高能电子束特征分析及其在放射治疗中的应用研究

高能电子束是放射治疗中-种常用的治疗模式.它在治疗 表浅病变和保护深部正常组织方面效果显著 ，具有高能 X线所不能替代的优势。因此，在临床上备受专家和患者的好评，但在整体实施过程中，它需要散射箔 、电子限光筒、铅挡块等的配合使用才能顺利完成治疗。本文根据l临床实践谈-谈高能电子束产生、特征及其在放射治疗中的应用。

1 高能电子束的产生高能电子直线加速器的射线主流为 X线，但也能产生高能电子线 。众所周知 ，加速管是加速器 的核心部件 .也是产生x线和电子线的关键部位。电子束由带负电的高速电子射线组成 ，它的产生与物质 的基本结构和相互运动有关。原子是物质的基本元素单位，它是由原子核与核外电子构成.电子在量子化的能级轨道上绕原子核高速运动，能级由低到高.由内向外排布。内层轨道电子能级为负值，表示原子核对该核外电子束缚能的大小，但如果电子的能量大于或等于零，则意味着该电子 已经成为 了 自由电子1]。无数个 自由电子经过加速管 的加速而不经击靶直接引出.在经过特定装置(如散射箔、电子限光筒)的均整后即可形成治疗用电子束(如图 1所示)。散射箔是根据电子线易于散射的特点，将加速器产生的单能窄束电子线展宽到临床所需要的最大射野范围；电子限光筒是将展宽后的射束，经过加速器 X线准直器最终规范为临床治疗用照射野的装置。

作者简介：姚志凯(1964-)，男，主管技师，主要从事放射治疗技术和模室管理方面的研究工作，E-mail：yzk251###tom.COB。

附电子束 图1 直线加速器电子束模式治疗机头结构示意图2 高能电子束的特征2.1 高能电子束与×线的区别对于 X线来讲，由于它的穿射能力强，因此 ，沿射线入射方 向靶体积后方 的正常组织不可避免地会接受到-定程度的· 医疗卫 生装备 ·2013年 8月第 34卷 第 8期 Chinese Medical Equipment Joumal·Vo1.34·No.8·August·2013原理 与应用 f Instrument Theo ·1 29·辐射剂量。放射治疗的目的：病灶区也就是照射区在接受足够剂量照射的同时 ，旧能地避免周围正常组织和后方正常组织照射 。而高能电子束由于具有有限的射程，所以可以有效地避免对靶区后深部组织的照射，这也是高能电子束不同于X线最显著的剂量学特征。而周边正常组织则是通过 电子 限光筒和电子柬铅挡块来完成屏蔽的。

2.2 高能电子束与其能量的关系高能电子束在组织中不但具有有效的射程 .而且其射程的远近受能量的控制。电子束的能量越高，其射程越远，能量越低，其射程越近，如图2所示。因此根据这-特点，在临床上有不同的能量单位(电子伏特 MeV)来进行不同深度的病灶治疗。临床上常见的高能加速器除能够产生 2～3挡 x线外 ，也 能够产生 4-25 MeV多挡 电子线 。

2.3 高能电子束的散射散射也是高能电子束的明显特征。为了解决这-难题，经国内外众多专家 的反复测定 ，发现随着 电子限光筒筒壁长度的增加，射线束中的射线成分增加，射野边缘的剂量也随之增加 ，剂量的均匀性可以得到很好的改善[3129。因此，目前临床上 ，大都是通过增长 电子 限光筒 的筒壁来改变电子束射野中的散射电子的。所以，在较大规模的放射治疗中心会发现由不同厂商根据不 同机型所提供的各类 电子限光筒。

2.4 高能电子束的防护与 X线相比.高能电子束更容易被阻断。比如：6 MV低能 x线需要 8 10 cm厚的铅挡块才能完全阻断；而6 MeV高能电子束只需约 1 cm厚的铅挡块就能轻松阻断。因此，在射线防护以及挡铅的制作过程中高能电子束更优于x线。

3 高能电子束的应用3.1 高能电子束能量的选择能量的选择是高能电子束在临床治疗中最重要的环节，它的确定常常贯穿治疗的始终，因此，选择恰当的能量对病灶的疗效有着至关重要的作用。根据上述电子束的特征可知，电子束的表面剂量很高.很快达到最大剂量点深度后，剂量急剧下降，如图2所示。因此，不同能量的电子束具有确定的、不同的有效治疗深度，电子束的这-剂量分布特点，决定了临床用它来治疗表浅的、偏体位-侧的病变时，具有高能 X线所不能及的突出优势 ，即单野照射、靶区剂量均匀、靶区后正常组织和器官剂量很小等。而利用 x线治疗时，由于其能量高、穿射力强，周边以及深部正常组织都会不同程度的受到破坏。因此.在临床上对于表浅病变的治疗.如皮肤病变、瘢痕组织、表浅淋巴结及胸壁等应首选电子束。

根据电子束百分深度剂量随深度变化的规律口 ，临床中选择电子束能量-般应根据靶 区深度 、靶 区剂量 的最小值及危及器官可接受的耐受量等因素综合考虑。如果靶区后部正常组织的耐受量较高.如四肢皮肤癌深部组织为骨质，可用90%等剂量 曲线包括靶区来选择 电子束 的能量 ：如果靶区后部正常组织的耐受剂量较低.如乳腺癌的术后治疗.往往以保证 胸壁 和肺的界 面处百 分深 度剂量 不超过 8O%来选择 射线能量 ，以尽量减少肺组织的受量 。

