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1、肿瘤放射物理学6 高高能能电电子子束束应应用用于于肿肿瘤瘤的的放放射射治治疗疗始始于上世纪于上世纪50年代初期。年代初期。据据估估计计约约15的的患患者者在在治治疗疗过过程程中中要应用高能电子束。要应用高能电子束。计计划划设设计计要要求求在在给给予予靶靶区区足足够够剂剂量量的的同时，必须注意保护正常器官。同时，必须注意保护正常器官。加速器加速器偏转磁铁偏转磁铁散射片散射片电子束治疗电子束治疗钨靶钨靶均整器均整器扩大和均匀射野扩大和均匀射野X射线治疗射线治疗加速器治疗机产生的射线加速器治疗机产生的射线 对对于于医医用用直直线线加加速速器器，经经加加速速和和偏偏转转后后引引出出的的电电子子束束，束
2、束流流发发散散角角很很小小，基基本本是是单单能窄束，必须加以改造，才能用于临床。能窄束，必须加以改造，才能用于临床。第一节第一节 治疗电子束的产生治疗电子束的产生改造方法主要有两种：改造方法主要有两种：利用散射箔展宽电子束。利用散射箔展宽电子束。利用电磁偏转原理展宽电子束。利用电磁偏转原理展宽电子束。方法之一：方法之一：利用散射箔展宽电子束利用散射箔展宽电子束 根根据据电电子子束束易易于于散散射射的的特特点点，将将其其射射束束展展宽宽。所所用用散散射射箔箔材材料料的的原原子子序序数数和和厚厚度度，要要依依据据电电子子束束能能量量选选择择。散散射射箔箔可可以以有有效效地地将将电电子子束束展展宽宽
3、到到临临床床所所需需要要的的最最大大射射野野范范围围。电电子子束束通通过过散散射射箔箔展展宽宽后后，先先经经x射射线线治治疗疗准准直器，再经电子束限光筒形成治疗用射野。直器，再经电子束限光筒形成治疗用射野。电子束经电子束经x射线准直射线准直器及电子限光筒壁时，器及电子限光筒壁时，也会也会产生散射电子产生散射电子，从，从而改变电子束的而改变电子束的角分布角分布并使其并使其能谱变宽能谱变宽，从而，从而改善改善射野均匀性，射野均匀性，使其使其剂量建成区的剂量显著剂量建成区的剂量显著增加，但随限光筒到表增加，但随限光筒到表面的距离的增加而影响面的距离的增加而影响减少。减少。将将单单一一散散射射箔箔改改
4、用用为为双双散散射射箔箔系系统统，可可进进一一步步改改善善电电于于束束的的能能谱谱和和角角分分布布。第第一一散散射射箔箔的的作作用用，是是利利用用电电子子穿穿射射时时的的多多重重散散射射，将将射射束束展展宽宽；第第二二散散射射箔箔类类似似于于x射射线线系系统统中中的的均均整整器器，增增加加射射野野周周边边的的散散射射线线，使使整整个个射射线线束束变变得得均均匀匀平平坦坦。使使用用双双散散射射箔箔系系统统，电电子子束束限限光光筒筒可可不不再再使使用用单单一一散散射射箔箔通通常常采采用用的的封封闭闭筒筒壁壁式式结结构构而而改改用用边边框框式式，此此时时边边框框式式限限光光筒筒仅仅起起确确定定射射野
5、野大大小小(几几何尺寸何尺寸)的作用。的作用。可可以以减减少少或或避避免免因因电电子子束束穿穿过过散散射射箔箔时时产产生生的的x射射线线污污染染，它它采采用用类类似似电电视视光光栅栅式式扫扫描描或或螺螺旋旋式式扫扫描描的的方方法法，将将窄窄束束电电子子打打散散，从从而而使使电电于于束束展展宽宽。其其特特点点是是能能谱谱窄窄，剂剂量量跌跌落落的梯度更为陡峭，较低的的梯度更为陡峭，较低的x射线污染等。射线污染等。方法之二：方法之二：利用电磁偏转原理展宽电子束。利用电磁偏转原理展宽电子束。第二节第二节 电子束射野剂量学电子束射野剂量学高能电子束的特点：高能电子束的特点：（1）高能电子束高能电子束具有
6、有限的射程具有有限的射程，可以有效，可以有效地避免对靶区后深部组织的照射。这是高能地避免对靶区后深部组织的照射。这是高能电子束电子束最重要的剂量学特点最重要的剂量学特点；（3）随着电子束随着电子束限光筒到患者皮肤距离限光筒到患者皮肤距离的增的增加，射野的剂量均匀性迅速变劣、半影增宽；加，射野的剂量均匀性迅速变劣、半影增宽；（2）易于散射易于散射，皮肤剂量相对较高，且随电，皮肤剂量相对较高，且随电子子能量能量的增加而增加；的增加而增加；（4）百分深度剂量随百分深度剂量随射野大小射野大小特别在射野较特别在射野较小时变化明显；小时变化明显；（5）不均匀组织不均匀组织对百分深度剂量影响显著；对百分深度
