肿瘤放射物理学基础

1、第一章 X射线的物理特性,材料研究方法,1895年，德国物理学家伦琴（Rontgen W.C）在研究阴极射线时发现了X射线。1901年，首届诺贝尔物理学奖授予伦琴， 以表彰他发现了对物理学界有重大影响意义的X射线。 X射线、放射性和电子被称为世纪之交的三大发现。,X射线的发现像一声春雷，唤醒了沉睡的物理学界。由此而引发了一系列重大的发现，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而揭开了现代物理学的序幕。,1905年，德国基尔大学的勒纳德。阴极射线。,1914年，德国法兰克福大学的劳厄，晶体的X射线衍射。,1915年，英国的亨利布拉格和劳伦。

2、第二篇 热 学,研究物质各种热现象的性质和变化规律,热力学,统计物理学,量子统计物理,热力学第一定律 热力学第二定律,统计方法 宏观量是微观量的统计平均,玻耳兹曼,统计物理学基础,第四章,麦克斯韦,4-1 平衡态 温度 理想气体状态方程,一、基本概念及研究方法,1、基本概念,物质由大量分子组成。,分子在不停地、无规则地运动，剧烈程度与物体的温度有关。,分子间有相互作用力。,分子之间存在相互作用力-分子力。,为斥力且 减小时f 急剧增加,为平衡态，f=0,注意, d 可视为分子力程；数量级在10-10-10-8m数量级，可看为分子直径（有效直径）。,。

3、大学基础物理学,绪 论,一.什么是物理学？,Physics,物理学是研究自然界基本规律的科学。,1.物理学研究的范围：,空间尺度(跨度10451046)1026 m(宇宙)1020 m(夸克),时间尺度(跨度1045)1018s(宇宙年龄)10-27s(硬射线周期),速率范围0(静止)3108 m/s(光速),蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次,经典力学（Classical Mechanics）研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律 热力学 （Thermodynamics）研究物质热运动的统计规律及其宏观表现 电磁学 （Electromagnetism）研究电磁现象、物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律,相对论 （。

4、粒子物理学基础,王淦昌先生,李文铸先生,汪容先生,王凎昌先生和汪容先生,粒子物理学物质的基本组成 物质间的基本相互作用 物质运动的基本规律,二十世纪的主要成就,相对论与时空观念狭义相对论,高速运动粒子广义相对论,引力理论，宇宙学 量子力学波粒二象性,微观粒子 量子场论描述物理世界的基本语言 标准模型物质的基本组成和基本相互作用,基本相互作用 引力相互作用 电磁相互作用 强相互作用强大的核力维持原子核的稳定性 弱相互作用导致基本粒子的不稳定,引起衰变,对称性决定相互作用,电磁相互作用：U(1)规范对称性 弱电相互作用：SU(2)U。

5、大学基础物理学,绪 论,一.什么是物理学？,Physics,物理学是研究自然界基本规律的科学。,1.物理学研究的范围：,空间尺度(跨度10451046)1026 m(宇宙)1020 m(夸克),时间尺度(跨度1045)1018s(宇宙年龄)10-27s(硬射线周期),速率范围0(静止)3108 m/s(光速),蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次,经典力学（Classical Mechanics）研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律 热力学 （Thermodynamics）研究物质热运动的统计规律及其宏观表现 电磁学 （Electromagnetism）研究电磁现象、物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律,相对论 （。

6、第二章 电离辐射与物质的相互作用, 基本概念 1 带电粒子与物质的相互作用 2 X（）射线与物质的相互作用, 基本概念 电离：原子的核外电子因与外界相互作用获得足够的能量，挣脱原子核对它的束缚，造成原子的电离。 直接电离：由带电粒子通过碰撞直接引起的物质的原子或分子的电离称为直接电离。 间接电离：不带电粒子通过与物质的相互作用产生带电粒子引起的原子的电离，称为间接电离。 电离辐射：由带电粒子、不带电粒子、或两者混合组成的辐射称为电离辐射。,1 带电粒子与物质的相互作用 一、带电粒子与物质相互作用的主要方式 作用的主。

