Monitor Unit Calculations for External Photon and Electron Beams pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Advanced Medical Pub Inc

作者:Gibbons, John P.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:0.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9781883526085

丛书系列:

图书标签:

• 放射治疗
• 剂量计算
• 光子束
• 电子束
• 医学物理
• 临床剂量学
• 治疗计划
• 放射剂量
• 剂量验证
• Monitor Unit

《辐射剂量学基础：从理论到实践的全面指南》 本书旨在为从事辐射物理、医学物理、放射肿瘤学及相关领域的研究人员、临床专业人员和学生提供一个全面而深入的辐射剂量学基础指南。本书的重点是阐述光子和电子束在介质中传输的基本物理过程、剂量学的核心概念、以及在临床实践中进行精确剂量计算所需的关键技术和理论框架。 第一部分：辐射物理基础与粒子输运理论 本部分将深入探讨电离辐射与物质相互作用的微观机制。首先，我们将回顾X射线和伽马射线（光子）在介质中沉积能量的过程，包括光电效应、康普顿散射和电子对效应。对于电子束，我们将详细分析布拉格-泰勒（Bethe-Bloch）公式在描述电子能量损失中的应用，以及碰撞损失和辐射损失的相对重要性。 随后，本书将重点介绍辐射输运理论的建立。我们将阐述玻尔兹曼输运方程（Boltzmann Transport Equation, BTE）在描述辐射场随深度和角度变化中的作用。考虑到在许多实际应用中求解全波方程的复杂性，我们将介绍一系列简化的输运模型，如蒙特卡洛方法（Monte Carlo Methods）的原理、建立模拟模型所需的物理数据库（如EEDL, Penelope库），以及如何利用这些模拟来验证和校准半经验模型。 第二部分：剂量学核心概念与测量学 本部分将界定和阐释辐射剂量学的核心术语。我们将严格区分吸收剂量（Absorbed Dose, Gy）与暴露量（Exposure, R），并详细讲解如何从辐射场参数（如角谱、能量谱）推导出这些剂量量度。重点内容包括质量能量吸收系数（$mu_{en}/ ho$）在不同组织等效介质中的变化，以及如何处理辐射束的非均匀性。 在测量学方面，本书将详尽阐述各种剂量测量设备的工作原理。我们将深入讨论电离室（Ion Chambers）的校准流程，包括其设计参数（如填充气体、壁材）对测量的影响，以及如何应用国际原子能机构（IAEA）和美国医学物理学家协会（AAPM）推荐的标准步骤进行空气中剂量（D$_{air}$）的测量和向组织等效剂量（D$_{tissue}$）的转换。此外，还将探讨半导体探测器、凝胶剂量计（Gel Dosimeters）和化学剂量计（如Fricke Dosimeter）在特定应用场景下的优势与局限性。 第三部分：光子束剂量计算的半经验方法 本部分专注于临床放射治疗中最常用的光子束（通常是6 MV至25 MV）的剂量计算方法。我们将系统地介绍并分析剂量计算的演进历程： 1. 经典模型： 详细解析了基于中心轴百分深度剂量（PDD）和等中心剂量剖面（Beam Profiles）的经典算法。我们将探讨如何利用这些基础数据，通过叠加原理计算不均匀区域和非对称野的剂量分布。 2. 核子数据与密度校正： 重点阐述了标准剂量学规范（如TG-53或欧洲的TRS-398/TRS-432）中定义的剂量参考点、校准因子（N$_{D,w}$或N$_{k}$）的确定过程，以及如何精确校正由于介质密度变化引起的剂量衰减。 3. 梯度与补偿： 深入讨论了斜射野（Oblique Incidence）下剂量分布的变化，包括楔形滤波（Wedges）和补偿滤器（Compensators）的设计原理及其对剂量梯度的影响。 第四部分：电子束剂量计算与界面效应 电子束治疗因其陡峭的剂量梯度和浅表的能量沉积特性，对剂量计算提出了独特的要求。本部分将集中讨论电子束的特性： 1. 电子束物理特征： 分析电子束在空气中和组织中传播时能量的快速耗散过程，引入表面剂量（Surface Dose）的概念及其临床重要性。 2. 剂量学参数的确定： 重点介绍用于描述电子束的两个关键参数：最大剂量深度（$d_{max}$）和半值深度（$E_{0}$处的$ ext{R}_{50}$或$ ext{R}_{90}$）。阐述如何通过测量这些参数来表征特定加速器上的电子束。 3. 剂量剖面的计算： 详细介绍将中心轴PDD曲线与横向剂量剖面（Profiles）结合，使用剂量分布函数（Output Factor, OF）和剂量梯度指数（Cuts/Scattering Factors）的笔形束模型（Pencil Beam Model）来重构三维剂量分布的方法。 4. 电子束与异质介质： 针对电子束易受密度和原子序数影响的特点，深入探讨了电子等效密度（Effective Mass Density）的概念，以及在骨骼、肺组织等界面处如何应用特定的校正因子（如Buxton校正或Fermi Box模型）来处理剂量不连续性。 第五部分：现代剂量计算方法的引入 本部分将概述从传统的、基于平面或笔形束的半经验方法向更精确、基于物理模型的计算方法的过渡。 1. 剂量点火模型（Dose Point Kernel, DPK）： 介绍如何利用预先计算好的剂量核函数（Kernel）来快速计算复杂几何形状下的剂量分布。 2. 基于蒙特卡洛的剂量计算（Mone Carlo Dosimetry）： 探讨将全波输运模拟集成到临床工作流程中的可行性。讨论了如何通过设置合适的次级粒子阈值、粒子统计学精度以及如何将模拟结果与实际测量进行验证（Verification）与确认（Validation, V&V）。 3. 非均匀密度校正的进阶方法： 对比分析了Bresler-Efford模型、等效皮/等效路径（Power Law Ratios, PLR）模型以及现代商业计算系统所采用的基于密度重构的算法，强调了这些方法在处理高度不均匀密度结构（如头部和颈部、脊柱治疗）时的剂量学准确性提升。 全书结构严谨，理论推导与临床应用紧密结合，旨在为读者提供一个从基础物理到前沿计算方法的坚实知识体系。

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