7、剂量影响显著；（6）拉长拉长源皮距源皮距照射时，输出剂量不能准确照射时，输出剂量不能准确按平方反比定律计算；（按平方反比定律计算；（应考虑有效源皮距应考虑有效源皮距）（7）不规则射野不规则射野输出剂量的计算，仍存在问输出剂量的计算，仍存在问题。题。基于高能电子束的上述特点，它主要用基于高能电子束的上述特点，它主要用于治疗于治疗表浅或偏心的肿瘤和浸润的淋巴结表浅或偏心的肿瘤和浸润的淋巴结。一、中心轴百分深度剂量曲线一、中心轴百分深度剂量曲线1、百分深度剂量曲线的特点、百分深度剂量曲线的特点 图图6-5示示出出了了模模体体内内电电子子束束中中心心轴轴百百分分深深度剂量的基本特性及有关参数。度剂量的
8、基本特性及有关参数。Ds：入射或表面剂量，以表面下：入射或表面剂量，以表面下0.5mm处的处的 剂量表示；剂量表示；Dm：最大剂量点剂量；：最大剂量点剂量；R100：最大剂量点深度；：最大剂量点深度；Dx：电子束中：电子束中x射线剂量；射线剂量；Rt（R85）：有效治疗深度，即治疗剂量规定）：有效治疗深度，即治疗剂量规定 值值(如如85Dm)处的深度；处的深度；有关参数：有关参数：R50：50Dm或半峰值处的深度（或半峰值处的深度（HVD）；）；Rp：电子束的射程；：电子束的射程；Rq：百分深度剂量曲线上，：百分深度剂量曲线上，过剂量跌落最陡过剂量跌落最陡 点的切线点的切线与与Dm水平线交点的
9、深度。水平线交点的深度。高高能能电电子子束束的的百百分分深深度度剂剂量量分分布布，大大致致可分为可分为四部分四部分：剂量建成区剂量建成区高剂量坪区高剂量坪区剂量跌落区剂量跌落区x射线污染区射线污染区 与与高高能能x()射射线线相相比比，高高能能电电子子束束的的剂剂量量建成效应不明显，表现为：建成效应不明显，表现为：表面剂量高表面剂量高，一般都在，一般都在7585以上，并以上，并随能量增加而增加随能量增加而增加；随着深度的增加，百分深度剂量随着深度的增加，百分深度剂量很很快达到最大点快达到最大点；然后形成然后形成高剂量高剂量“坪区坪区”。这主要是由于电子束在其运动径迹上，这主要是由于电子束在其运
10、动径迹上，很容很容易被散射，使得单位截面上电子注量增加易被散射，使得单位截面上电子注量增加。剂剂量量趺趺落落是是临临床床使使用用高高能能电电子子束束时时极极为为重重要的一个概念。要的一个概念。记为，记为，G=Rp/(Rp-Rq)该值一般在该值一般在2.02.5之间。之间。用剂量梯度用剂量梯度G表示表示:任任何何医医用用加加速速器器产产生生的的电电子子束束都都包包含含有有一一定定数数量量的的X射射线线，从从而而表表现现为为百百分分深深度度剂剂量分布曲线后部有一长长的量分布曲线后部有一长长的“拖尾拖尾”。电电子子束束在在经经过过散散射射箔箔、监监测测电电离离室室、x射射线线准准直直器器和和电电子子
11、限限光光筒筒装装置置时时，与与这这些些物物质质相互作用，产生了相互作用，产生了X射线。射线。对对采采用用散散射射箔箔系系统统的的医医用用直直线线加加速速器器，x射线污染水平随电子束能量的增加而增加。射线污染水平随电子束能量的增加而增加。（1）能量能量的影响的影响2、百分深度剂量的、百分深度剂量的影响因素影响因素 电电子子束束百百分分深深度度剂剂量量分分布布随随电电子子束束能能量量的的改改变变有有很很大变化。大变化。基本特点是：基本特点是：由于电子束易于散射，所以由于电子束易于散射，所以随着射线能量的增加，表面剂量增加，高剂量随着射线能量的增加，表面剂量增加，高剂量坪区变宽，剂量梯度减小，坪区变
12、宽，剂量梯度减小，X射线污染增加，射线污染增加，电子束的临床剂量学优点逐渐消失。电子束的临床剂量学优点逐渐消失。电电子子束束能能量量愈愈低低，电电子子束束愈愈易易于于被被散散射射，散散射射角角愈愈大大，剂剂量量建建成成更更迅迅速速，距距离离更更短短。表表面面剂剂量量相相对对于于最最大大剂剂量量点点剂剂量量的的比比值值，低低能能电电子束要小于高能电子束。子束要小于高能电子束。这这一一现现象象的的最最简简单单解解释释，如如图图6-8所所示示。对对于于相相同同入入射射的的电电子子注注量量(cm-2)，低低能能电电子子束束的的剂剂量跌落要比高能电子束的更陡。量跌落要比高能电子束的更陡。综上所述综上所述