3.2 高能电子束照射野的形成用高能电子束治疗时，医生要首先确定患者皮肤表面照射1o05O隧0 2 4 6 8 10 12 14深度/cm图 2 不同能量电子束的深度剂量分布 图野 的大型包括的范围。照射野的大小-般应遵循等剂量 曲线完全包围靶 区的原则 ，因此 ，表面位置 的照射野 ，应按照靶区的最大横径适 当扩大。根据 L90/L50t>0.85的规定 ，所选 电子束照射野应至少等于或大于靶区横径的 1.18倍，并在此基础上根据靶 区最深部分 的宽度情 况将照射野再外放 0.5～1.0 cm 。

高能电子束不 同于 X线 ，所 以在皮肤表面照射野确定后 ，必须借助电子限光简才可进行治疗。因为高能电子束具有散射的特性 ，所 以利用 电子限光筒能使筒壁给照射野内边缘提供剂量补偿、改善剂量分布.同时也可以根据皮肤表面照射野的大小选择不同型号的电子限光筒 。在实际应用中。医院-般仅配备几种有限规格的限光筒，因此，要想满足临床需要，往往需要制作不同规格的电子束铅挡块来配合电子限光筒的应用。不同规格的铅挡块是 由铅挡 的大型厚度所决定的 .而铅挡 的大婿来源于皮肤表面照射野的大小 ；铅挡的厚度主要撒于高能电子束的能量，能量越大，铅挡应越厚，能量越小，铅挡应越保例如：10 MeV以下的电子束只需要 5 mm左右厚的铅挡块即可阻断电子束的射透。但在-般情况下 模室制作的铅挡块统-为 10 mm.-方面可以避免在很宽能量范围内被电子束射透：另-方 面也可以衰减在铅挡 中由于韧致辐射产生的 X线。

3.3 高能 电子束照射野的挡铅技术3.3.1 挡铅厚度 的确定挡铅厚度的微小变化，都会对电子束的剂量产生很大的影响。如果挡铅过薄 ，剂量不仅不会减少 ，反而会有所增加 ，因此也起不到保护正常组织 的作用 ：如果 挡铅过厚 ，在-些特定照射情况下，使用起来很不方便。例如照射眼睑部位的肿瘤时 .为保护 晶体 ，通常采用 内遮挡的方法 。此种方法要求 既要避免晶体被 照射 ，又要避免眼部承受过分 的重压 。因此挡铅厚度的正确选择就显得 比较重要 了。临床上-般采用 对不 同电子束能量的铅挡材料进行穿射 曲线的测量和对特定的照射野及深度作特殊测定的方法[3p.5 。

3.3.2 挡铅 的制作过程根据医生勾画在患者病灶的体表标志，将病灶轮廓范围· 医疗卫生装备 ·2013年 8月第 34卷 第 8期 Chinese Medical Equipment Journal·Vo1.34·No.8·August2013·1 30· Instrument Theoryl原理与应用勾画在影子盘上，将影子盘带到模室，再将它上面的照射野轮廓勾画在纸张上，最后利用切割机的数字化仪定标器，把纸张的射野轮廓拾取到计算机中。根据要求，将数据在计算机中调试完毕.即可依照照射野轮廓的实际大续行泡沫切割，将切割好的泡沫固定在专用的铅膜上 ，最后再进行低熔点铅浇注- 冷却-修 整-验证- 备用 。

3.3.3 挡铅 的临床应用将以上制作好的电子束铅挡块带到加速器室，根据其大小的要求 ，选 择标号-致的电子限光筒 (常用的限光筒 有 ：6 cmX6 em；10 cmxlO cm；15 cmxl5 cm；20 cmx20 em；25 cmx25 cm) ，将铅挡块固定在限光筒上 ，再把限光筒安装在加速器 X线准直器上.按患者体位要求将病灶处充分暴露(内遮挡时只需将铅挡块放在遮挡部位即可)，并将病灶体表标记与铅挡块进行重合验证。验证无误后，按照医嘱要求打好机架角和机头角，选择好电子束能量，输入照射野剂量跳数，即可进行单次治疗。

4 高能电子束应用注意事项高能电子束照射时因受电子限光筒等诸多附件的影响，因此摆位时应尽量保持射野 中心轴垂直于入射表面 ，使用中要求 限光筒下端面贴 近皮肤表面或保留约 5 em的间隙(这是由于电子束的等剂量分布曲线极易受到人体曲面、斜入射和空气 间隙的影响 ) ，因此 ，要尽量与不同厂商提供 的直线加速器所要求 的间隙保持-致 。使用铅挡时 ，铅块的形状 、方向、大小必须 与治疗计划要求的内容完全-致 ，而且切勿发生铅块脱落和限光筒挤伤或碰伤患者的现象。出于安全的考虑，每次治疗前应该先把带有铅块的电子限光筒牢固安装在加速器机头上，再进行移床和升床 ，并且做到每次摆位后确认、每次照射前查对 ，无误后方可进行治疗。

5 结语高能电子束应用于肿瘤放射治疗比较广泛，根据统计，在国内较大的放射治疗中心，约有 15%左右的患者在整个治疗过程中都要应用到高能电子束。因此，要想合理、正确地使用高能电子束，就必须了解它的基本性能和区别于x线的基本特征.并能熟练掌握它的方法原理及注意事项，只有这样才能在临床使用中做到得心应手、运用自如，充分发挥其在放射治疗中的作用。

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