂量Dd与参考点深度d0吸收剂量 D0之比的百分数。
影响百分深度剂量的因素： 组织深度、射线能量、照射面积、源-皮距。
三、射线中心轴上百分深度剂量
PDD Dd 100% D0
四、射线中心轴上组织空气比
组织空气比：体模内射线中心轴上任一点 吸收剂量Dd与没有体模时，空间同一位置 上空气吸收剂量Dfs之比。
影响组织空气比的因素 ：组织深度、射线 能量、照射野面积和形状。与源-皮距无关 。
四、射线中心轴上组织空气比
TAR Dd Dfs
五、组织最大剂量比
组织最大剂量比：体模内射野中心轴上任 意一点的吸收剂量Dd与空间同一点体模中 射野中心轴上最大剂量点处的吸收剂量Dm 之比。
组织最大剂量比受射线能量、照射野大小 以及随组织深度变化的影响情况与组织空 气比相类似。
当前在世界范围内有较大影响的是曼彻斯 特系统和巴黎系统。
小结
肿瘤放射治疗剂量学是对肿瘤实施放射治疗的 物理基础，放射治疗剂量学涉及辐射与组织的 作用、辐射在人体内能量沉积的规律。
不同的治疗方法其剂量计算方法及剂量学体系 不同。
外照射时通常以百分深度剂量、组织空气比及 组织最大剂量比等参数描述深度剂量分布，并 由此计算不同照射条件下靶区治疗剂量及处方 剂量。

河北医科大学三院
对于脑部肿瘤和其他功能性病变 传统的治疗方法是实施外科开颅手术 开颅手术使病人遭受痛苦 而且还可能带来后遗症，甚至导致死亡 而γ -刀的问世 使脑神经外科手术揭开了新的一页 在治疗过程中，病人无出血、无感染、无痛苦 照射一次就达到了手术效果 这是人类医学史上一项伟大的革命性创举 1993年全世界装备有γ -刀共66台 其中美国7台，中国7台
河北医科大学三院
γ-刀的全称应是 “γ-射线立体定位治疗系统” 之所以被称为“刀”，是因为它满足了两个条件： ⑴较大的“焦皮比”；⑵准确的定位 所谓“焦皮比”，就是 单位体积内病变组织与健康组织所受剂量之比 一般来说，焦皮比在100：1以上的放射治疗设备 才能称之为“刀”
河北医科大学三院
所谓定向，就是： 利用X-CT、MRI、DSA等现代化的诊断手段 加之“立体定位”技术 使γ 射线的焦点准确地与病灶点重合 而不损伤病灶点周围的健康组织 目前，立体定向方法有三种： ⑴静态式；⑵动态旋转扫描式；⑶弧形等中心式 相应地有静态γ -刀、旋转式γ -刀和体部γ -刀 三大系列射线手术刀产品
河北医科大学三院
有的头架上将四个颅骨螺旋钉固定于病人头部 固定效果好，但是一种侵入式的方式 适用于单次照射治疗 另一种头架通过病人的 牙齿咬合枕骨固定垫和头带固定于头部 是非侵入式的，适用于需要重复照射的病人
河北医科大学三院
安装于头架上的CT定位架 在周围设有定标或在侧面装有定标线 接受CT扫描时用其确定 每张CT片和CT片上每个点的精确位置 对于颅内血管疾病的病人 需要使用安装在头架上的血管造影架 用以确定血管病灶的空间位置
河北医科大学三院
旋转式γ -刀的旋转式源体 由半球缺状球墨铸铁制 成，上有30个钴源装载 位置及准直器孔道，分 成6组，每组5个，按螺 旋线交错有序地布置在 球面上。当源体旋转时， 则形成30个锥面，30个 钴源的几何轨迹无一重 迭，因此对健康组织损 伤最小；而且，由于采 用旋转式布置，相邻两 个源的准直通道夹角最 大，故射线产生“交叉 半影”最小