臨床放射治療劑量學（三）

臨床放射治療劑量學（三）

－外照射電子線劑量學簡介陳立新 中山大學腫瘤防治中心放療科放射腫瘤學基礎課外照射電子線劑量學簡介上個世紀50年代開始使用電子線,電子線照射是放射治療中的一種重要方式；電子線照射主要是針對表淺的腫瘤（一般是小于5cm），其照射能量范圍一般在4MeV到22MeV；高能電子線在臨床劑量學的應用上與光子線的照射在許多方面有比較明顯的差別。外照射電子線劑量學簡介百分深度劑量離軸比曲線等劑量分布電子線的臨床應用1.百分深度劑量電子線與物質(zhì)的相互作用是直接電離室作用，其百分深度劑量與光子線有明顯的差異，不遵從指數(shù)衰減方式。放射治療所用的電子線能量范圍為4～22MeV，一般在組織體內(nèi)平均損失大約是2MeV?cm2/g。1.百分深度劑量1）描述參數(shù)和區(qū)域2）百分深度劑量的影響因素1）描述參數(shù)和區(qū)域表面劑量比同兆伏級光子束更高，然后在一特定深度處形成劑量最大值（最大劑量深度Zmax）；Zmax之外，劑量迅速下降至低水平，形成所謂的軔致輻射尾部。電子線百分深度劑量光子線百分深度劑量在表淺腫瘤的治療上，電子束同X線相比具有獨特的臨床優(yōu)勢。1）描述參數(shù)和區(qū)域R100(cm或g/cm2):最大劑量點深度R90(cm或g/cm2):最大劑量的90％處的深度R50(cm或g/cm2):最大劑量的50％處的深度1）描述參數(shù)和區(qū)域Rp(cm或g/cm2):

通過電子深度劑量曲線最為陡峭部分的切線同軔致輻射形成的本底的外推線相交處的深度。1）描述參數(shù)和區(qū)域表面劑量和建成區(qū)最大劑量深度X線污染區(qū)表面劑量和建成區(qū)電子線照射野的劑量建成區(qū)遠小于同樣標稱電壓的光子線。

因為：在電子線射束入射到體模后，由于多次散射

而導致射束在模體中偏離最初的入射方向；電子線的表面劑量（一般在75%到95%范圍）遠遠高于光子線的表面劑量（一般<30%）。表面劑量和建成區(qū)

電子線的表面劑量隨著電子線的能量增加而增加（與光子線相反）。由電子線的散射特點決定：低能電子線散射更容易并且散射角更大，因此建成區(qū)的劑量梯度更陡，表面劑量與最大劑量相比更小；最大劑量深度電子線的最大劑量深度并沒有一個隨能量的改變而改變的特定趨勢，更多的要取決于機器的設計和限光筒的使用情況。X線污染區(qū)直線加速器機頭處、加速器窗和患者之間的空氣，受輻照的媒介物產(chǎn)生的軔致輻射形成了深度劑量曲線的尾部，即所謂的X線污染區(qū)；在電子線旋轉(zhuǎn)照射中，尤其要注意X線污染區(qū)。單野照射的X線污染區(qū)電子線旋轉(zhuǎn)照射的X線污染區(qū)2）百分深度劑量的影響因素能量影響射野影響源皮距影響能量影響電子線的表面劑量隨能量的增加而增加，與光子線正好相反；百分深度劑量隨能量增加而劑量梯度變小，高劑量坪區(qū)逐漸變寬；不同能量電子線得百分深度劑量曲線射野影響射野變小，更多的射線被散射出野外，因此劑量梯度變得更陡。能量越高，電子線的射程更大，更多散射線散射到照射野外，百分深度劑量隨射野面積的變化而變得更顯著。當中心軸上的電子散射損失被照射野邊緣的散射電子補償時，百分深度劑量不再隨射野增加而變化。射野影響當照射野的直徑大于射程的1/2時，PDD隨照射野增大而變化極微。低能時，射野對PDD影響較??；高能小野時，PDD隨射野變化較大當照射野的半徑大于射程Rp，PDD不再隨照射野增大而變化。源皮距的影響電子線照射基本上采用等距離照射，在限光筒與皮膚表面的距離一般預留5cm左右，但臨床上有時由于曲面的緣故而不得不提高源皮距；必須注意源皮距改變而引起的百分深度劑量的變化。源皮距的影響一般來說，源皮距增加，表面劑量降低，而最大深度劑量點下移，劑量梯度變陡，高能電子線較低能電子線的變化更明顯。在臨床實際照射中如果加大源皮距照射，要注意是否需要測量相應條件下的百分深度劑量。