13、，为了充分发挥高能电子束的上，为了充分发挥高能电子束的上述特点，临床中应用的高能电子束，其能量应述特点，临床中应用的高能电子束，其能量应在在425 MeV范围。范围。低低能能时时，因因射射程程较较短短，射射野野对对百百分分深深度度剂量的影响较小；剂量的影响较小；对对较较高高能能量量的的电电子子束束，因因射射程程较较长长，使使用用较较小小的的照照射射野野时时，相相当当数数量量的的电电子子被被散散射射出出照照射射野野，百百分分深深度度剂剂量量随随射射野野的的变变化化较较大大。当当照照射射野野增增大大时时，较较浅浅部部位位中中心心轴轴上上电电子子的的散散射射损损失失被被照照射射野野边边缘缘的的散散射
14、射电电子子补补偿偿逐逐渐渐达达到到平平衡衡，百百分分深深度度剂剂量量不不再再随随射射野野的的增增加加而而变变化化。一一般般条条件件下下，当当照照射射野野的的直直径径大大于于电电子子束束射射程程的的二二分分之之一一时时，百百分分深深度度剂剂量量随随照射野增大而变化极微。照射野增大而变化极微。（2）照射野照射野的影响的影响（3）源皮距源皮距 的影响的影响当当源源皮皮距距不不同同时时，一一些些主主要要参参数数的的变变化化规规律律，主主要要表表现现为为：当当限限光光筒筒至至皮皮肤肤表表面面的的距距离离增增加加时时，表表面面剂剂量量降降低低，最最大大剂剂量量深深度度变变深深，剂剂量量梯梯度度变变陡陡，X
15、射射线线污污染染略略有有增增加加，而而且且高高能能电电子子束束较较低低能能电电子子束束变变化化显显著著。造造成成这这一一现现象象的的主主要要原原因因，是是由由于于电电子子束束有有效效源源皮皮距距的的影影响响和和电电子子束束的的散散射射特特性性。由由于于电电子子束束百百分分深深度度剂剂量量随随源源皮皮距距变变化化的的这这一一特特点点，要要求求临临床床应应用用中中，除除非非特特殊殊需需要要，应应保保持持源源皮皮距距不不变变，否否则则要要根根据据实实际际的的临临床床使使用用条条件件，具体测量百分深度剂量有关参数的变化。具体测量百分深度剂量有关参数的变化。高高能能电电子子束束等等剂剂量量分分布布的的显
16、显著著特特点点为为：随随深深度度的的增增加加，低低值值等等剂剂量量线线向向外外侧侧扩扩张张，高高值值等等剂剂量量线线向向内内侧侧收收缩缩，并并随随电电子子束束能能量量而变化。而变化。二、电子束的等剂量分布二、电子束的等剂量分布 特特别别是是能能量量大大于于7MeV以以上上时时，后后一一种种情况更为突出。情况更为突出。除能量的影除能量的影响外，响外，照射野大照射野大小小也对高值等剂也对高值等剂量线的形状有所量线的形状有所影响。右图中，影响。右图中，其其90等剂量线等剂量线的底部形状，由的底部形状，由弧形逐渐变得平弧形逐渐变得平直。直。造造成成原原因因：主主要要是是电电子子束束易易于散射的特点于散
17、射的特点。选选取取一一个个特特定定平平面面用用于于定定义义和和描描述述电电子子束束照照射野均匀性、平坦度和半影。射野均匀性、平坦度和半影。三、电子束射野均匀性及半影三、电子束射野均匀性及半影通过通过 深度与射野中心轴垂直的平深度与射野中心轴垂直的平面。面。电子束射野电子束射野均匀性均匀性表示：表示：均匀性指数均匀性指数 100cm2以上的照射野，此比值应大于以上的照射野，此比值应大于0.70，即沿射野边和对角线方向，即沿射野边和对角线方向90，50等剂量等剂量线的边长之比线的边长之比L90L500.85，同时必须避免在，同时必须避免在该平面内出现该平面内出现峰值剂量峰值剂量超过中心剂量的超过中
18、心剂量的3的剂的剂量量“热点热点”，它所包括的面积的直径应小于，它所包括的面积的直径应小于2cm。（ICRU建议）建议）（面积之比）（面积之比）P80/20 (由由特特定定平平面面内内80与与20等等剂剂量量曲曲线线之间的距离确定。之间的距离确定。)一一般般条条件件下下，当当限限光光筒筒到到表表面面距距离离在在5 cm以以内内，能能量量低低于于10MeV的的电电子子束束，半半影影约约为为1012mm；能能量量为为1020MeV的的电电子子束束，半半影影约约为为810mm；而而当当限限光光筒筒到到表表面面距距离离超超过过10cm时，半影可能会超过时，半影可能会超过15mm。电子束的电子束的物理半
