1、高能电子束剂量学高能电子束剂量学中国医学科学院中国医学科学院肿瘤医院放疗科肿瘤医院放疗科戴建荣戴建荣高能电子束剂量学高能电子束剂量学v电子束的产生v电子束剂量学v电子束的计划设计产生电子束产生电子束展宽电子束展宽电子束经加速和偏转后引出的电子束束流发散角很小，可认为是单能窄束，必须展宽才能用于治疗。展宽的方法有两种：1.在电子束出射窗下方加散射箔，利用电子束易于散射的特点，将其射线束展宽2.利用电磁偏转的原理，采用窄束扫描的方式形成均匀的宽束展宽后射线质的变化展宽后射线质的变化加散射箔后，电子束能量会下降、并且能谱分布范围加宽；X射线污染有所增加。电子束射线质的描述方法电子束射线质的描述方法v
2、准确描述用能谱分布v临床上用模体表面的平均能量或最可几能量表示射线质限定电子束限定电子束电子束限光筒限定电子束的照射范围，形成不同大小的规则射野高能电子束剂量学高能电子束剂量学v电子束的产生v电子束剂量学v电子束的计划设计中心轴百分深度剂量曲线中心轴百分深度剂量曲线v可分为剂量建成区、高剂量坪区、剂量跌落区和X射线污染区v表面剂量Ds75%v治疗射程(e.g. R90)v剂量跌落区的剂量梯度 G=Rp/(Rp-Rq)vX射线污染水平6-12MeV, 0.5%-2%12-20MeV, 2%-5%9090能量对能量对PDDPDD的影响的影响照射野大小对照射野大小对PDDPDD的影响的影响建立横向电
3、子平衡的最小射野半径:源皮距对源皮距对PDDPDD的影响的影响随SSD增加，表面剂量降低，最大剂量深度变深，剂量梯度变陡，X射线污染略有增加射野均匀性和半影射野均匀性和半影v射野均匀性用均匀性指数U90/50表示，后者是指深度R85/2处90%与50%等剂量分布所包含的面积之比表示，当射野面积100cm2时，U90/500.7，并且该平面内的峰值剂量103%。v半影用射野边缘80%至20%等剂量线之间的距离表示(P80/20)。 当 能 量 10Mev时 ， 为 10-12mm； 当 能 量10Mev时，为8-10mm。电子束射野的等剂量分布电子束射野的等剂量分布随深度增加，低值等剂量线向外侧
4、扩张，高值等剂量线向内侧收缩电子束的输出剂量电子束的输出剂量由于电子易于散射，输出剂量随限光筒大小的变化没有明显的规律；由于不同厂家的限光筒设计有所不同，对同样大小的限光筒，输出剂量会不同。输出剂量随输出剂量随SSDSSD变化变化v治疗电子束是加速管中的经加速的一窄电子束，经偏转经过出射窗、散射箔、监测电离室、限束系统等而扩展成宽电子束。后者可近似认为是从出射窗下方某一点发出，输出剂量随SSD变化可按从这一点到人体的距离做距离平方反比修正得到。这点称为有效源，这个距离称为有效源皮距v确定有效源皮距的方法是将电离室放置于水模体中射野中心轴dm处，将限光筒末端至水模表面的空气间隙g调至不同大小，分
5、别测量输出量有效源皮距与能量和射野面积的关系有效源皮距与能量和射野面积的关系斜入射对斜入射对PDDPDD的影响的影响v斜入射增加dm的侧向散射，使dm向表面移动，电子束穿透能力减弱v斜入射的影响可用笔形束模型解释斜入射时中心轴剂量计算斜入射时中心轴剂量计算中心轴深度d处的剂量 其中斜入射对剂量分布的影响斜入射对剂量分布的影响表面不规则对剂量分布的影响表面不规则对剂量分布的影响大的组织不均匀性组织大的组织不均匀性组织用等效厚度法计算大的等厚不均匀性组织对剂量的影响，等效厚度 ，其中CET是不均匀性组织相对于水的电子密度。然后用距离平方反比因子 修正剂量。小的组织不均匀性组织小的组织不均匀性组织v
6、小的不均匀性组织会在边缘处产生剂量热点和冷点不规则射野不规则射野用足够厚的低熔点铅制成挡块形成所需要的射野形状,使射线束透过率降至=5%电子束能量 (MeV)LML厚度62.394.4128.51618.02025.0不规则射野不规则射野用足够厚的低熔点铅制成挡块形成所需要的射野形状挡块对剂量参数的影响挡块对剂量参数的影响v射野输出剂量随挡铅射野的减小而增加。低能时增加大约1% ，高能时增加大约6%。v当能量10Mev时，挡铅射野的PDD基本不变；当能量10Mev时，挡铅射野的PDD会降低，并且剂量梯度变小。电子束模拟筒电子束模拟筒中华放射肿瘤学杂志 1995年第4期电子束的内挡块电子束的内挡
7、块内挡块用于保护被遮挡区后方的正常组织，但会因为反向散射而造成被遮挡区前方的剂量增加。这种剂量增加用反向散射因子描述，附加低原子序数材料附加低原子序数材料在挡块前方附加低原子序数材料，可以减少反向散射引起的增加。组织补偿组织补偿v组织补偿器可补偿体表不规则的外轮廓，减弱电子束的穿透能力，提高皮肤剂量。v组织补偿材料有石蜡、聚苯乙烯和有机玻璃，其密度均接近与1g/cm3 。高能电子束剂量学高能电子束剂量学v电子束的产生v电子束剂量学v电子束的计划设计高能电子束照射高能电子束照射v常用单野照射浅表肿瘤，选择合适的能量，保证靶区后缘所处深度的PDD约为90%。能量可近似选择为(3d后+2或3)Mev
8、。v为保证靶区包括在90%的等剂量线内，射野应比靶区横径大20%v如有必要，可选择两个能量加补偿器的方法保证射野入射一侧的靶区剂量两挡电子束合成两挡电子束合成电子束照射技术电子束照射技术vSSD照射技术常用SSD误差显著影响照射剂量vSAD照射技术几乎不用v旋转照射技术少用相邻野设计：两电子束射相邻野设计：两电子束射野野相邻野设计：相邻野设计： 电子束射电子束射野和野和x(x( ) )射线野射线野相邻野设计：相邻野设计： 电子束射电子束射野和和调强的野和和调强的x(x( ) )射线野射线野ICRU Report No.71:ICRU Report No.71:Prescribing,Recor
