电子束应用于肿瘤的放射治疗始于50年代初期。据估计,当前在大的放射治疗中心,接受放射治疗的患者中,约152左右的患者在治疗过程中要应用电子束。医用电子直线加速器的电子经加速和偏转后的电子束,束流发散角很小,基本是单能窄束,必须加以改造,才能用于治疗。电子束通过散射箔展宽,先经过X射线治疗准直器,再经过电子束限光筒形成治疗用射野。电子限光筒的设计除要形成治疗用射野外,利用电子束易散射的特点,借助限光筒的筒壁增加电子束射野中的散射电子,以弥补射野边缘剂量的不足。放射治疗的计划设计,要求在给予靶区足够剂量的同时,必须注意保护正常器官。在临床应用中,一般用附加铅块改变限光筒的标准照射野为不规则野。以适合靶区的形状,并保护周围的正常组织。附加铅块可固定在限光筒的末端,也可直接放在患者体表被遮挡的位置。那么,不同能量的电子束其附加铅块的厚度应是多厚?为此,探讨完全阻止不同能量电子束所需挡铅厚度。
1 材料与方法 1.1 被测机器为西门子MEVATRON Ⅻ医用电子直线加速器。
1.2 环境条件测量时,环境温度为15~35 ℃,大气压为70~110kPa,相对湿度为30%~75%。环境的辐射为本底,外来电磁场和机械震动等均不应引起剂量计示值的显著偏差和不稳。
1.3 电离室剂量计为平行板电离室,经剂量检定机构检定合格; 剂量计的电离室的性能符合有关规定要求。
1.4 模体固体模体。
1.5 其他计量器具温度计、气压计测量范围分别在0~ 50℃,50~110 kPa; 温度计、气压计、计时器最小分度值分别在0.2℃, 0.1 kPa, 0.1 s。
1.6 条件设置固体模体在辐射场内的SSD为正常治疗距离,在测量不同能量电子束在铅介质中的衰减曲线时,辐射野为10 cm×10 cm; 在测量完全阻止不同能量电子束所需铅挡块厚度时,模体表面的辐射野为25 cm×25 cm; 测量深度为0.5 cm。电子束轴穿过平行板电离室入射面的几何中心,并且垂直于该入射面。
2 测量结果将所得数据分别列表:不同能量电子束在铅介质中的衰减曲线见表 1;完全阻止不同能量电子束所需挡铅厚度见表 2。
(1) 从不同能量的电子束在铅介质中的衰减情况(表 1)可以看出,铅厚度的微小变化,都会对电子束的剂量有很大的影响。
(2) 从完全阻止穿射电子所需铅的厚度与入射电子束最大能量的关系(表 2)可以看出,最低的挡铅厚度(以mm为单位)应是电子束能量(以MeV为单位)数值的1/2。
3 讨论(1) 对受检者和患者使用放射性同位素或者射线进行诊断、治疗、检查时,必须严格控制受照剂量,避免一切不必要的照射[1]。因此,我们在治疗时必须仔细计算铅块厚度。
(2) 表 1所示出不同能量电子束在铅介质中的衰减情况与Giarmtan JC[2]等的结果相同。如果挡铅厚度过薄,剂量不仅不会减少,反而会有所增加。一般情况下,挡铅厚度应略大于所需要的最小铅厚度值。但在有些情况下,特别在射野内遮挡时,如照射眼睑部位的肿瘤,为保护晶体,挡铅过厚使用起来不方便,而接近临界值,特别是在大照射野情况下,1~2mm微小的变化,都可能起不到对正常组织的保护作用。对于内遮挡铅时,因需要最小的遮挡厚度,应对使用的电子束能量,对特定的照射野和深度,作特殊的测量。
(3) 从表 2可以看出,最低的挡铅厚度应是电子束能量数值的二分之一,这与Khan FM[3]等的结果相同。同时从安全角度考虑,可将挡铅厚度再增加1mm。另外,较高能量的电子束需要较厚的挡铅,以吸收高能电子撞击散射箔,准直器或挡铅后产生的轫致辐射[4]。
(4) 由于平行板电离室的结构特点和物理特性,如扰动影响小、有效测量点易于确定等,对电子束吸收剂量的校准和沿线束入射方向剂量梯度变化较大区域的测量有很明显的优点和较高的测量精度,许多国家和国际学术组织都推荐使用平行板电离室来校准放射治疗中的电子束,特别是较低能量的电子束,如E0≤10 MeV[5]。
(5) 电子束的表面剂量高,一般都在75%~80%以上,并随能量的增加而增加,即穿射剂量的最大贡献主要发生在表浅部位,因此,测量深度不应超过0.5 cm。
(6) 为了适应临床使用的所有照射野,测量时应在宽束条件下。
[1] |
李连波, 王金鹏. 放射卫生防护[M]. 济南: 黄河出版社, 1998: 350.
|
[2] |
Giarratano JC, Duerkes RT, Almonol PR. Lead shielding think- ness for dose reduction of 7 to 18 Mev electrons[J]. Med.Phys., 1995, 2: 336. |
[3] |
Khan FM, et al. Clinical electron beam dosimetry.Report of AAPM radiation therapy committee task group No.2[J]. Med.Phys., 1991, 18: 73. |
[4] |
Rustgi SN, Rodgers JE. Analysis of the bremsstran lung component in 6-18 Mev electron beams[J]. Med.Phys, 1987, 14: 884-888. DOI:10.1118/1.596018 |
[5] |
胡逸民. 肿瘤放射物理学[M]. 第一版. 北京: 原子能出版社, 1999: 79-80.
|