19、影物理半影四、电子束的四、电子束的“虚源虚源”及有效源皮距及有效源皮距 “虚虚 源源”：加加速速管管中中一一窄窄束束加加速速的的电电子子束束，经经偏偏转转穿穿过过出出射射窗窗、散散射射箔箔、监监测测测测电电离离室室、限限束束系系统统等等而而扩扩展展成成一一宽宽束束电电子子束束，好好像像从从某某一一位位置置(或或点点)发发射射出出来来，此此位位置置(或或点点)称称为为电电子子束束的的“虚虚源源”位置。位置。影影响响虚虚源源位位置置的的因因素素很很多多，对对同同一一能能量量的的电电子子束束，射射野野大大小小亦亦会会影影响响它它的的位位置置。因因此此，不不能能用用虚虚源源到到表表面面的的距距离离去去
20、准准确确校校正正延延长长源源皮皮距距后后输输出出剂剂量量的的变变化化。实实际际临临床床上上，用用的的是是电子束有效源皮距电子束有效源皮距来准确校正。来准确校正。将将电电离离室室放放置置于于水水模模体体中中射射野野中中心心轴轴上上量大剂量点深度量大剂量点深度dm。首首先先，使使电电子子束束限限光光筒筒接接触触水水表表面面，测测得得电离室读数电离室读数I0，然然后后，不不断断改改变变限限光光筒筒与与水水表表面面之之间间的的空空气气间间隙隙g，至至约约20cm，得得到到相相对对不不同同空空气气间间隙隙g的一组数据的一组数据Ig，测量电子束有效源皮距的测量电子束有效源皮距的方法方法：如果电子束的输出剂
21、量率随源皮距的变化循如果电子束的输出剂量率随源皮距的变化循平方反比定律，则有：平方反比定律，则有：或或 由由 相对于相对于g可作一直线，则可作一直线，则有效源皮有效源皮距距f等于：等于：电电子子束束有有效效源源皮皮距距随随辐辐射射能能量量和和射射野野大大小小而而变变化化。这这一一变变化化是是由由于于不不同同能能量量和和照照射射野野条条件件下下，电电子子束束散散射射不不同同的的缘故缘故。高能电子束，其剂量分布高能电子束，其剂量分布特点特点如下：如下：小结：小结：（1）从从皮皮肤肤表表面面到到一一定定的的深深度度，剂剂量量高高且且分分布布比比较较均均匀匀，随随着着能能量量增增加加，此此深深度度也也
22、不不断断增增加加。表表面面剂剂量量大大小小依依能能量量不不同同而而不不同同：能能量量低低，表面剂量低；能量高，表面剂量高表面剂量低；能量高，表面剂量高。如如7MeV，表表面面剂剂量量为为85；18MeV，表表面面剂量为剂量为98。因而不能保护皮肤。因而不能保护皮肤。（2）在在一一定定的的深深度度之之后后，剂剂量量突突然然下下降降。如如果果临临床床医医生生将将病病变变选选在在80区区域域内内，则则病病变变后后正正常常组组织织的的受受量量极极小小。但但是是随随着着能能量量不不断断增增加加，此此特特点点逐逐渐渐消消失失，对对45MeV电电子子束束，此此特特点点几几乎乎全全部部失失去去。因因此此，电电
23、子子加加速速器器的的电电子子能能量量选选得得过过高高是是没没有有实实际际意意义义的的，一一般般最最有有用用的的电电子子能量选在能量选在25MeV以内。以内。（3）不不同同的的照照射射野野对对百百分分深深度度剂剂量量有有影影响响：低低能能时时，射射野野影影响响较较小小；高高能能时时，射射野野影影响响很很大，即射野增大，深度剂量增加。大，即射野增大，深度剂量增加。（4）其其等等剂剂量量分分布布曲曲线线的的特特点点：随随深深度度的的增增加加，低低值值等等剂剂量量线线向向外外侧侧扩扩张张，高高值值等等剂剂量量线线向内侧收缩，并随电子束能量、射野而变化。向内侧收缩，并随电子束能量、射野而变化。对对于于大
24、大射射野野，曲曲线线中中心心部部分分与与入入射射表表面面平平行行，不不论论入入射射面面是是平平的的还还是是弯弯曲曲的的。这这一一点点对对临床医生考虑不规则表面入射时，很有好处。临床医生考虑不规则表面入射时，很有好处。临床应用时应注意临床应用时应注意两个两个问题：问题：第三节第三节 电子束治疗的计划设计电子束治疗的计划设计 （1）照照射射时时应应尽尽量量保保持持射射野野中中心心轴轴垂垂直直于于入入射射表表面面，并并保保持持限限光光筒筒端端面面至至皮皮肤肤的的正正确确距离。距离。这这是是由由于于电电子子束束的的等等剂剂量量分分布布曲曲线线极极易易受受到诸如人体曲面、斜入射和空气间隙的影响。到诸如人