9、ding, and Prescribing,Recording, and Reporting Electron Beam TherapyReporting Electron Beam TherapyContentContent1.Introduction2.Volumes3.Physical characteristics of electrons4.General recommendations for prescribing, recording, and reporting external beam therapy5.Recommendations for reporting dose
10、s in electron beam therapy for different clinical situations6.Special techniques7.Quality assurance8.Quantities, reference points, and volume recommended for reporting electron beam therapy: summaryVolumes(Volumes(区域区域) )Prescribing the treatmentPrescribing the treatmentvThe prescription of a treatm
11、ent is the responsibility of the radiation oncology team in charge of the patientvDifferent approaches of prescribingApproach based on central reference pointApproach based on specification of a dose range within the PTVApproach based on minimum dose to the PTVRecording the treatmentRecording the tr
12、eatmentIt is recommended that the same concepts and definitions used for reporting the treatments should also be used for recording the treatment parameters.Reporting the treatmentReporting the treatmentvThe reporting of treatments must be done in an uniform way, for all patients within each departm
13、ent and in all centervReporting in three levelsLevel 1: minimum requirementsLevel 2: GTV, CTV, OAR, PTV, PRV can be defined, and DVHs are availableLevel 3: special techniques and developments for which reporting criteria may not be establishedICRU Reference PointICRU Reference PointReference point i
14、s selected according to the following criteria:The dose at the point should be clinically relevantThe point should be easy to define in a clear and unambiguous wayThe point should be selected where the dose can be accurately determinedThe point should be selected in a region where there is no steep
15、dose gradientICRU Reference PointICRU Reference PointFor electron beam, ICRU reference should be selected Always at the center (or in the central part) of the PTV andIf one beam is used in the electron beam therapy, whenever possible, on the beam axis,at the level of the peak doseReporting dose Repo
16、rting dose under different situationsunder different situationsvA single electron beamReference conditionSmall and irregularly shaped beamsExtended SSD air gapsOblique beam incidenceHeterogeneitiesBolusvCombination of electron and photon beamsvCombination of electron beamsvElectron-beam arc therapyReference conditionsReference conditionsReporting on Reference conditionsReporting on Reference conditionsReporting on Reference conditionsReporting on Reference conditionsSmall and irregularly shaped
