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(完整word版)(综合版gm)肿瘤放射物理复习题
2025-09-29 16:39:44 责编:小OO
文档
肿瘤放射物理复习题(2009)

1.请问哪些因素影响原子核的稳定性?这些因素如何影响?

1,质子数和种子数之间的比例关系:轻核――质子数和中子数相等;重核――A和Z需满足一定的比例关系,·····对于丰中子核,容易发生B负衰变,对于缺中子核,容易发生B正衰变或者轨道电子俘获。

2,核子数的奇偶性:当质子数和中子数各自成对时,核素比较稳定,而对于奇偶核或者偶奇核,只有少数核素是稳定的,对于奇奇核,稳定的核素只占所有稳定核素不到2%的比例。

3,重核具有不稳定性:原子序数小于82的元素至少存在一种稳定核素,对于原子序数大于82的元素是不稳定的,容易自发的放射出a射线或者自发裂变而生成铅的稳定同位素。

2. 放射性衰变有哪三种类型?请分别给出这三种类型的反应式? P8-9

a衰变:母子核的质量之差大于a粒子的静止质量

B衰变:负衰变―――母核质量大于子核质量

        正衰变―――母子核质量之差大于两个电子的质量

        轨道电子俘获―――母子核质量之差对应的能量大于轨道电子结合能

r 衰变

2.带电粒子与物质发生相互作用的两种方式是什么?描述这两种作用时的过程? P15-17

四种主要方式:a 与核外电子的非弹性碰撞 (电离和激发)―――带电粒子在物质中沉积能量的主要方式,它使带电粒子的一部分动能转变为束缚体系的位能   

 b 与原子核发生非弹性碰撞(轫致辐射)―――是高能电子在物质中损失能量的主要方式

3.X( )射线与物质发生相互作用的三种方式是什么?描述发生这三种作用时的过程? P25-31

光电效应: X(r)光子与物质原子的轨道电子发生相互作用,把全部能量传递给对方,电子挣脱原子束缚成为自由电子,原子的电子轨道出现一个空位处于激发态,他将通过发射特征辐射或俄歇电子的形式回到基态

康普顿效应:X(r)光子与物质原子的轨道电子发生相互作用

光子损失一部分能量,并改变运动方向,电子获得能量而脱离原子。损失能量后的的X(r)光子称散射光子,获得能量的电子称反冲电子。

电子对效应:X(r)光子从原子核旁经过时,在原子核库伦场的作用下形成一对正负电子。

4.电子平衡成立的条件

1.小体积△V周围的X(r)辐射场必须是均匀的,以使△V周围X(r)光子释放出的电子注量率保持不变

2.小体积△V在各个方向离介质边界的距离d要足够大,至少大于次级电子在介质中的最大射程Rmax。

5.请给出照射量、吸收剂量和比释动能这三个物理量的定义? P40-41

照射量:X(r)辐射在质量为dm的介质空气中释放的全部次级电子(正负电子)完全被空气阻止,在空气中形成的同一种符号离子的总电荷量dQ的绝对值(不包括因次级电子的轫致辐射而产生的电离)与dm的比值,dQ/dm ,C/Kg

吸收剂量:电离辐射在单位质量介质中的平均授予能,它是衡量单位质量受照物质吸收辐射能量多少的一个物理量,适合于任何类型的辐射形式。d/dm, J/Kg

比释动能: 不带电电离离子在单位质量的介质中释放的全部带电粒子的初始动能。

K=,单位 1Gy=1 J/Kg。

6.简述布喇格-格雷空腔理论.

该理论认为,电离辐射在介质中的沉积能量即介质的吸收剂量,可通过测量其置放在介质中的小气腔内的电离电荷量转换,即Em=Ja*W/e*(S/p)m/(S/p)a----介质与空气的平均质量阻止本领之比。而其中介质中的小气腔即布喇格-格雷腔室需满足一下三个条件:

a 气腔周围的邻近介质中,X(r)射线的辐射场是均匀的;

b 腔室的线度比撞击腔室的带电粒子的射程小的多,以至腔室的存在不会干扰带电粒子的注量和能谱分布;

c 腔室内的吸收剂量完全由穿过腔室的带电粒子产生的,也就是说腔室内产生的带电粒子可以忽略不计,并且进入腔室的带电粒子全部穿过腔室而不会停留在其中。

(不需要电子平衡。测量是测量三种效应的所有电子总数。

电子平衡:隔离的空气壁内所有的次级电子保持一致,进来和出去的电子所携带的能量要相等。空气壁不能太小,要大于射程;但也不能太大,要保持两边的电子数基本相等。电离室利用的就是电子平衡。

空腔理论:次级电子是由外部介质所产生的。所以空腔理论是数电子数,所以不需要电子平衡。)

7.在放射治疗学领域,如何描述电离辐射的辐射质(Beam Quality)?