25、体曲面、斜入射和空气间隙的影响。（2）一一些些重重要要剂剂量量学学参参数数，必必须须进进行行实实际际测测量量，得得到到针针对对所所使使用用的的机机器器类类型型和和具具体体照照射射条条件件下下的的实实验验数数值值，为为临临床床作作计计划划设设计计时提供参考。时提供参考。百百分分深深度度剂剂量量、输输出出剂剂量量等等，会会随随照照射射条条件件的的改改变变发发生生较较大大的的变变化化，这这些些变变化化虽虽然然可可以以采采用用数数学学的的方方法法进进行行校校正正，但但必必须须进进行行实际测量。实际测量。不不同同能能量量的的电电子子束束具具有有不不同同的的有有效效治治疗疗深深度度。临临床床用用它它来来治
26、治疗疗表表浅浅的的、偏偏体体位位一一侧侧的的病病变变时时，具具有有高高能能X()射射线线所所不不能能及及的的突突出出优优点点：单单野野照照射射，靶靶区区剂剂量量均均匀匀，靶靶区区后后正常组织和器官剂量很小。正常组织和器官剂量很小。一、一、能量和照射野的选择能量和照射野的选择 电电子子束束的的有有效效治治疗疗深深度度(cm)约约等等于于1314电子束的能量电子束的能量(MeV)。如如果果靶靶区区后后部部的的正正常常组组织织的的耐耐受受剂剂量量较较高高，可可以以90等等剂剂量量线线包包括括靶靶区区来来选选择择射射线线能能量量；如如果果耐耐受受剂剂量量低低，可可以以80(甚甚至至70左左右右)等等剂
27、量线来选择射线能量。剂量线来选择射线能量。（乳腺癌的术后治疗）（乳腺癌的术后治疗）临床中，一般应根据临床中，一般应根据靶区深度，靶区剂靶区深度，靶区剂量的最小值及危及器官可接受的耐受剂量量的最小值及危及器官可接受的耐受剂量等等因素综合考虑。因素综合考虑。照照射射野野大大小小的的选选择择原原则则：确确保保特特定定的的等等剂剂量量曲曲线完全包围靶区。线完全包围靶区。电电子子束束高高值值等等剂剂量量曲曲线线，随随深深度度增增加加而而内内收收，在在小小野野时时此此现现象象尤尤为为突突出出因因此此，表表面面位位置置的的照照射射野野，应应按按靶靶区区的的最最大大横横径径而而适适当当扩扩大大。根根据据L90
28、L500.85的的规规定定，所所选选电电子子束束射射野野应应至至少少等等于于或或大大于于靶靶区区横横径径的的1.18倍倍。并并在在此此基基础础上上，根根据据靶靶区区最最深深部部分分的的宽宽度度的的情情况况将将射射野野再放再放0.51.0cm。电电子子束束治治疗疗经经常常遇遇到到的的一一个个问问题题是是，由由于于患患者者治治疗疗部部位位皮皮肤肤表表面面的的弯弯曲曲，或或由由于于摆摆位位条条件件的的限限制制，致致使使电电子子束束限限光光筒筒的的端端面面不不能能很很好好平平行行和和接接触触于于皮皮肤肤表表面面，引引起起空空气气间间隙隙和和形形成成电电子子束束的的斜斜入入射射，导导致致电电子子束束等等
29、剂剂量量分分布布曲曲线的畸变。线的畸变。二、电子束的斜入射校正二、电子束的斜入射校正校正方法：校正方法：电子束斜入射校正几何参数示意图电子束斜入射校正几何参数示意图斜斜入入射射校校正正因因子子：表表示示射射线线束束斜斜入入射射与与垂垂直直入入射的剂量比值。其值可查表（表射的剂量比值。其值可查表（表61）。）。校正公式：校正公式：斜入射校正因子斜入射校正因子 利利用用电电子子束束的的笔笔形形束束模模型型，可可以以对对电电子子束束斜斜入入射射进进行行较较为为精精确的校正确的校正。右右图图给给出出了了12MeV电电子子束束照照射射圆圆柱柱形形固固体体模模体体时时，计计算算的的剂剂量量分分布布与与测测
30、量量的的剂量分布的比较。剂量分布的比较。电子束斜入射对剂量分布的影响电子束斜入射对剂量分布的影响虚线为计算值虚线为计算值 实线为胶片法测量值实线为胶片法测量值电电子子束束在在不不均均匀匀性性组组织织如如骨骨、肺肺和和气气腔腔中中，其剂量分布会发生显著变化，应对其校正。其剂量分布会发生显著变化，应对其校正。校正方法：校正方法：等效厚度系数法等效厚度系数法(CET法法)。如如果果计计算算位位于于厚厚度度为为Z的的不不均均匀匀性性组组织织后后的的某某一一点点深深度度d处处的的剂剂量量，应应先先计计算算该该点点的的等等效效深度深度deff：三、组织不均匀性校正三、组织不均匀性校正(1)deff=dZC
31、ETZ=dZ（CET1)CET由不均匀组织对水的相对电子密度求得。由不均匀组织对水的相对电子密度求得。然后，经平方反比然后，经平方反比 定律定律 校正，可得到该点剂校正，可得到该点剂量。量。CET值值的的范范围围：l.ll.l(疏疏松松骨骨)1.651.65(致致密密骨骨)。肺肺组组织织，平平均均约约为为0.5，并并依依赖赖于于在在肺肺组组织织中中的深度。的深度。f：有效源皮距：有效源皮距(2)电电子子束束照照射射胸胸壁壁，不不作作肺肺修修正正和和用用笔笔形形束束模模型型作肺修正时的剂量分布情况。作肺修正时的剂量分布情况。校校正正不不均均匀匀组组织织对对剂剂量量分分布布的的影影响响的的较较精精
