秦山医学院 放射治疗剂量学 实验指导 实验一、外照射放射治疗机吸收剂量的校准 实验目的：掌握吸收剂量校准的测量方法，认识剂量测量的重要性：理解并正确掌握吸收剂量 测量的ICRU、AAPN和IAEA规程；学会剂量仪的各种功能和正确使用方法。 实验器材：剂量仪(FARMER257O):电离室(FARMER2571):标准体模(30cm×30cm×30cm)或水 箱：温度计：气压计。 实验原理：电离室是最早应用的电离辐射探测器，已有近百年的历史，至今仍被广泛应用。用 电离室测量吸收剂量分为两步：①首先测量电离辐射在空气中或在空气等效壁中产生的次级粒 子的电离电荷量：②然后利用空气的平均电离能（即在空气中每产生一正负离子对所消耗的电子 动能)为”=33.97J1℃计算并转换成电离辐射所沉积的能量，即吸收剂量。 1980年以前，高能X(y)射线和电子线吸收剂量的测量，基本依据的是ICU第14号和第 21号报告推荐的(C,C)方法.C0-60Y射线，水中吸收剂量计算的标准公式是：D=RN(C)。, 高能X(y)射线，水中吸收剂量计算的标准公式是：D,=RNC,高能电子线，水中吸收剂量 计算的标准公式是：D。=RNC:。由于这一方法本身的不足和相互矛盾，测量结果存在较大的 误差。1983年，AAPM TG21号报告提出吸收剂量测量的规程(N)方法。高能电离辐射吸收剂 量计算的公式是：D.=MPNm(亿1p)aPP1987年，IAEA第277号报告提出高能X（Y) 射线和电子线吸收剂量测量的新规程(。)方法。高能电离辐射吸收剂量计算的公式是： Dw=M。No-S/5)-PP AAPM TG21和IAEA277两种高能X(￥)射线和电子线吸收剂量测量的技术规程在形式上有 所差异，引用的系数有所区别，但所依据的基本理论是一致的，特别是IAEA规程完善了不同国 家测量方法中理论上的某些不足，纠正了相关系数引用上的混乱，提高了测量精度，便于在世 界范围内统一实施。我国国家技术监督局根据这一技术规程，于1991年颁布了国家计量技术规 范，并于1992年开始实施。本实验以吸收剂量刻度的IAEA规程为例。 实验步骤： 1. 将标准30cm×30cm×30cm均匀体模（图12-1）整齐码放在加速器的治疗床上，升床使 床面大致位于SSD=100cm处，电离室置放于体模中适当固定，谨防滑落损坏指形电 离室的石墨室壁：
秦山医学院 放射治疗剂量学 2.通过电缆把电离室和放置在控制台的剂量仪相连，看清“十一”极性，装上电池，打开 剂量仪电源，检查剂量仪工作电压，选择量程与电离室型号，如果需要，进行调零，然后输入 温度(C)、气压(kPa)作校正： 3.控制台编程，如6MWX射线、200MU、10cm×10cm照射野，机架0°，进入机房，使电 离室中心处于有效测量点深度，且体模上表面位于SSD=100©m位置，通过前后左右平移床面， 借助灯光野使体模上的十字线与射野中心轴重合（利用激光定位灯或加速器配置的十字板）。等 待十分钟，使体模、电离室的温度与机房温度达到平衡： 4.按下剂量仪面板上的“START”键，同时让加速器出束，观察剂量仪读数的变化： 5.出束停止后，记录剂量仪显示屏上的读数，依次按下面板上的“STOP”、“RESET”键， 暂停测量： 6。重复测量一次，将两次剂量仪的读数取平均值，计算出测量点的吸收剂量，根据PDD 值，验证最大剂量点d深度处是否满足1cGy=1U的关系，否则必须调整加速器的输出增益， 然后再次出束检验： 7.对X射线、电子线的不同能量重复36步骤： 8.整理实验器材，注意保持剂量仪的干燥。 思考题：①为什么X(￥)射线和电子线校准深度的选取方式是不同的？ ②试着依据ICRU、AAPM规程校淮治疗机吸收剂量，把测量结果与IAEA实验结果比较
