電子線百分深度劑量的測(cè)量方法比較

1、電 = F - 線 百 分 深 度 劑 量 的 測(cè) 量 方 法 比 較 朱 小楊 ( 浙江大學(xué) 醫(yī)學(xué)院附屬第二 醫(yī)院放療科，浙江杭州 3 1 0 0 0 9 )( 中圖分類號(hào)]T H 7 7 4[ 文 獻(xiàn)標(biāo)識(shí) 碼]B[ 文章編號(hào)] 1 0 0 2 — 2 3 7 6 ( 2 0 1 4 )0 5 — 0 0 0 5— 0 2[ 摘 要 ] 目的 ：探討 電子 線百分深度 劑量 的最佳 測(cè)量 方法 ，采集 可靠 的一 臨床數(shù) 據(jù) ，減

2、少腫瘤 患者 電子線治療的誤 差。方 法：通過(guò) 電子線與 x ()射線在 物體 內(nèi)能量 沉積 的比較 ，分析 其相 同點(diǎn)與不 同點(diǎn) ，總覺(jué) 電子線百分深度劑 量的物理 本質(zhì) ；再通過(guò) 比較測(cè) 量方法兩個(gè)版本 ，分析 其側(cè)重點(diǎn)和精 確度 。結(jié)果 ：倫琴 一 拉 德轉(zhuǎn) 換 系 數(shù) 和平均 阻止本領(lǐng) 比是統(tǒng)一的 ，而平 均阻止本領(lǐng) 比進(jìn)一 步揭 示 了 C E值 的物理本質(zhì) 。結(jié)論 ：倫琴 一 拉德 轉(zhuǎn)換 系 數(shù) 有界定條件 ，與我們 日常測(cè)

3、量條件 比較接近 ，適合 于軸垂 直于電子柬入射方 向的圓柱形電 離室 ，而平均阻止本領(lǐng) 比沒(méi)有使 用條件 。[ 關(guān)鍵詞 )百分深度劑 量 ； 倫琴 一 拉德轉(zhuǎn)換 系 數(shù) ；平均 阻止本領(lǐng) 比1電子線百分深度劑量 曲線的物理本質(zhì) 只有 x線或 線才有 “ 照射量”這個(gè)物理量 。定義為 d Q除以 d m所得的商 ，即x：( 1 )x線 的百分 深度劑量 ，即射線進(jìn) 人介質(zhì) ( 包 括人體 及 各種 體 模 )后 任 意 深度 d點(diǎn) 的劑

4、 量 D( d )與峰值劑量 D 。 之 比。啪 =。而電子線只有 “ 吸收劑量”這個(gè)物理量 。D=f · X( 3 )收 稿 日期 ：2 0 1 4—0 2—1 4其中 f 是照射量 一 吸收劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)。既然存在吸收劑量 ，當(dāng)電子線進(jìn)入介質(zhì)后會(huì)有 一 個(gè)劑量分布的問(wèn)題 ，必然會(huì)有 “ 百分深度劑量 ”及其 曲線 。最根本的辦法是直接測(cè)量電子線 的吸收 劑量 ，即采用 “ 量熱法” ，這是一種直接根據(jù) “ 吸 收劑量”定 義

5、設(shè) 計(jì) 出來(lái) 的直接 測(cè)量 “ 吸收劑量 ”的儀器。但是量熱計(jì)十分精密而且體積大 ，不可能 直接用在臨床物理測(cè)試 中，更不可能在水模 中測(cè) 電子線 P D D曲線 。電離室劑量?jī)x是用來(lái)測(cè) x 、^ y 線照射量的 ，其 基本原理是 x 或 ^ y 線使空氣電離 ，然后收集一種符 號(hào)的離子得 出電離量用 ( 1 )式得出照射量 ，而 電子線也是 電離射線 ，同樣能使空氣 電離并由電離室 A S t r u c t u r eAn dPr

6、 i n c i p l eDe s c r i p t i o nOfM a g n e t i cBe a dP u r i f i c a t i o nAn dS e p a r a t i o nS y s t e m CHE N Yi( S H M YH e a h h d i g i tB i o c h i p sC o ． L t d ． ，S h a n g h a i2 0 1 4 0 3 )Ab s t r

7、a c t ：T h ea r t i c l ed e s c r i b e sas t r u c t u r ed e s i g no fma g n e t i cb e a dp u r i f i c a t i o na n ds e p a r a t i o ns y s t e m．No to n l yc o u l d． t h es y s t e m b eu s e df o rb a c t e r

8、iac a p t u r i n g，b u ta l s of o rg e n e，p r o t e i na n dc e l lp u r if i c a t i o na n ds e p a ra t i n ge t c ． A n dt h es y s t e m c a nme e tt h er e s e a r c ha n de x p e r ime n tr e q u i r e me n t

9、so fa u t o ma t i o n，h i g hf lu xa n dl a r g ew o r k i n gv o l u me ．Ke ywo r d s ： i mmu n o ma g n e t i cb e a d s ，ma g n e t i cb a r ， p u r i f ic a t i o n，s e p a ra t i o n，f l u x，w o r k i n gv o l u me

10、醫(yī)療裝備 2 0 1 4第 5期 5收集到其電離 量 ，當(dāng)電子線產(chǎn) 生的電離量與 x線 一 樣時(shí) ，我們就認(rèn)為該 電子線具有 等效 于 x線 的“ 照射量” ，同樣可以用 ( 3 )式表示該電子線在這 一 點(diǎn)位置上的吸收劑量 。不同深度點(diǎn)的劑量用峰值 劑量歸一化后就獲得了該電子線 的百分深度劑量及 百分深度劑量 曲線 。從 以上論述可以看到 ，電子線 百分深度劑量 的物理本質(zhì)是 等效于 x線 的百分深 度劑 量 。2電子線百分深度劑量