7、放射物理学,第一章 核物理基础,第一节 基本概念 一、原子结构,原子序数、元素、核素、同位素和同质异能素原子序数 ：任何原子的核外电子数，统称为原子的原子序数。由于原子是电中性，核内质子数必然等于核外电子数，因此原子序数同时表示了核外电子数、核内质子数和核电荷数。,元素：质子数相同的原子称为一种元素，它们的原子序数相同，因此具有相同的化学特性。但其原子核中的中子数可以不同，因而物理特性可有某些差异。到目前为止，天然和人工合成的元素有109种，组成元素周期表,核素： 具有特定质量数、原子序数与核能态，其平均寿。

8、殷蔚伯主编 第四版第二篇 肿瘤放射物理学基础(第二章 近距离治疗剂量学基础),陈庆森,第二章 近距离治疗剂量学基础,第一节 概述2001年是近距离放疗开展100周年，在过去的100年中近距离放疗作为放射治疗一个重要组成部分，涉及多种解剖部位癌瘤的治疗，如皮肤、脑、头颈、眼、口腔、食管、肺、乳腺、胰腺、胆管、软组织、直肠、尿道、前列腺、妇癌（宫颈、宫体、阴道、外阴）等。实施治技术可归纳为以下5种：腔内、管内、组织间植入、术中和体膜敷贴。目前国内约有400家放疗部门装备了近距离放疗后装机，接受近距离放疗的肿瘤患者约占放疗病。

9、第七章 近距离照射剂量学,定义：将封装好的放射源，通过施源器或输源导管直接植入患者的肿瘤部位进行照射。基本特征：放射源贴近肿瘤组织，使其可得到有效的杀伤剂量；而邻近正常组织，由于辐射剂量随距离增加而迅速跌落，受量较低。,腔内照射 组织间插植照射 管内照射 表面施源器照射,与外照射相比，有其独特的剂量学特点，（很少单独使用）在临床应用中要给予特别的考虑。,照射方式,近距离照射,一、平方反比定律,第一节 近距离照射剂量学基本特点,最基本最重要的特点,放射源周围的剂量分布是按照与放射源之间距离的平方而下降。,是影响。

10、内容复习： 1、肿瘤临床治疗的三大主要手段？ 2、放疗的根本目的？ 3、放疗作为肿瘤治疗局控手段，其作用体现的三个方面是什么？ 4、放射治疗技术人员应具备哪些最主要的知识？,第二章,临床放射物理学基础,学习要点 掌握内容：高能X射线、Co60射线、高能电子线的物理特性以及在临床中的应用 熟悉内容：各类射线的剂量分布特点及影响因素 了解内容：剂量计算方法及修正因素,一、常用放射线的物理特性 二、放射线射野剂量学,常用的放射线： 1、高能X射线 2、Co60射线 3、高能电子线 4、质子射线 5、中子射线 6、其他重离子射线,高能X射线的。

11、内容复习： 1、肿瘤临床治疗的三大主要手段？ 2、放疗的根本目的？ 3、放疗作为肿瘤治疗局控手段，其作用体现的三个方面是什么？ 4、放射治疗技术人员应具备哪些最主要的知识？,第二章,临床放射物理学基础,学习要点 掌握内容：高能X射线、Co60射线、高能电子线的物理特性以及在临床中的应用 熟悉内容：各类射线的剂量分布特点及影响因素 了解内容：剂量计算方法及修正因素,一、常用放射线的物理特性 二、放射线射野剂量学,常用的放射线： 1、高能X射线 2、Co60射线 3、高能电子线 4、质子射线 5、中子射线 6、其他重离子射线,高能X射线的。

12、放射物理学基础,马一川,常用放疗设备,X线治疗机 60Co治疗机 医用直线加速器 模拟定位机 CT sim 近距离后装治疗机 其他,X线治疗机,一般指400kV以下X线治疗肿瘤的装置 原理：高速运动的电子作用于钨等重金属靶，发生特征辐射、韧致辐射，产生X线。 用途：主要用于体表肿瘤和浅表淋巴结转移的治疗或预防性照射。 缺点：深度剂量低，皮肤剂量高；骨吸收剂量高；易于散射，剂量分布差。,60Co治疗机,原理：利用放射性同位素60Co发射出的射线治疗肿瘤 特点：能量高，射线穿透力强；皮肤反应轻；康普顿效应为主，骨吸收类似于软组织吸收；旁向散射。