电离辐射质即辐射能量,表征了电离辐射穿射物质的本领,常用X(r)射线和高能电子束。

对于X(r)射线:

a 中低能X射线的辐射质通常用半价层——使入射X(r)射线光子的强度或注量率减低一半时所需要的某种材料吸收体的厚度,以及管电压数,或者同质性系数h来表示。

b 放射性核素的r射线质,一般用其核素名和辐射类型表示,如钴-60 r射线。

c 高能X射线的射线质通常用电子的标称加速电位表示,或者用辐射质指数I来表示,即X射线的标准参考射野在水中不同深度处(20cm与10cm处)的百分深度剂量或者组织模体比TPR的比值。另外制造厂家,对于2~25MV的X射线,一般用标准照射条件下水模体中的80%中心轴剂量深度d80来表示射线质。

对于高能电子束的射线质,一般采用模体表面的平均能量E0=2.33×R50来表示。

8.请问放射治疗中常用哪三种放射源?

1.放出α、β、γ射线的放射性同位素。

2.产生不同能量的X射线的X射线治疗机和各类加速器。

3.产生电子束、质子束、中子束、负Π介子束,以及其他重粒子束的各类加速器。

(Co-60, 1.17Mev 1.33Mev=1.25mv  T1/2=5.27y,月衰减1.1%;

Ir-192, 能谱复杂,平均为360kev,T1/2=74.2天, 严格平方反比;

Cs-137,662kev, T1/2 =33y, 年衰减2%)

9.医用直线加速器治疗头内准直器的种类及作用

一级准直器:位于加速管电子引出窗口下,大小固定不变,为X射线、电子束所共用。

二级准直器:位于均整器和电离室下方,由上下两对准直块组成,为可变准直器。为了减少X射线的半影,准直器的内端面必须与射线的发散方向一致。

二级准直器又分为“对称运动准直器”和“非对称运动准直器”(或称为“运动准直器”)。非对称运动准直器又细分为一维非对称运动准直器和二维非对称运动准直器,前者可形成一维调强剂量分布,后者可形成二维调强剂量分布。

10.比较近距离照射和体外远距离照射的优缺点

 STD活度照射范围剂量均匀度治疗设备种类应用范围作用相互关系
 主要相辅相成
 次要不可偏废
近距离照射体外远距照射
优点1,正常组织能量沉积少,剂量大都在肿瘤上。

2,放射源非常接近肿瘤,设想的有效使用率大。

1,剂量分布比较均匀

2,可以看到任何需要的点的剂量,评价手段比较丰富

3,单次治疗时间短

4,操作相对简单,即使发生故障,加量比较容易

5,优化剂量算法丰富

缺点1,剂量分布不均匀

2,即使是高剂量率法,治疗时间仍比较长

3,参考点固定,可能不能照射完全肿瘤

4,无法看全肿瘤剂量的分布,评价手段比较局限

5,操作相对复杂,发生故障后的剂量加量不好估计

6,需要更换源

1,正常组织器官受量高

2,剂量使用率低

11.请给出百分深度剂量和组织模体比的定义.

百分深度剂量(PDD):射野中心轴上某一深度d处的吸收剂量率Dd与参考点深度d0处剂量率Dd0的百分比.

组织体模比(TPR):模体中射野中心轴上任意一点的剂量率与空间同一点模体中射野中心轴上参考深度(t0)处同一射野的剂量率之比。

12.简述X( )射线剂量建成区的形成原因

原因:1、当高能X(r)射线入射到人体或模体时,在体表或皮下组织中产生高能次级电子;

2、这些高能次级电子要穿过一定的组织深度直至其能量耗尽后才停止。

3、由于1、2两个原因,造成在最大电子射程范围内,由高能次级电子产生的吸收剂量随组织深度的增加而增加,并约在电子最大射程附近达到最大;

4、但是由于高能X(r)射线的强度随组织深度增加而按指数和平方反比定律减少,造成产生的高能次级电子数随深度增加而减少,其总效果,在一定深度以内,总吸收剂量随深度而增加

22.X( )射线立体定向治疗的定义

利用立体定位(向)技术进行病变定位的,用小野分次照射靶区的放射治疗技术包括体外和组织立体定位治疗。

13.简要描述挡块、楔形板的概念和用途.

