放射治疗物理师培训讲义教案-辐射量及其单位和射线质的规定及测量

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1、第四节辐射量及其单位和射线质的规定及测量在X射线最初用于治疗的年代，人们曾试图依据X射线与人体的生物学反应来测定电离辐射。例如人体组织接叉放射线的照射后，皮肽会出现潮红反应，而反应大小与吸收的辐射剂量有关，为此，医生依据反应大小对病人接受的辐射剂量作出粗略估计。放疗中的所谓皮肤红斑剂量(SkinErythemaDose,SED)就是那个年代的产物，它是指刚好使人体皮肤出现潮红反应的辐射剂量，显然这种剂量单位很不严格，因为皮肤红斑反应与许多因素有关，如皮肤类型、辐射品质、皮肤辐照范围、剂量分次(分次剂屋和分次间隔)以及早期皮肤反应同滞后的晩反应之间的差界等。1928年国

2、际辐射单位与测量委员会(InternationalConmmissiononRadiationUnitsandMeasurements,ICRU)采用了以照射虽伦琴R作为辐射辐照的测量单位。由其取代了SED,它的出现是放疗辐射剂虽学的一次重大变革，使得后来临床上根据剂量计精确测量出的照射量伦琴的数值，并乘以打吸收剂量成一定函数关系的一系列参数，最终能够通过计算以确定人体组织中的吸收剂量。一、剂量学中的辐射量及具单位(一)照射量(Esposure)照射量是用来表示x(y)射线在空气中产生的电离能力大小的一个物理a,it定义为：X或丫射线在质最为d的空气屮禅放出来的全部电

3、子(正电子和负电子)完全被空气阻止吋,在空气中产生一种符号的离了的总电荷的绝对值么除以d,即：么/d。照射量的ST单位(国际单位制单位)是每千克库仑，专用单位是伦琴，用符号R表示。伦琴的定义是X(y)射线在标准温度和气压(STP,20°C,760mmHg)条件下,在lcm3(0.001293克)干燥空气中产生正、负电荷为1个静电系单位的照射量，现今定义为1R二2.58X10；C/kg。尽管伦琴是被淘汰的单位，属于非法定的国际单位制单位，但我们要了解其在剂最学发展过程中，曾经所起到的重要历史作用。应当指出，照射量定义只适用于X或Y辐射，不能用于其它辐射(如中子或电子束等

4、);也不能用于其它物质，只限用于空气。照射量不包括该质量屮釋放出来的次级电了发射的韧致辐射被吸收后产牛•的电离，不过这仅在光子能量很高时才有意义。照射量的测量必须满足电子平衡条件，只有在几千电子伏到几兆电子伏Z间才能较严格地进行照射量的测量。(二)吸收剂量(AbsorbedDose)吸收剂量是指电离辐射在单位质量的介质屮沉积(Imparted)的平均能量。旧单位为拉德(rad),SI单位为戈瑞(Gy)o其单位(Gy)的定义是每千克(kg)物质吸收1焦耳(J)能量时的吸收剂量。lrad=100ergs/g=102J/kg=lcGyo吸收剂最与照射最不同，它被广泛地应用于

5、不同电离辐射的类型、能最及各种介质。吸收剂量反映的是射朿在介质中被吸收的情况，而照射量则是指辐射在空气中电离量的大小，在临床上，前者更重耍，更被医生所关注，它的量值是通过使用剂量计及电离室对后者进行精确的测算而确定的。(三)比释动自巨(KineticEnergyreleasedinthemedium,Kerma)比禅动能是用来量度不带电粒子为物质相互作用，釋放出来的带电电离粒子的初始动能总和的一个物理量。单位:焦耳/千克(J/kg)专用名：戈瑞(Gray),符号：Gy量纲：lGy=lJ/kg,lGy二lOOcGy说明：其单位少吸收剂量和同，但在概念上是有区别的，不带电

6、粒子与物质相互作用，产生带电粒了和其它次级不带电电离粒了而损失能量，这是第一步。第二步是带电电离粒了把能量授了物质。比释动能表示笫一步的结果；吸收剂量则表示笫二步的结果。因此，只有满足次级电了平衡条件和韧致辐射可忽劣不计时，比释动能才等于吸收剂屋。二、射线质的规定及测量放射线的质是表示电离辐射贯穿物质的能力，即射线的换度，用能量表示。在放射治疗中，由于下面两个原因必须首先确定所使用的射线质的大小：①不同深度的肿瘤应选择具有不同穿透能力，即不同射线质的射线；②从照射竝或空气比釋动能转换成有关纽•织的吸收剂量时，射线质是其屮的一个重要参数。完整的农示射线质的方法是给出射线

7、的能谱，能谱用谱仪测量，这种方法虽然精确，但需要复杂的设备。对于临床，放疗通常采用简便的方法，例如吸收法、射程法、半水深法及两种深度剂量的比值等方法來确定射线质。在临床上，对放射性核素Y射线的品质通常用平均能量和核素名称来描述。例如从钻・60源发出的两条Y射线可表述为能虽分别为1.17McV和1.33McV（或平均值1.25McV）的钻・60Y射线：对于各种治疗机产生的中低能X射线质，以其高压、附加过滤和笫一半价层（halfvaluelayer,HVL）表示，例如：180kV,0.5Cu+lAl过滤，HVL=0.5mmCu；对于医用电了加速器产牛的高