肿瘤放射物理学-物理师资料-7.5 组织间照射剂量学
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源皮距SSD:射线源沿射线中心轴到体模表面的距离。
源瘤距STD:射线源沿射线中心轴到肿瘤中心的距离。
源轴距SAD:射线源到机器等中心点的距离。
机器等中心点:机架的旋转中心、准直器的旋转中心及治疗床的旋转中心在空间的交点。
PDD:百分深度剂量:体模内射线中心轴上某一深度d处的吸收剂量Dd与参考深度d0处吸收剂量D0之比的百分数,是描述沿射线中心轴不同深度处相对剂量分布的物理量。
等效方野:如果使用的矩形野火不规则野在其照射野中心轴上的百分深度剂量与某一方形野的百分深度剂量相同时,该方形野叫做所使用的矩形或不规则照射野的等效方野。
MLC:多叶准直器:相邻叶片沿宽度方向平行排列,构成叶片组,两个相对叶片组组合在一起,构成MLC。
Bolus:等效组织填充物:包括石蜡、聚乙烯、薄膜塑料水袋、凡士林、纱布及其他组织等效材料。
在皮肤表面及组织欠缺的位置填入组织等效物,达到改善剂量分布的效果。
剂量建成效应:百分深度剂量在体模内存在吸收剂量最大值,这种现象称为剂量建成效应。
GTV:肿瘤区:是可以明显触诊或可以肉眼分辨和断定的恶性病变位置和范围。
'CTV:临床靶区:包括了可以断定的GTV和(或)显微镜下可见的亚临床恶性病变的组织体积,是必须去除的病变。
ITV:内靶区:包括CTV加上一个内边界范围构成的体积。
PTV:计划靶区:是一个几何概念:包括ITV边界(ICRU62号报告)、附加的摆位不确定度边界、机器的容许误差范围和治疗中的变化。
确定性效应:是指受照剂量超过一定阈值后必然发生的辐射效应。
随机效应:发生概率与受照射的剂量成正比,但其严重程度与剂量无关。
主要表现为有法远期效应,包括恶性肿瘤和遗传效应。
TD5/5:表示在标准治疗条件下治疗的肿瘤患者,在5年之后因放射线造成严重损伤的患者不超过5%。
TD50/5:表示在标准治疗条件下治疗的肿瘤患者,在5年之后因放射线造成严重损伤的患者不超过50%。
4Rs:是指,细胞放射损伤的修复;周期内细胞的再分布;氧效应及乏氧细胞的再氧合以及再群体化。
肿瘤放射物理学1.第5页,两个例题。
例一计算氢气和氧气的每克电子数和电子密度。
解:例二计算水的电子密度和每克电子数。
解:2.第12页,放射平衡定义,条件。
答:放射性核素衰变,子母体间的放射性活度将保持固定的比例,这样一种状态称为放射性平衡。
3.第13页,制备人工放射性核素的途径。
1)利用反应堆中的强中子束照射靶核,靶核俘获中子而生成放射性核;2)利用中子引起重核裂变,从裂变碎片中提取放射性核素。
4.第16页,带电粒子与核外电子的非弹性碰撞三点结论;1)电离损失近似与重带电粒子的能量成反比;2)电离损失与物质的每克电子数成正比;3)电离损失与重带电粒子的电荷数平方成正比。
5.第17页带电粒子与原子核的非弹性碰撞三点结论。
1)辐射损失与入射带电粒子的成反比;2)辐射损失与成正比;3)辐射损失与粒子能量成正比。
6.第20页,比电离:带电粒子穿过靶物质时使物质原子电离产生电子—离子对,单位路程上产生的电子—离子对数目称为比电离。
布拉格峰:重带电粒子束的比电离曲线和百分深度剂量曲线尾部均可以观察到明显的峰值,此峰值称为布拉格峰。
利用重带电粒子束(主要是质子和负π介子)实施放疗,可以通过调整布拉格峰的位置和宽度使其正好包括靶区,从而达到提高靶区剂量和减少正常组织受照剂量的目的,这正是重带电粒子束相对光子、电子和中子束等所具有的计量学优点。
7. 第21页,简答题:X (γ)射线与物质的相互作用表现出不同的特点。
答:1)X (γ)光子不能直接引起物质原子电离或激发,而是首先把能量传递给带电粒子;2)X (γ)光子与物质的一次相互作用可以损失其能量的全部或很大一部分,而带电粒子则是通过许多次相互作用逐渐损失其能量;3)X (γ)光子束入射到物体时,其强度随穿透物质厚度近似呈指数衰减,而带电粒子有确定的射程,在射程之外观察不到带电粒子。
8. 第25页,半价层关系式:HVL=ln2/μ=0.693/μ。