挡块:是将规则射野变成不规则射野,以使射野形状与靶区形状的投影一致;或为了保护射野内正常组织和重要器官免受不必要的照射。其可由纯铅或低熔点铅制成(5个半价层) 

楔形板:用高密度材料如铜或铅制成的楔形挡块,加在射线束的途径上,对线束进行修整,获得特定形状的剂量分布。其用途为:1、解决两野交角照射时剂量不均匀。2、对人体曲面和缺损组织进行组织补偿3、改善剂量分布,以适应治疗如胰腺、肾等体积较大、和部位较深的肿瘤。

14.请问模拟定位的作用是什么?

1.靶区及重要器官的定位

2.确定靶区(或危及器官)的运动范围

3.治疗方案的确认(治疗前模拟)

4.勾画射野和定位、摆位参考标记

5.拍摄射野定位或证实片

6.检查射野挡块的形状及位置

模拟定位的两种常用方式是什么?

二维模拟定位、CT模拟定位

20.描述治疗计划设计的基本步骤.

1.输入患者图像信息     

2.登记和匹配图像               

3.定剖结构                 

4.确定射野参数               

5.评价治疗计划              

6.输出治疗计划报告和电子文件  

21.比较正向与逆向两种计划设计方法.

能量选择:调强一般低能(6MV),适形根据部位,头颈低能,肺部一般低能,腹部高能。

2、射野选择:调强一般采用奇数野均分避免对穿,而适形则一般根据肿瘤位置进行布野。

3、适形需要人为调整射野方向、楔形板角度、射野权重等参数以使剂量适合靶区形状,而调强只需要人为调整目标函数,优化程序根据目标函数自行调整。

4、调强计划需要勾画剂量成型结构,而适形计划不需要。

5、计划评估,调强计划设计除和三维适形一样的外,还需评估调强的子野数等。

21. 介绍ICRU 62号报告中的靶区概念 (注:包括GTV、CTV、ITV和PTV)

GTV  指肿瘤的临床灶,为一般的诊断手段(包括CT和MRI)能够诊断出的可见的具有一定形状和大小的恶性病变的范围,包扩转移的淋巴结和其他转移病变。

CTV  指按一定的时间剂量模式给予一定剂量的肿瘤的临床灶亚临床灶以及肿瘤可能侵犯的范围。

ITV  内靶区定义为在患者坐标系中,由于呼吸或器官运动引起的CTV外边界运动的范围。

PTV  计划靶区指包括临床靶区CTV本身、照射中患者器官运动,和由于日常摆位、治疗中靶位置和靶体积变化等因素引起的扩大照射的组织范围,以确保临床靶区CTV得到规定的治疗剂量。

23.给出原射线、有效原射线和散射线的定义P165

原射线  是指从放射源(或X线靶)射出的原始X(r)光子。

有效原射线:从加速器或者Co-60机头射出的射线。

散射线  1.上述原射线与准直器系统相互作用产生的散射光子,准直器系统包括一级准直器、均整器、治疗准直器、射线挡块等;

2、上述原射线以及穿过治疗准直器和射野挡块后漏射线光子与模体相互作用后产生的散射线。源于一级准直器、均整器、治疗准直器的散射线的射线质比较硬,穿透力比较强,对输出剂量的影响类似于源射线的影响,故将这种散射线归属于始发于放射源(或X射线靶)的原射线的范围,称为有效原射线。

24.请给出调强适形放疗技术的定义和它相对于传统放疗技术的优势.P538

调强适形放疗是一种提高治疗增益比的较为有效的物理措施,这种治疗技术使得高剂量区剂量分布的形状在三维方向上与病变的形状一致。

为达到剂量分布的三维适形,必须满足下述两个条件:

1、在照射方向上,照射野的形状必须与病变(靶区)的形状一致;