源皮距的影響不同于光子線的特點，電子線延長源皮距照射時，不能簡單采用距離平方反比進行劑量率的校正；臨床上一般采用有效源皮距的概念來進行平方反比校正。源皮距的影響不同射野照射下的有效源皮距有明顯差異2、離軸比曲線平坦度規(guī)格要求90%劑量水平和射束幾何邊緣的距離沿主軸不能超過10mm，沿對角線不能超過20mm。90%等劑量曲線區(qū)域內(nèi)吸收劑量的最大值不能超過同一深度中心軸吸收劑量的1.05倍。2、離軸比曲線垂直于射野的平面，該平面深度取最大劑量深度，在該平面，所有值以所有中心軸劑量100％歸一；2、離軸比曲線半影P80/20：該平面80％與20％等劑量曲線之間的距離確定;在標稱源皮距（限光筒到皮膚的距離一般為5cm）下：低能電子線（<10MeV）的半影大約為10-12mm，高能電子束（>10Mev）的半影一般為8-10mm。拉長源皮距照射時，半影會相應增加，此時在臨床治療上要引起相應的注意。3、等劑量分布1）等劑量分布的特點2）電子線射野之間的銜接3）電子線與光子線的銜接1）等劑量分布的特點電子線等劑量線的顯著特點就是低劑量值曲線（<20%）向外側(cè)擴張，能量越低越明顯，造成的主要原因就是電子線的易散射性；9MeV和20MeV電子線等劑量曲線示意圖1）等劑量分布的特點高劑量值曲線（>80%）向內(nèi)收窄，能量越高（>15MeV)則比較明顯；9MeV和20MeV電子線等劑量曲線示意圖2）電子線射野之間的銜接有時候，單一電子線照射沒法包括整個靶區(qū)，需要采用電子線射野相互銜接進行照射：當電子線射野間銜接時，靶區(qū)內(nèi)等劑量曲線產(chǎn)生的“熱點”和“冷點”不可避免;相鄰的電子數(shù)應該相互平行，在皮膚表面或間隔一定距離，或者使兩野邊界共線，使兩野的50%等劑量曲線在所需深度處相交為最優(yōu)化,盡量避免在高值等劑量曲線上出現(xiàn)明顯的重疊。2）電子線射野之間的銜接一般來說，最好避免相鄰的電子野照射。否則一定要避免電子線與電子線之間的射野重迭，此時的劑量“熱點”會讓臨床難以承受。物理師可在治療前應用劑量膠片明確劑量分布中有沒有出現(xiàn)熱點或冷點。3）電子線與光子線的銜接

電子線與光子線的射野銜接，相對于電子線射野間銜接要容易一些，一般建議通過治療計劃系統(tǒng)（TPS）查看其劑量分布中是否有明顯的熱點和冷點。

鼻咽癌照射中對頸野補量照射就需要考慮與光子線的射野銜接3）電子線與光子線的銜接如果在皮膚上進行光子和電子野的銜接，那么在治療的光子一側(cè)產(chǎn)生熱點，而電子線射野邊緣劑量則過低；建議在皮膚表面間隔一定距離，或直接通過劑量分布進行銜接。4、電子線的臨床應用1）電子線處方劑量的報道2）電子線照射的修正3）電子線臨床應用范例1）電子線處方劑量的報道電子線通常用于治療表淺病變，并且常常采用單野在SSD方式下照射，其治療的劑量通常定義在一定深度處；為了更好保護正常組織，同時靶區(qū)獲得相對均勻的劑量，治療的處方劑量通常給在最大劑量深度、百分深度劑量的90%以及85％處。如果是后者情況，皮膚劑量通常比較高；一般來說，對電子線的治療通常要報道最大劑量。1）電子線處方劑量的報道治療的處方劑量通常給在最大劑量深度、百分深度劑量的90%以及85％處；對于低能小照射野的情況下，一般建議靶區(qū)的后緣的百分深度劑量不小于90%甚至更高。1）電子線處方劑量的報道一般如何選取電子束的治療射程？