32、确确的的计计算算方方法法是是，使使用用以以多多级级散散射射理理论论为为基础的计算模型基础的计算模型，如，如笔形束模型笔形束模型等。等。电子束的补偿技术用于：电子束的补偿技术用于：补偿人体不规则的外轮廓；补偿人体不规则的外轮廓；减弱电子束的穿透能力；减弱电子束的穿透能力；提高皮肤剂量。提高皮肤剂量。四、电子束的补偿技术四、电子束的补偿技术胸胸壁壁照照射射的的示示例例：不不加加补补偿偿时时，肺肺前前缘缘的的剂剂量量较较高高(80)，并并有有一一高高剂剂量量区区(139)；沿沿胸胸壁壁填填加加补补偿偿材材料料，并并有有意意增增加加高高剂剂量量区区位位置置处处补补偿偿材材料料的的厚厚度度，既既降降低低
33、了了肺肺前前缘缘的的受受量量，又又减弱了高剂量区的剂量。减弱了高剂量区的剂量。图图629 电子束照射胸壁的剂量分布电子束照射胸壁的剂量分布未加补偿材料未加补偿材料填加补偿材料填加补偿材料 临临床床常常用用的的补补偿偿材材料料有有石石蜡蜡、聚聚苯苯乙乙烯烯和和有机玻璃有机玻璃。石石蜡蜡易易于于成成形形，能能很很紧紧密密地地敷敷贴贴于于人人体体表表面面，避避免免或或减减少少补补偿偿材材料料与与皮皮肤肤间间的的空空气气间间隙隙，常被用作类似胸壁照射时的补偿材料。常被用作类似胸壁照射时的补偿材料。聚聚苯苯乙乙烯烯和和有有机机玻玻璃璃可可制制成成不不同同厚厚度度的的平平板板，在在一一些些特特殊殊照照射射
34、技技术术中中，如如电电子子束束全全身身皮皮肤肤照照射射，用用它它作作电电子子束束能能量量的的衰衰减减材材料料时时，因因其其有有效效原原子子序序数数较较低低，不不会会增增加加因因轫轫致致辐辐射射产产生生的的x射线成分。射线成分。对对一一些些特特殊殊部部位位的的病病变变的的照照射射，如如全全脑脑全全脊脊髓髓照照射射中中的的脊脊髓髓野野，乳乳腺腺癌癌术术后后的的胸胸壁壁照照射射野野等等，因因单单一一电电子子束束射射野野不不可可能能包包括括整整个个靶靶区区，需需要要采采用用多多个个相相邻邻野野衔衔接接构构成成大大野野进进行行照照射射，必必须须恰恰当当处处理理，避避免免靶靶区区内内超超、欠欠剂剂量量的的
35、发生。发生。五、电子束照射野的衔接技术五、电子束照射野的衔接技术 根根据据射射线线束束宽宽度度随随深深度度变变化化的的特特点点，在在皮皮肤肤表表面面相相邻邻野野之之间间，或或留留有有一一定定的的间间隙隙，或或使使两两野野共共线线，最最终终使使其其50等等剂剂量量曲曲线线在在所所需深度相交，形成较好的剂量分布需深度相交，形成较好的剂量分布。具具体体采采取取何何种种方方式式衔衔接接，要要依依据据所所使使用用的的电子能量的电子射野的电子能量的电子射野的等剂量分布情况等剂量分布情况 下下图图给给出出了了7MeV和和16MeV电电子子束束两两野野衔衔接接或或重重叠叠、或或共共线线、或或间间隔隔时时，等等
36、剂剂量量曲曲线线分布的情况。分布的情况。（一）电子束照射野衔接的基本原则（一）电子束照射野衔接的基本原则 注注意意：用用于于确确定定相相邻邻射射野野衔衔接接方方式式的的等等剂剂量曲线，一般是在均匀模体内测得的。量曲线，一般是在均匀模体内测得的。但但在在实实际际使使用用过过程程中中，由由于于患患者者曲曲面面及及体体内内组组织织的的影影响响，剂剂量量分分布布会会因因人人而而异异，所所以以在在整整个个治治疗疗过过程程中中，经经常常变变换换其其衔衔接接位位置置，以以避避免固定位置衔接造成过高或过低的剂量。免固定位置衔接造成过高或过低的剂量。临临床床中中，特特别别是是在在头头颈颈部部肿肿瘤瘤的的治治疗疗
37、时时，会会遇遇到到这这种种衔衔接接问问题题。采采用用的的方方法法一一般般采采用用两两照照射射野野在在皮皮肤肤表表面面共共线线相相交交。这这会会使使得得X（）射射线线照照射射野野一一侧侧出出现现剂剂量量热热点点，电电子子束束一一侧侧出出现现剂剂量量冷冷点点。其其原原因因是是由由于于电电子子束束照照射射野野产产生生的的侧侧向向散散射射。剂剂最最的的冷冷、热热点点还还同同时时受受到到电电子子束束源源皮皮距距的的影影响响，源源皮皮距距延延长长，空空气气间间隙隙的的增增加加，使使得得电电子子束束等等剂剂量量曲曲线线变变得得较较标标称称条条件件下下的的更更加加弯弯曲曲，冷冷，热热点点剂剂量量区域变宽。区域
