第7讲电子线的物理学原理.ppt

第七讲 电子线的物理学概论及临床应用 余健 电子线的物理学概论及临床应用 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 ①电子限光筒形成治疗射野②电子限光筒的筒壁增加散射电子，弥补射野边缘剂量不足 （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 高能电子束射野剂量学 最大射程Rmax（cm或g/cm2）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Rp （cm或g/cm2）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/cm2）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/cm2）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 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 照射野对百分深度剂量的影响 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 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1/3E（Mev）～1/4E(Mev), 如：现在要照射皮下1.8cm 处的淋巴结，那么我们可以选择6Mev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0.5～1.0cm。 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： deff=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 C