秦山医学院 放射治疗剂量学 表12-1剂量校淮测量几何条件及剂量仪仪表读数 SSD= 一cm,温度 ℃，气压 kPa 射线类型校准深度测量点深度校准前剂量仪读数（心）校准后剂 及能量 d.(cm) 剂量PDD() 1 2平均 量仪读数 0M0
秦山医学院 放射治疗剂量学 实验二、铅挡块的制作 实验目的：学握射野挡块的制作方法：总结出挡块制作容易产生误差的环节和减小误差的手段： 学习切割机、熔铅炉的使用方法。 实验器材：切制设备（手动或自动）、低熔点铅、有机玻璃板、泡沫塑料、温控熔铅炉、模拟定 位机（带射野挡块托架）、XR片或DRR片、双面胶、布胶或纸胶、石音、多功能加工机（钻、车、 铣)或台钻、钳工工具。 实验原理：在开野中加入挡铅的主要目的不仅将规侧野变成不规则野，以使射野形状与靶区形 状的投影一致，而且保护了射野内的重要器官和正常组织。低熔点铅的熔点约为？0℃，比纯铅 的熔点327℃低，容易实现为每个病人制作特定形状的不规则挡铅。 低熔点铅挡块制作技术虽然费时费力，但是较之电脑控制多叶光栅的射野照射技术费用却 十分低廉，而且遮挡轮廓成型性相对优越。不过目前国内外低熔点挡块制作工艺上的机械化、 自动化程度不高，即使采用电脑切割机，也仅是取代人做泡沫塑料阴模切制这道工序，射野遮 挡轮廓资料的输入（计算机控制的热丝切割机可直接接收计划系统输出的射野形状文件）、而泡 沫塑料阴模或挡块成品在承托有机板上的定位和固定，低熔点铅的烧铸等工序，全靠人工操作 因此挡块出现误差的机会比后者大。 实验步骤： 1,请医生在XR片或DRR片上勾画出射野挡块的形状和位置： 2.看清定位片的正反面，将XR片或DRR片放在热丝切割机的灯箱台面上，使片子的射野 中心与台面的十字线重合，用布胶或纸胶固定： 3.调整源至托架的距离(STD)和源到射野片的距离(SFD),将聚乙烯泡沫塑料块放置在托架 上，并把切割机电热丝穿过塑料固定在描迹操纵杆相应位置： 4.根据不同性质的塑料，相应调整好电热丝的切割温度，按射野标记进行切割，为保证内 壁光滑不易速切，遇90°弯或曲折地方要慢切，模型也不要在料边切制，以避免浇铸时漏铅。 切割完成的模具用石膏勾缝，修整内壁，并在热丝切割机上用灯光模拟器初步验证： 5.依据塑料表面的十字定位线，按切割前的相对几何位置，在冷却平台上放置塑料模具 并用铅块压实、压紧谨防漏铅： 6.往温控熔铅炉中加适量的低熔点铅，设置温控温度至75°左右，熔化铅块： 7.待低熔点铅完全融化后，把铅液浇注于模具中，为防空心有气泡以及漏铅液，倒铅速度 要慢，等待其自然冷却或设法浸入冷水凝固成型： 8.整体挡块冷却后，脱模取出，对内表面的飞边、毛刺修整打磨； 9.在模拟定位机上，调整射野挡块托架和源片距位置，在灯光下确定挡块位置后，用双面
秦山医学院 放射治疗剂量学 胶将其粘在有机玻璃板上，用灯光再次确认，拍摄模拟射野验证片： 10.让病人回到模拟定位机上，用挡块拍摄射野证实片，主管医生确认后，贴上标签，填好 姓名，前后左右不得有误，必须与定位时相符，送加速器机房使用。 思考题：①为什么要进行X(￥)射线照射野的修整？ ②个体化的铅挡块和C形成的不规则照射野各有哪些优缺点？ ③X(￥)射线与电子线挡铅的制作有何区别？ 注意事项：①铅蒸汽和铅粉尘对人体有损害，操作人员要加强自身保护，如带口罩，保持室内 通风，熔铅室和切割室分离等： ②废铅和废塑料要统一集中处理，严禁乱扔，污染环境
