第七讲 电子线的物理学原理(精品)

单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第七讲 电子线的物理学概论及临床应用,余健,电子与物质的作用,电子束的剂量学特征,电子线的剂量测量,电子束照射的临床应用,电子束治疗能量和照射野的选择,电子线的物理学概论及临床应用,电子与物质的作用,（,1,）弹件散射,不改变原子本身的状态，仅改变入射电子的方向，能量守恒,（,2,）非弹性散射,在入射电子的作用下，原子本身状态发生一定的变化,a.,作用在原子的,外层电子,，使原子电离或激发。,b.,作用于,内层电子,，产生光电子。,c.,作用于,原子核,，放出,光子。,电子与物质的作用方式,电子与物质作用的能量损失,碰撞损失和辐射损失,高速运动的电子经上述三种非弹性碰撞作用之后，不断损失能量；电子损失能量主要以碰撞、辐射两种形式出现：,1,碰撞损失,由于激发、电离作用后，入射电子的能量受到损失，称为碰撞损失一般以单位长度上的能量损失来表示，如：（,dE,/,dx,）,碰撞,2.,辐射损失,由于辐射作用,后,，人射电子的能量损失称为辐射损失，,如,：（,dE,/,dx,）,辐射,碰撞损失一般发生在低能范围辐射损失一般发生在高能范围,；前者产生热，后者产生,x,射线。,电子束的剂量学特征,1,.,治疗电子束的产生,（,1,）加速器产生电子束的特征,：,a.,电子束的束流发射角很小,b.,电子束能量单一,（,2,）,电子束的改造,a.,电子束的展宽,根据电子束易于散射的特点，用散射箔有效地将电子束展宽到临床所需要的最大照射范围；,b.,电子限光筒的散射,电子限光筒形成治疗射野,电子限光筒的筒壁增加散射电子，弥补射野边缘剂量不足,电子束,（,3,）,电子限光筒的筒壁对射野剂量均匀性的影响,a.,产生大量的散射电子,b,.,改变电子束的能量,c,.,增加射野边缘剂量,无筒壁,相对剂量,离轴距离,散射电子,原射线电子,高能电子束射野剂量学,最大射程,R,max,（,cm,或,g/cm,2,）定义为中心轴剂量曲线尾部外推后与本底韧致辐射相交处的深度。,实际射程,R,p,（,cm,或,g/cm,2,）定义为通过电子深度剂量曲线最为陡峭部分的切线同韧致辐射形成的本底的外推线相交处的深度。,深度,R90,和,R50,（,cm,或,g/cm,2,）定义为电子,PDD,曲线上,Zmax,远侧,90%,和,50%PDD,处的深度。,深度,Rq,（,cm,或,g/cm,2,）定义为通过剂量拐点的切线和最大剂量水平线相交处的深度。,电子束的深度剂量,基本特点,a.,表面剂量高，一般在,75%,80%,以上，随能量增加而增加。,b.,随深度增加很快达到最大剂量点。,c.,形成高剂量坪区,形成以上的,原因,电子很容易被散射,，,而任何一点的剂量,=,原射线剂量,+,散射线剂量,建成区,低能量的电子束更容易散射并且散射角度大，在很短的距离内就可以快速形成剂量建成。,电子的散射和持续的能量丢失是引起,Zmax,以外深度处电子剂量急剧下降的两个过程。,直线加速器机头处、加速器窗和患者之间的空气，受辐照的媒介物产生的韧致辐射形成了深度剂量曲线的尾部。,能量对电子束百分深度剂量的影响,a.,随着射线能量的增加，表面剂量,D,S,增加。,b.,能量增加，高坪区变宽，剂量梯度减小。,c.,能量增加，,X,射线污染增加。,正是由于上述特点，导致随着能量的增加，,电子束的临床剂量学优点漫漫消失，不能很好的保护靶区后面的正常组织。,照射野对百分深度剂量的影响,a.,射野较小时，,百分深度剂量随深度增加而迅速变化。,b.,射野较大时，,增大射野面积，百分深度剂量不随射野面积的变化。