38、变宽。（二）电子束和（二）电子束和X（）射线照射野的衔接）射线照射野的衔接9MeV电电子子束束和和6MVx射射线线照照射射野野在在皮皮肤肤表表面面共共线线衔衔接接时时的的剂量分布。剂量分布。电子束为标称源皮距照射电子束为标称源皮距照射电子束源皮距延长至电子束源皮距延长至120cm（三）楔形板在照射野衔接中的作用（三）楔形板在照射野衔接中的作用 靶区范围较大，治疗深度不同时，在两个照靶区范围较大，治疗深度不同时，在两个照射野相邻的边缘，放置用射野相邻的边缘，放置用聚苯乙烯等组织替代聚苯乙烯等组织替代材料材料制成的制成的楔形板，改变射野边缘的剂量分布楔形板，改变射野边缘的剂量分布，使包括衔接部位的
39、整个靶区的剂量分布均匀。使包括衔接部位的整个靶区的剂量分布均匀。图图632 利用聚苯乙烯楔形板改善照射野边缘的剂量分布，以实现照射野的衔接利用聚苯乙烯楔形板改善照射野边缘的剂量分布，以实现照射野的衔接总结：总结：决决定定相相邻邻照照射射野野是是否否共共线线或或留留有有间间隙隙，前前提提是是使使靶靶区区剂剂量量分分布布尽尽量量均均匀匀。由由于于电电子子束束治治疗疗的的肿肿瘤瘤大大多多位位于于表表浅浅部部位位，治治疗疗的的深深度度较较浅浅，同同时时在在治治疗疗区区域域内内往往往往没没有有重重要要的的敏敏感感器器官官存存在在，因因此此，在在注注意意了了可可能能会会出出现现的的剂剂量量热热点点的的位位
40、置置、范范围围后后，如如若若临临床床可可以以接接受受，则则电电子子束束的的相相邻邻照照射射野野（包包括括与与X（）射射线线照照射射野野相相邻邻），就就可可在在皮皮肤肤表表面面共共线线衔衔接。接。临临床床应应用用中中，为为适适合合靶靶区区的的形形状状并并保保护护周周围围的的正正常常组组织织，一一般般用用附附加加铅铅块块改改变变限限光光筒筒的的标准照射野为不规则野。标准照射野为不规则野。附附加加铅铅块块可可固固定定在在限限光光筒筒的的末末端端，也也可可直直接放在患者体表被遮挡位置。接放在患者体表被遮挡位置。六、电子束照射野的挡铅技术六、电子束照射野的挡铅技术 从从不不同同能能量量电电子子束束在在铅
41、铅介介质质中中的的衰衰减减情情况况，可可以以看看出出，铅铅厚厚度度的的微微小小变变化化，都都会会对对电电子束的剂量有很大的影响子束的剂量有很大的影响。如如果果挡挡铅铅厚厚度度过过薄薄，因因其其散散射射增增加加的的部部分分可可能能会会大大于于衰衰减减的的部部分分，使使得得剂剂量量不不仅仅不不会会减少，反而会有所增加。减少，反而会有所增加。（一）挡铅厚度的确定（一）挡铅厚度的确定 一一般般情情况况下下，挡挡铅铅厚厚度度应应略略大大于于所所需需要要的的最最小小铅铅厚厚度度值值。但但在在有有些些情情况况下下，特特别别在在射射野野内内遮遮挡挡时时，如如照照射射眼眼睑睑部部位位的的肿肿瘤瘤，为为保保护护晶
42、晶体体，铅铅挡挡过过厚厚使使用用起起来来不不方方便便，而而取取最最小小铅铅厚厚度值的临界值。度值的临界值。挡挡铅铅厚厚度度的的正正确确选选择择，要要依依据据不不同同能能量量的的电电子子束束在在挡挡铅铅材材料料中中的的穿穿射射曲曲线线来来进进行行。穿穿射射曲曲线线的的测测量量，一一般般采采用用平平行行板板电电离离室室在在固固体体模模体体内内进进行行由由于于穿穿射射剂剂量量的的最最大大贡贡献献主主要要发发生生在在表表浅浅部部位位，因因此此测测量量深深度度不不应应超超过过5mm。另另外外，测测量量应应在在宽宽束束条条件件下下，以以适应临床使用的所有照射野。适应临床使用的所有照射野。最最低低的的铅铅挡
43、挡厚厚度度(以以mm为为单单位位)应应是是电电子子束束能能量量(以以MeV为为单单位位)数数值值的的二二分分之之一一。同同时时从从安安全全考考虑虑，可可将将铅铅挡挡厚厚度度再增加再增加l mm。完全阻止不同能量电子束所需的挡铅厚度完全阻止不同能量电子束所需的挡铅厚度不同不同型号型号的加的加速器速器用用电电子子束束治治疗疗某某些些部部位位的的病病变变，如如嘴嘴唇唇、耳耳翼翼等等，常常需需要要用用内内遮遮挡挡以以保保护护正常组织。正常组织。在在挡挡铅铅和和组组织织接接触触的的界界面面处处产产生生电电子子束束的的反反向向散散射射，使使其其界界面面处处的的剂剂量量大大约增加约增加3070。（二）电子束