秦山医学院】 放射治疗剂量学 实验三、内外照射放射治疗计划设计 实验目的：通过放射治疗计划的设计，初步学握治疗系统的各种功能和使用方法：理解肿瘤区、 临床靶区、内靶区、计划靶区、治疗区、照射区、冷剂量区、热剂量区的概念。 实验器材：图形工作站、三维治疗计划系统、磁带机（光盘机或PCS网络）、数字化仪、胶片扫 描仪、彩色喷墨打印机、图文激光打印机、UPS电源。 实验原理：治疗计划设计通常被狭义地理解为计算机根据输入的病人治疗部位的解剖材料如外 轮廓、靶区及重要组织和器宫的轮常及相关组织的密度等，安排合适的射野（如体外照射）或合 理布源（如近距离照射），包括使用楔形过滤板、射野挡块或组织补偿板等进行剂量计算，得到 所需要的剂量分布。但广义上的理解应包括三个方面：①CT/WRI/DSA等图像的输入及处理：② 医生对治疗方案包括粑区剂量及其分布、重要器官及其限量、剂量给定方式等的要求及实现： ③计划确认及计划执行中精度的检查和误差分析等。 实验步骤： 1.病人治疗部位解剖数据的获得和输入图12-2给出病人CT/MRI等原始图像数据图形工 作站的常用途径： 2。计划系统对图像登记病人治疗部位的解剖信息进入计划系统后，系统对其进行登记， 通过附在图像上的内外标记点，建立病人坐标系，并在该坐标系中重建出治疗部位的三维解剖 结构： 3.病人解剖结构的勾画用手动、半自动、全自动方式勾画包括体表在内的体表外轮廓 靶区轮廓、重要组织和器官轮常、某些解剖结构的轮席等。轮廓线（面）内解剖结构的CT值通过 变换，转换成相对电子密度进行剂量计算： 4.治疗计划设计医生或放射物理师根据肿瘤部位的要求或自己的经验设定射野方向、形 状及权重后（也可以给定限制条件，具有逆向治疗计划设计(inverse planning)功能的三维计 划系统自动设置射野参数)，计算射野在体内的剂量分布： 5.治疗计划的评估①定性评估：观察横断面、矢状面、冠状面的等剂量线(isodose line)、截面剂量(dose profile)和体积剂量(volume dose)分布，判断靶区内剂量分布的均匀 性、剂量分布与靶区的适合度以及靶周围和邻近重要器官的剂量变化梯度：②定量评估：剂量 体积直方图(dose volume histogram)可评价高剂最区与靶区的适合度。有两种形式：若评价位 于某一剂量水平以上的体积相对于剂量的变化称为积分(accumulated)D州图，如图12-3(d)所 示，常用于评估同一计划中不同器官间的剂量分布：若评价位于某一剂量区间，如68Gy的体 积相对于剂量的变化称为直接(direct)DvH图或微分DvH,如图12-3()，它能表示多少个体积 单元受到某一剂量范围的照射，常用于评估不同治疗计划的同一器官内受照体积与剂量间的相 6
秦山医学院 放射治疗剂量学 互关系： 6.放射生物学模型由组织类型（早反应组织和晚反应组织）、细胞再生与修复及照射剂量 率等确定采用单次或分次照射、分次数及间隔、总处方剂量及分次剂量的大小，以提高成射治 疗的肿瘤控制概率和降低周围正常组织的并发症概率： 7.治疗报告打印包括病历档案（姓名、ID、计划次数、时间）：医生、物理师意见及签名： 靶区等中心位置坐标：总剂量、射野大小、权重、M、机架转角、准直器转角、治疗床转角等： DVH图等： 8.靶区定位按治疗计划系统确定的靶区等中心坐标，在模拟定位机上利用移动式激光灯 定出靶中心在体表的上及左右三个投影，并拍摄射野证实片，主管医生确认后送加速器机房使 用。 思考题：①结合自己对GTV、CTV、PTV以及OAR的理解，阐述减小病人治疗摆位误差的重要性？ ②正向治疗计划和逆向治疗计划设计有何区别？ ③近距离照射与外照射治疗计划设计有何区别，剂量学特征有何不同？