13、放 射 物 理 学,张 涛 重庆医科大学附属第一医院肿瘤科,第一节 学习放射物理学的重要性,1、放射治疗的基本原理,（1）、利用放射线治疗肿瘤，基于放射线的穿透性及电离生物效应等物理特性。（2）、基于肿瘤组织与正常组织之间的放射敏感性的微小差异。（3）、基于不同的放射源，放射范围、放射剂量的可控制性。,2、放射治疗的目的要求：尽可能地杀灭肿瘤组织，尽可能地保护正常组织,3、放射治疗发展简史,1895年 伦琴发现了X线； 1899年 放射治疗治愈了第一例患者；1922年 第一部深部X线治疗机；1950年代 第一部钴-60远距离治疗机；,1960年。

14、放射治疗物理学基础核物理基础原子结构 （经典模型）：原子呈中性原子的中心是原子核，直径 10-12 cm，由质子 p 和中子 n 组成，集中了几乎整个原子的质量。P 和 n 的重量为一个原子质量单位。 P 带正电， n 不带电。周围有运动电子按云状绕核旋转。电子重量很轻，约为 11840 个的重量为一个原子质量单位，带-电。每层电子数按 2n2 排列。依次为 K、L、M、 N 等（2、8、18、32）电磁辐射（X 线、 线红外线等都是电磁辐射，仅是频率不同及能量不同而已）电磁波能量与频率的关系：E = h （erg ） H = 6.6110-27 （ 尔格 秒）普朗克常数 为频。

15、 宫 颈 癌Carcinoma of Cervix重庆医科大学附属第一医院肿瘤科甘 露一 概述二 病理分型三 蔓延转移四 诊断五 临床分期六 治疗七 预后一 概述二 病理分型三 蔓延转移四 诊断五 临床分期六 治疗七 预后仅次于乳腺癌的第二位最常见的恶性肿瘤。2008年，全球宫颈癌新发病例数估计为 53万人，死亡病例数为 27.5万人。 86%的宫颈癌新发病例见于发展中国家。我国发病率每年新增发病数超过 13万，发病率逐年上升且发病年龄有提前趋势。发病率在 20-50岁增长较快， 50岁后发病率增加减缓 。发病原因 :病毒感染：已被证明超过 95%的宫颈癌与 HPV感染。

16、临床放射物理学基础,赣南医学院第一附属医院 放疗科,郭海亮 252775074qq.com,原子结构,核能级,原子核通常保持在稳定的基 态受到外界能量，原子核将处 于激发态，原子核由激发态回 到基态是会释放光子的形式辐 射能量，光子能量为这两个能 级之差,放射性核衰变,放射治疗剂量单位,射线的测量和校正,电离辐射与物质的相互作用,带点粒子与物质的相互作用（1）与原子核外电子发生非弹性碰撞；（电离与激发）（2）与原子核发生非弹性碰撞；（3）与原子核发生弹性碰撞；（4）与原子核发生核反应。,光子与物质相互作用,与带电粒子相比，X（）射线。

17、常用放疗设备,X线治疗机 60Co治疗机 医用直线加速器 模拟定位机 近距离后装治疗机,X线治疗机,一般指400kV以下X线治疗肿瘤的装置 原理：高速运动的电子作用于钨等重金属靶，发生特征辐射、韧致辐射，产生X线。 用途：主要用于体表肿瘤和浅表淋巴结转移的治疗或预防性照射。 缺点：深度剂量低，皮肤剂量高；骨吸收剂量高；易于散射，剂量分布差。,60Co治疗机,原理：利用放射性同位素60Co发射出的射线治疗肿瘤 特点：能量高，射线穿透力强；皮肤反应轻；康普顿效应为主，骨吸收类似于软组织吸收；旁向散射少，放射反应轻；经济可靠，维修方便。

18、放射物理学,第五章 X（）射线射野 剂量学,第一节 人体模型,1、射线与人体组织相互作用的研究很难直接在人体内进行。2、模体（phantom）：用人体组织的替代材料（tissue substitutes）构成的模型代替人体。组织等效材料： “对射线的散射和吸收的特性与人体组织的相同的材料” 。（ICRU第30号）组织替代材料： “模拟人体组织与射线的相互作用的材料”。 （ICRU第44号）,一、组织替代材料,3、组织替代材料的选择，应考虑被替代组织的化学组成和辐射场的特点。（考虑作用方式的特点）对X（）射线，总线性衰减系数（或总质量衰减系数）与被替。