2、要使靶区内及表面的剂量处处相等,必须要求每一个射野内诸点的输出剂量率能按要求的方式进行调整。

满足上述两个必要条件的第一个条件,称为经典的适形治疗,同时满足上述两个条件,称之为调强。

优势:1.高剂量分布区与靶区的三维适形度较常规大有提高 

2.进一步减少了正常组织和器官卷入射野的范围。

3.可使靶区处方剂量的进一步提高和周围组织并发症的减低。

25.扼要介绍电子射野影像系统(EPID)的功能

1.位置验证:a.治疗前校正射野

             b.离线评价患者摆位

             c.治疗间校正患者摆位

             d.治疗前校正患者摆位

             e.治疗中调整射野

2.剂量验证:a.透射剂量验证

             b.出射剂量和中平面剂量验证

             c.三维剂量分布重建

26.描述用多叶准直器(MLC)实现调强的基本方式

静态调强:1.将计划系统输出的二维数字强度分布,沿叶片方向转换成一维连续强度分布

2.选择适当的强度间隔,对一维强度分布进行分级

3.根据分级,将一维连续强度分布变成数字阶梯式强度分布

4.求出每个阶梯强度分级与一维连续强度分布的交点,即为两个叶片的坐标。

动态调强:一对相对的叶片总是向一个方向运动。引导片先运动到一个位置,然后跟随片按选定的速度运动,给出各点所需要的强度。

27.试述开展放射治疗质量保证工作的必要性.

一、保护放疗从业人员职业利益安全的需要

随着我国法制化的进程不断进步,患者法制意识的觉醒,以及社会对癌症疗效的期望值不断提高,放疗技术的不断进步同时患者的治疗负担也在逐步加重,放疗成为高风险职业,放疗质量控制为行业提供了重要及必要的保护伞。

二、精确放疗理念必然要求

精确放疗要求更高的靶区剂量,相邻的正常组织内更低收照剂量。放疗质量保证工作是达到这一目标重要保证。同时当代放疗的高要求,促使放疗设备和技术日趋复杂精密,质量保证工作是保证高效安全运作重要手段。影像引导放疗、剂量引导技术的不断完备,使治疗更为可视化,使放疗质控成为放疗必备的手段。

三、放疗临床成果的重要承载媒介

质量保证工作为放疗临床结果可信度提供直接的证据,是放疗临床结果的重要组成部分,放疗经验总结中不可或缺重要环节,是放疗交流的重要语言。放疗质控也是放疗临床的发展重要推动力。

28.简要介绍空气中校准192Ir放射源的方法.

(参见书285,286页) 

将能响范围在140KeV-1.25MeV偏差小于2%指型电离室,送次级标准实验室比对,在两种能质下带同样厚度平衡帽,得到140KeV及1.25MeV两种能质X-射线照射量校准因子Nx,并插植求得192Ir放射源的照射量校准因子Nx,经转换得到192Ir放射源比释动能校准因子Nk,转换公式如下:

式中g为致电离辐射产生的次级电子,因轫致辐射损失的能量占初始能量总和的份额,光子能量小于0.3MeV时值约为0,60Coγ射线约为0.003。

特制有机玻璃测量装置箱,箱盖上中心电离室孔内插入带有平衡帽的指型电离室,距离电离室5-15cm,并平行于电离室槽的源输入通道内插入192Ir放射源,定时约3分钟测量3-5次求平均值。

空气中192Ir放射源的空气比释动能强度Sk的数学表达式为

M:经温度和气压校准的静电计读数 

Nk:192Ir放射源比释动能校准因子

Rg:电离室剂量梯度修正因子,电离室距放射源距离大于10cm,其值小于1%

Rs:测量环境的散射修正因子,取0.005

d:电离室有效测量点到放射源距离

t:每次测量时间因子,剂量计数时间的倒数

29.简要介绍近距离放疗中所使用的三种放射源定位技术(参见书293-295页) 

三种方法为:正交影像定位技术,立体-平移技术,立体变角技术

一,正交影像定位技术:

即正位和侧位成像技术也称等中心照相技术,将正侧位片的中心轴的焦点落在某一源点上,即以此源为等中心照一正位片,侧位片,根据体表标尺得到此源的坐标位置,根据此源与相邻源的几何关系,直角相似三角各边之间关系逐一求得各源坐标。

二、立体-平移技术

在患者体表布置一标记点得到它与胶片的距离z,以此点为中心,机架为0度摄片,得到体内源于此点坐标关系,然后平移床面约20cm再次摄片,通过两张片子的位移量及体表标记的已知坐标,并根据相似三角的几何原理即可求出体内源的坐标。

三、立体变角技术

此技术为上述两种技术的综合,在定位片上找到体内的一个放射源,并以它为等中心求得它的坐标,机架围绕它左右旋转20o-40o,摄两张片子,根据两张片子上各放射源的位移量及几何投影关系求出各源的坐标值。下载本文

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