秦山医学院 放射治疗剂量学 实验四、靶中心的模拟定位 实验目的：进一步理解体外照射常用的照射技术及它们各自的优缺点：学握SD技术定位的方 法、要点：理解治疗体位选择原则：满足不同治疗技术布野要求、每次摆位易于重复：学会常 用体位固定辅助装置的合理使用。 实验器材：模拟定位机、X光片、皮肤墨水。 实验原理：在放射治疗中，准确的定位、摆位技术既能保证放射治疗的效果，又能减低正常组 织的受量。 体外照射常用的照射技术有：①固定源皮距(SSD)技术、②等中心定角(SD)技术、③旋转 (OT)技术三种。固定源皮距照射是不论机架在何种位置，保持放射源到皮肤的距离固定，肿瘤 或靶中心T放在放射源和皮肤入射点I两点连线的延长线上，图12-4()：等中心定角照射是 将治疗机的等中心置于肿瘤或靶区中心T上，图12-4(b):旋转技术于SD技术相同，以肿瘤 或靶区中心T为旋转中心，用机架的旋转运动照射代替SD技术中机架定角照射。 SAD和ROT技术给摆位带来方便和准确，SAD技术应用越来越多，SSD技术只是对姑息治疗 和非标准源皮距照射时才使用。 食管癌放射治疗等中心定位一般采用三野（一前两后）等中心照射（图12-5），或前后等中心 对穿野剂量达到40Gy后改为右前左后野（若病人食管偏左），左前右后野（病人食管偏右）避开脊 髓再照射30Gy,如图126所示。以食管癌的等中心定位为实验步骤如下：
秦山医学院 放射治疗剂量学 实验步骤： 1.让病人咽下一口钡剂，再唅一口钡剂，头垫塑料枕仰卧在模拟机床上，身体对称轴与模 拟机长轴方向一致，两肩放松，双臂自然置于躯体两侧，或双臂上展，双手抱头。根据X线片 上肿瘤的位置，把模拟机灯光野中心放在病人体表适当的位置上。把源皮距大致调为100cm: 2.通过透视观察病人吞钡时食管充盈缺损的位置即肿瘤位置，把模拟机中心放在肿瘤中 心，照射野在肿瘤上下各放3cm5cm为野的长度，野宽为4.5cm5.5cm左右： 3.转动机架到病人的右前方，升床使肿瘤中心位于照射野中心，相应调整准直器转角，避 开脊髓。根据此时的源皮距计算右前野的肿瘤深度，方法是：10O℃m一源皮距=肿瘤深度（图 12-)。然后记下机架角度、准直器角度和肿瘤深度。拍片存档，如果需要，主管医生在XR片 上勾画射野挡块： 4.转动机架到病人的左后方，正常情况下，肿瘤中心已在射野中心，只需转动准直器使照 射野避开脊髓即可。记录机架角度和准直器角度。注意在定位过程中，只有在机架0°时，可 通过左右平移床找到肿瘤中心，在定前后野时就不能再通过平移床，只能垂直升降床使肿瘤中 心在射野中心： 5.机架、准直器转回0°，根据灯光野，用墨水在病人体表画出照射野大小和中心，确定 摆位参考中心，计算升床高度，100cm一源皮距=升床高度（图12-8），并画出两侧激光在体表 的投影便于摆位验证：
秦山医学院 放射治疗剂量学 6.把机架转到右前野，让病人坐起，观察源到床面的距离，计算左后野的肿瘤深度，源床 距一100cm=肿瘤深度（图12-7）： ?.主管医生按定位记录填写治疗单，完成治疗计划后交加速器机房执行 思考题：①源皮距SSD照射技术的摆位要点是什么？ ②等中心SAD照射技术的摆位要点是什么？ ③总结减小病人治疗摆位误差的方法？ 10