11、的測(cè)量方法 1 )在 電子線 P D D測(cè)量中，用電離室測(cè)得的數(shù) 據(jù)是 電離曲線 ，而臨床使用的是劑量曲線 。應(yīng)將百 分深 度 電離 ( P D I ) 曲 線 轉(zhuǎn) 化 為 百 分 深 度 劑 量 ( P D D )曲線 。P D D：P D I( 4 )E O 0式中：C( d ) 一 在水 中深度 d 處相應(yīng)的電子 線照射量 一 劑量轉(zhuǎn)換系數(shù) ；C( d 。 ) 一 在水中參考點(diǎn) d 。 處相應(yīng)的 電子線照射量 一 劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)。

12、從 ( 4 )式中可看 出，對(duì) 電子線而言其照射量 一 劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)是隨水中深度變化而變化的，故一 定要用 ( 4 )式轉(zhuǎn)換一下才能將 電子線的 P D I 轉(zhuǎn)換 成 P D D ；并且 因?yàn)殡娮泳€ 在水中不 同深度處 的平 均能量是不一樣 的，而且是 隨著深度而逐漸減 小 的，所 以電子線 的照射量 一 劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)會(huì)隨深度 而變化。而對(duì) x線來(lái)說(shuō) 就不存在這個(gè) 問(wèn)題 ，其 照 射量 一 劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)不隨深度變化 ，故測(cè)得的百分 深度

13、電離值在數(shù)量上就等于其百分深度劑量值 。2 )C的取值 早期書上僅提 出 c概念及 c表 ，而且有 不 同的版本 ；而現(xiàn) 在提 出 了 S w a i r 概念及 S w a i r 表 。用前者有不同的版本 ，用后者公式復(fù)雜而且有些參 量查不到具體數(shù)值 。實(shí)際上是統(tǒng)一的，而后者更科 學(xué) ，更進(jìn)一步揭示 了 C值 的物理本 質(zhì)。我們可用 下式將兩者統(tǒng)一起來(lái) ：C E = K· K· ÷ · S w

14、 a i r ·( 1 一 g ) ～· P- Pi( 5 )式中：C一 照射量 一吸收劑量轉(zhuǎn)換系數(shù) ；K a t t 一 校準(zhǔn)時(shí)室壁的吸收和散射減弱修正 ；K m一 室壁和平衡帽非空氣等效引入的修正 ；6一 在空氣中生成每對(duì)離子產(chǎn)生基本 電荷平 C 均消耗的能量 ；S w a i r 一 水對(duì) 空氣的平均阻 止本領(lǐng) 比。是 按 S p e n c e l —A t e l x理 論 計(jì) 算 的 ，截 止 能 量

15、△= 1 0 K e V ；g 一 次級(jí) 電子 的能 量 以韌致 輻射 損 失 的百 分?jǐn)?shù) ；P u 一 擾動(dòng)因子 ；P c e l 一 中央電極修正。( 4 )式之所 以存在 照射量 一吸收劑量轉(zhuǎn)換 系 數(shù)而且隨能量及水中深度變化而變化 ，其實(shí)質(zhì)是其 水對(duì)空氣的平均阻止本領(lǐng) 比隨深度變化而變化。平 均阻止本領(lǐng) 比的變化對(duì)電子線而言 ，實(shí)際上是反映 了電子線平均能量隨深度變化而變化的。而且深度 越深 電子線平均 能量越小 ，這就是 C值

16、及 c值 隨深度而變化的物理本質(zhì) 。 ( 5 )式 中的 K a t t ，K m與所用 電離室室壁 ，平衡帽等的材料 ，幾何尺寸有 關(guān) ；P u ，P c e l 與 電離室收集極 材料及空 腔半徑 尺 寸有關(guān) ；g 的大小當(dāng)然和入射射線 的性質(zhì)有關(guān)。總 之 ，使用不同的電離室應(yīng)該用不 同的 C值 ，使測(cè) 量得到的劑量更靠近 “ 真值” ?？傊?，兩種測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)有差別主要產(chǎn)生于兩 方面 ：( 4 )公式有遺漏項(xiàng) ； ( 5 )公式采

17、用的原始 數(shù)據(jù)各不相 同，如 項(xiàng) 的數(shù)據(jù)有 0 ． 8 6 9 R a d ／ R ，也 e 有 0 ． 8 7 2R a d ／ R ，更有 0 ． 8 7 6R a d ／ R ，其他還有 如 K a t t ，K m，P u ，P c e l 取值也各有些出入 ，特別是 g的數(shù)值在 “ 文件” 中就查不到。若包括 ( 1 一 g )· P項(xiàng)后其 c值與第一 版本 的 c值很靠近 ，而 且第一版本有界定條件 ，與我們 日

18、 常測(cè)量條件及所 使用 的 N E一 2 5 7 1電離室相符 。故建議采用第一版 本 c值表 。[ 參考文獻(xiàn)][ 1 ]胡逸民，張紅志，戴建榮，等 ． 腫瘤放射物理學(xué) [ M]． 北京 ：原子能出版社 ． 1 9 9 9 ．[ 2 ]馮 寧遠(yuǎn) ，謝 虎 臣 ，史 榮 ，等 ．實(shí) 用放 射 治療 物 理 學(xué) [ M]． 北京 ：北京 醫(yī)科大學(xué) 中國(guó)協(xié)和 醫(yī)科 大學(xué)聯(lián)合 出版社 ． 1 9 9 8 ．[ 3 ]徐海超，楊天恩，等 ．實(shí)用放