電子束最大劑量深度外側(cè)90%劑量水平的深度一般定義為電子束的治療射程（R90）。大約等于E/4cm水深,其中E是兆伏級電子束的標稱能量。

可能的話，R90深度應該和末端治療邊緣保持一致;

最大劑量深度外側(cè)對應80%劑量水平的深度R80（cm），也是一個用于定義治療射程的常用參數(shù)，大約等于E/3cm水。2）電子線照射的修正限光筒和擋塊組織填充物（Bolus）電子線的斜入射非均勻組織的修正限光筒和擋塊電子線采用限光筒和擋塊（Cutout）來限制射野大?。阂话銖S商會提供幾個標準的限光筒，范圍從5cm×5cm到25cm×25cm之間；其他射野則需要按照需要制作電子線擋塊。在臨床應用中，有時候需要用到一些內(nèi)擋塊放置在病人體表來保護晶體等正常組織，此時需要考慮到由于擋塊而產(chǎn)生的背向散射線的貢獻而影響了保護效果，有時候會達到30％－70％左右，因此需要在內(nèi)擋塊外圍使用鋁或其他材料來吸收電子線的散射線，一般在1-2mm左右。限光筒和擋塊限光筒和擋塊一般采用鉛和合金制作。擋塊的厚度按照電子線的能量不同而不同，但要求穿透劑量不能超過5％常常使用限光筒或擋塊大小來定義治療射野大小組織填充物（Bolus）組織填充物是由蠟等組織等效材料制成的，電子線治療需要用到補償膜的主要作用:1）提高表面劑量，如乳腺癌的治療；

2）用來填補不規(guī)則的表面形狀；

3）在治療區(qū)域的某些部分減少電子束穿透。

在臨床中，注意選擇相應電子線的能量和補償塊的厚度，一方面要防止補償塊太厚而靶區(qū)劑量不夠，另一方面又要注意能量太高而補償塊對正常組織的保護不夠。組織填充物（Bolus）

乳腺癌的治療中采用組織填充物提高表面劑量組織填充物（Bolus）采用組織填充物用來填補不規(guī)則的表面形狀通過補償塊（Blous）修正等劑量曲線補償塊靶區(qū)電子線的斜入射對較小角度α的入射，PDD曲線的斜率會下降，實際射程Rp沒有明顯變化；當入射角度α超過60°，PDD曲線則會失去特征性的外形，也不能再應用定義Rp；對于大角度的入射，Zmax的劑量會明顯的變大。非均勻組織的修正電子線的劑量貢獻受組織不均勻性的影響很大，如肺組織和骨的影響；簡單的方法就是采用等效深度進行修正，即將非均勻組織按等效深度參數(shù)（CET）換算到相應的水的厚度。CET是通過材料的電子密度相對水的電子密度獲得，基本上等效于物理密度。非均勻組織的修正例如，肺的物理密度約為0.25g/cm3,因此1cm的肺組織約等于0.25cm的水。深度(cm)百分深度劑量(%)肺組織區(qū)間均勻體模的百分深度劑量水中的百分深度劑量15MeV5cm肺組織對15MeV電子線百分深度劑量的影響其中z是患者體內(nèi)該點的實際厚度，t指非均勻組織的厚度。非均勻組織的修正

采用電子線治療時，非均勻組織對劑量的影響非常大，這一點在臨床治療中需要慎重考慮。非均勻組織的修正

采用電子線治療時，非均勻組織對劑量的影響非常大，這一點在臨床治療中需要慎重考慮

L.Lung電子線V20:34.4%

L.Lung光子線V20:12.3%

R.Lu