,源皮距对百分深度剂量的影响,医用直线加速器电子束照射时，为了保持电子束的剂量分布特点，治疗时，限光筒贴近皮肤表面或保留,5cm,的距离。当照射曲面时或进行全身电子线照射时，源皮距离增大，百分深度剂量变化规律一般为：表面剂量降低，最大剂量深度变深，剂量剃度变陡，,X,线污染略有增加，而且高能电子线较低能电子线变化显著。,电子束的等剂量分布,a.,分布特点：,随着深度的增加，低值等剂量线向外侧扩张，高值等剂量线向内侧收缩。,b.,临床意义：,10,Mev,的,电子束表面射野为,7,x7cm,2,，模体下,3,cm,深度处，,90%,等剂量曲线宽度仅有,4,cm,左右。,所以对于肿块大小如何选择照射野大小？,横断面剂量分布图,冠状位剂量分布图,c.,同能量的电子束，照射野从,5,cm5cm,到,20,cm20cm,其,90%,等剂量线的低部形状，由弧形变得平直,。,电子照射能量和照射野的选择,a.,能量选择,:,电子束的有效治疗深度为,1/3,E,（,Mev,）,1/4E,(,Mev,),如：现在要照射皮下,1.8,cm,处的淋巴结，那么我们可以选择,6,Mev,的电子束。,b,.,照射野选择：,由于,电子束高值等剂量线随深度增加而内收（小野更加突出），那么表面照射野应按靶区的最大横径适当扩大，一般应至少等于或大于,靶区横径的,1.18,倍，并在此基础上根据靶区最大深度部分的情况射野再放,0.5,1.0,cm,。,不同能量电子束衰减至,5%,时所需,LML,厚度,电子束能量,LML,厚度,6 MeV 2.3mm,9 MeV 4.4mm,12 MeV 8.5mm,16 MeV 18mm,20 MeV 25mm,电子密度修正方法,在不均匀性组织如肺、骨和气腔中，电子束的剂量会发生显著变化，应对其校正。通常采用的是等效厚度系数法（,CET,），其修正公式为：,d,eff,=d-Z(1-CET),d:,计算点到模体表面的实际深度,Z,：某种不均匀组织的厚度,CET,：等效厚度因子,CET=n,i,/n,water,即,CET,等于某种组织的电子密度与水的电子密度 之比。,高能电子线的应用,治疗表浅部位的病变，如皮肤病变、胸壁、内乳淋巴结、颈部表浅淋巴结等,电子线与高能,X,线混合使用，提高皮肤量,电子线的全身照射,电子线的单野照射及 补偿膜对剂量的影响,电子束照射的衔接,乳腺癌术后的胸壁照射野，下颈切电子线补量，鼻咽腔的眶间野等，涉及到电子束与相邻野衔接。电子束照射衔接的基本原则是根据射线束宽度随深度变化的特点：,a.,皮肤表面共线,b.,皮肤表面相邻野留一定的间隙,c.,皮肤表面相邻野重叠,光子与,6,Mev,电子,0.5,cm,间隙,光子与,6,Mev,电子表面相交,光子与,6,Mev,电子重叠,o.5cm,（,2,）不同能量衔接比较,光子与不同能量电子重叠,o.5cm,电子束照射的临床照射技术,高能电子束在组织中被吸收随深度变化比较均匀的损失自己的能量，每单位厚度,(1,cm),的组织平均吸收,2,Mev,电子能量,(2,Mev,cm,组织,);,用组织等效物值作成的吸收块，能很好的改善剂量分布。,弯曲入射面对剂量分布的影响,楔形剂量分布,用吸收块保护眼球,用组织等效体改善颈段食管剂量分布，避免脊髓过量,用等效物改善乳腺区剂量分布,用等效物改善乳腺区剂量分布,几何对称双野照射,每野相同的剂量,.,剂量刻度点在,X=0,Y=0,位置,电子线全身照射,人照射体位,a.b,为单角度（机架）,c.d,为双角度照射,野照射方向，循环两次分开照,胶片在体模中测量,6,野照射的百分深度剂量曲线,照射野大小：,20,cm80cm,电子能量,E,0,：,210,Mev,机架角度：,10 15,总剂量：,36,Gy,分次：,9,周，,4,Gy,/,周，,4,天,/,周，,3,野,/,天,