9. 光电效应:光子被原子吸收后发射轨道电子的现象。
试题题型●选择题:共20小题,每题1.5分,共30分●名词解释:共6小题,每小题5分,共30分(DRR、PDD、PTV、CT模拟、放射性活度)●简答题:共4小题,每小题10分,共40分复习提纲1.原子的结构特点和描述原子结构的参数。
●核外电子运动状态由主量子数n,轨道角动量量子数l,轨道方向量子数m l,和自旋量子数m s决定。
●主量子数n:取值1,2,3….,对应的壳层分别为K,L,M,N,O,P,Q壳层,每个壳层最多可容纳的电子为2n2,例如K层和L层可以容纳的电子数分别为2和8.(主量子数n是用来描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近,或者说它是决定电子层数的。
n相同的电子为一个电子层,电子近乎在同样的空间范围内运动,故称主量子数。
)●根据泡利不相容原理,在原子中不能有两个电子处于同一状态,也就是说,不能有两个电子具有完全相同的四个量子数。
●对每一个n,轨道角动量量子数l可取值:0,1,2,3,…,n-1, 在一个壳层内,具有相同l量子数的电子构成一个次壳层,l=0,1,2,3,4,5,6依次对应次s, p, d, f, g, h, I●次壳最多可容纳2(2l+1)个电子●在多电子原子中,轨道角动量量子数也是决定电子能量高低的因素。
所以,在多电子原子中,主量子数相同、轨道角动量量子数不同的电子,其能量是不相等的,即在同一电子层中的电子还可分为若干不同的能级(energy level)或称为亚层(subshell),当主量子n相同时,轨道角动量量子数l愈大,能量愈高。
●轨道角动量量子数决定原子轨道的形状。
●轨道方向量子数m l:取值范围-l,-l+1,….l-1,l。
●磁量子数m是描述原子轨道或电子云在空间的伸展方向。
m取值受角量子数取值限制,对于给定的l值,m=0,±1,± 2,…,±l,共2l+1个值。
这些取值意味着在角量子数为l的亚层有2l+1个取向,而每一个取向相当于一条“原子轨道”。
1、处于激发态的原子很不稳定,高能级的电子会自发跃迁到低能级空位上,从而使原子回到基态。
两能级能量的差值一种可能是以电磁辐射的形式发出,这种辐射称为特征辐射2、阿伏加德罗定律:1摩尔任何元素的物质包含有NA(6.022×1023)个原子。
3、原子核的稳定性影响核素稳定的因素如下:中子数与质子数之间的比例关系核子数的奇偶性重核的不稳定性4、原子核的衰变类型,即α衰变、β衰变、γ跃迁和内转换。
5、重带电粒子束的比电离曲线和百分深度剂量曲线尾部均可以看到明显的峰值,此峰值称为布喇格峰6、光电效应总截面3)/(hvZ n∝τσn是原子序数的函数,对低原子序数材料n近似取4,对高原子序数材料n近似取4.87、临床上相同质量厚度的三种组织对X(g)射线不同的能量吸收差别:①对于60--150 kev低能X射线,骨的吸收比肌肉和脂肪的高得多。
②对于150--250 kev低能X射线,骨的吸收比肌肉和脂肪的高。
③对于钴-60γ射线和2—22 Mv高能X射线,虽然单位质量骨的吸收比肌肉和脂肪的低,但由于骨的密度比肌肉和脂肪都要大,所以单位厚度的骨的吸收仍然比肌肉和脂肪的高。
④对于22--25 MV的高能X射线,骨的吸收比肌肉和脂肪的稍高。
8、在7-100MEV能量范围,由于电子对效应变得重要,使得骨的吸收增大。
X射线机和加速器产生的连续能谱X射线可以近似等效为加速电压三分之一的单能光子束。
9、电离室的工作特性电离室的方向性电离室的饱和性电离室的杆效应电离室的复合效应电离室的极化效应环境因素的影响10、用电离室测量吸收剂量分两步:(1)用电离室测量由电离辐射产生的电离电荷;(2)用空气的平均电离能计算并转换成电离辐射沉积的能量,即吸收剂量。
11、布喇格-格雷(Bragg-Gray)空腔理论假定气腔的直径远小于次级电子的最大射程,则以下三个假定成立:1、X射线光子在空腔中所产生的次级电子的电离可忽略;2、气腔的引入并不影响次级电子的注量和能谱分布;3、气腔周围的邻近介质中,X射线的辐射场是均匀的。