44、的（二）电子束的内遮挡内遮挡定定义义为为组组织织遮遮挡挡界界面面处处的的剂剂量量与与均均匀匀组组织织中同一位置剂量中同一位置剂量之比。经验公式为：之比。经验公式为：电子反向散射因子电子反向散射因子EBF(electron backscatter factor，EBF)表示电子束反向散射的强弱表示电子束反向散射的强弱不同能量和遮挡介质的电子反向散射因子情况：不同能量和遮挡介质的电子反向散射因子情况：（1）随随遮遮挡挡介介质质的的有有效效原原子子序序数数z的的增增高高而而增大；增大；（2）随界面处电子平均能量的增加而减小。随界面处电子平均能量的增加而减小。临床上为消弱电子反向散射的影响，作内遮挡时
45、，临床上为消弱电子反向散射的影响，作内遮挡时，在铅挡与组织之间加入一定厚度的低原子序数材在铅挡与组织之间加入一定厚度的低原子序数材料料，如有机玻璃等。其作用是：，如有机玻璃等。其作用是：（1）本身产生的反向散射低；本身产生的反向散射低；（2）可以吸收挡铅所产生的反向散射。可以吸收挡铅所产生的反向散射。不同能量电子束内遮挡引起的反向散射因子随不同能量电子束内遮挡引起的反向散射因子随遮挡材料有效原子序数的变化：遮挡材料有效原子序数的变化：用于界面间填塞的材料厚度为用于界面间填塞的材料厚度为2gcm-2左右。左右。（三）挡铅对剂量参数影响（三）挡铅对剂量参数影响下下图图给给出出了了在在Philips
46、 SL75-14直直线线加加速速器器上上，测测试试所所得得到到的的电电子子束束百百分分深深度度剂剂量量和和射射野野输输出出因子随挡铅的变化规律。因子随挡铅的变化规律。标标 准准 电电 子子 束束 限限 光光 筒筒 足足 够够 大大（如如 6 cm6cm以以上上)时时，不不同同能能量量电电子子束束的的百百分分深深度度剂剂量量不不受受限限光光筒筒大大小小的的影影响响；挡挡铅铅所所形形成成的的照照射射野野，在在较较高高能能量量(1214 MeV)条条件件下下，照照射射野野小小于于8 cm8cm时时，治治疗疗深深度度变变浅浅，剂剂量量梯梯度度变变小小；较较低低能能量量(10MeV)时没有显著变化。时没
47、有显著变化。特点为：特点为：标标准准电电子子束束限限光光筒筒的的输输出出因因子子，在在不不同同能能量量条条件件下下，变变化化很很大大(最最大大为为232)，且且没没有有规规律律性性；挡挡铅铅所所形形成成的的照照射射野野，射射野野输输出出因因子子变变化化的的规规律律性性明明显显，即即照照射射野野越越小小，输输出出因因子子越越大大与与高高能能X（）射射线线恰恰恰恰相相反反，较较低低能能量量时时变变化化小小（约约1.0），较较高高能能量时变化大量时变化大(约约6.0)。对对较较高高能能量量的的电电子子束束，挡挡铅铅确确定定的的照照射射野野，即即使使和和标标准准限限光光筒筒大大小小一一致致，在在小小野
48、野（如如6cm6cm）条条件件下下，输输出出因因子子的的差差别别为为16.8，90剂剂量量深深度度R90相相差差约约6mm，剂剂量量梯梯度也由固定限光筒的度也由固定限光筒的2.2变为变为1.9。上上述述挡挡铅铅的的剂剂量量学学效效应应，对对不不同同类类型型及及厂厂家家的的加加速速器器来来说说，呈呈类类似似的的规规律律性性，但但有有变变化化幅幅度度上上的的差差别别。由由于于不不同同机机器器的的电电子子束束限限束束系系统统和和限限光光筒筒设设计计上上的的差差异异，临临床床应应用用时，应对其规律和变化进行实际测量。时，应对其规律和变化进行实际测量。3.电子束治疗的计划设计电子束治疗的计划设计能量和照
49、射野的选择能量和照射野的选择，斜入射校正，有效治，斜入射校正，有效治疗深度，组织不均匀性校正，补偿技术，疗深度，组织不均匀性校正，补偿技术，挡铅挡铅技术技术，照射野的衔接照射野的衔接小结：小结：1.治疗电子束的产生治疗电子束的产生 散射箔作用，电磁偏转展宽电子束散射箔作用，电磁偏转展宽电子束2.电子束射野剂量学电子束射野剂量学 深度剂量曲线特点深度剂量曲线特点，百分深度剂量的影响因素百分深度剂量的影响因素，等剂量分布特点，射野剂量均匀性及半影，虚源，等剂量分布特点，射野剂量均匀性及半影，虚源，有效有效SSD，输出剂量，输出剂量此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