X(γ)射线束修整
(一)挡块技术
1.射野挡块:早期的加速器准直器只能形成简单的方形或矩形照射野,为保护射野内重要组织或器官,必须用遮挡块遮挡无意义的射束区域形成不规则射野,比如镂空成与肿瘤形状一致的适形挡块。适形挡块是由高原子序数的物质,如铅或含这些物质的合金材料,铸成具有某一几何形状规格的金属铸件,这种金属铸件固定在治疗机托架有机玻璃板上,形成与靶区投影轮廓相同的照射野形状,铸件镂空内表面的几何倾角与放射源发散角相切。
2.低熔点铅:纯铅熔点比较高(327℃),不易制作个体化的挡块,临床上通常由50%铋、26.7%铅、10.0%镉、13.3%锡加工制成低熔点铅合金。该合金的熔点约为70℃,密度约为9.4×103kg/m3,是纯铅密度的80%,用这种低熔点铅制作的挡块厚度是纯铅挡块厚度的1.21倍。低熔点铅有一定毒性,制作低熔点铅时必须注意环境通风和个人铅金属保护。表2-2-1列出了用低熔点铅制作挡块时,不同能量X(γ)射线穿射小于5%时所需的厚度。
表2-2-1 不同能量X(γ)射线穿射小于5%时所需的厚度

(二)多叶准直器
1.多叶准直器的结构:传统加速器的准直器系统是由两对独立运动的钨门组成,分别为一对上钨门,一对下钨门,钨门由电机驱动,开合形成任意方野或矩形野。现代加速器则由数十对可相互独立运动的钨或钨合金叶片组合替代传统的准直器钨门,叶片与叶片之间紧密排列,每一个叶片有独立电机控制其运动,这类准直器系统我们称之为“多叶准直器(MLC)系统”,即MLC系统。现代加速器的MLC系统一般由20~80对叶片组成,每个叶片在加速器等中心平面上的投影宽度称为叶片宽度,目前的叶片宽度有10mm、5mm、3mm,甚至2.5mm,叶片数量越多,加速器机头越复杂,精度越高。需要清楚的是,叶片的投影宽度不是叶片的物理宽度。多叶准直器系统的叶片的原射线透射量不高于1%,即需要7~8个半价层的高度,叶片间透射量约不高于1.5%。
2.多叶准直器的作用:多叶准直器系统的叶片运动由加速器控制柜的计算机控制,它根据放射治疗计划系统的指令形成任意形状射野,譬如实现适形放射治疗、子野式剂量调强放射治疗。多叶准直器系统形成的射野复杂,已经不能用手工在加速器端录入,必须依赖于数据网络由治疗计划系统直接传送给加速器。
3.MLC旋转的优化:MLC的往复运动的方向相对于加速器准直器是固定的,叶片宽度固定,而肿瘤的几何投影形状多变复杂,有时为了获取更好的射野适形度,减少正常组织的受照区域,我们需要对加速器机头角角度进行优化。
(三)楔形板
为适应临床治疗的需要,通常在射线束的途径上加楔形板对射线的通量进行楔形调制,获得理想的剂量分布。楔形板通常是用高密度材料铅、钨等合金制成。通常在加速器上配备有15°、30°、45°以及60°四种固定角度的楔形板,治疗时直接放入机头的卡槽里。一般分为动态楔形板以及电动楔形板。
1.楔形角:不同楔形厚度的楔形板对射线的楔形调制能力不同,为此我们引入了“楔形角”描述不同楔形板对射线的楔形调制能力,它定义为:体模内射线中心轴上,体模10cm深度处(楔形)。等剂量线与照射野中心轴夹角的余角。当具有一定能量的X(γ)射线入射人体后,随深度的增加,射线的能量因散射线愈来愈多而减低,因此楔形野的等剂量曲线(例如90%、80%、60%、50%……)不可能彼此平行,楔形角α随深度增加愈来愈小。入射线能量愈低,如深部X射线,α随深度变化愈大;入射线能量愈高,α随深度变化愈小。(https://www.daowen.com)
2.楔形因子:使用楔形板会降低射线的利用效率,楔形板的射线利用效率用楔形因子(FW)描述。楔形因子定义为:楔形照射野中心轴上某一点吸收剂量与平野照射时射线中心轴上同一点吸收剂量Dd,open之比,表示为:

楔形因子一般用测量方法求得,测量深度随所使用的射线能量不同而不同,通常取楔形角定义的参考深度,即d=10cm,在标称SSD条件下测量。FW与照射野的大小有关,但变化幅度不大,应该对不同大小的射野分别进行测量。
剂量计算时为了方便引入楔形野百分深度剂量,其定义为模体中楔形野中心轴上某一深度处的吸收剂量(Ddw)与参考点处吸收剂量Dm之比。参考点仍选在无楔形板时,同样大小照射野的最大剂量深度处。根据定义,楔形野的百分深度剂量PDDw为:

3.楔形板的应用:①利用合适角度的楔形板,对人体曲面和空缺部分进行组织补偿应用,可以取得较好的临床剂量分布。②两野交叉照射偏体位一侧的病变范围时,由于射线重叠剂量导致剂量分布的不均匀,利用合适角度的楔形板可以改善原有的剂量分布,从而得到均匀的剂量分布曲线。两野交角照射时选用楔形板角度的经验公式为:α=90°-θ/2(θ为两照射中心轴夹角)。
③多野照射体积较大或较深部位的肿瘤时,利用楔形板来调整等剂量曲线,能够得到适合的剂量分布。
(四)组织补偿
有时临床因治疗需求需要用物理的射线吸收物改变射野内射线的通量分布,譬如楔形板应用,实际在临床上我们还常常碰到另外的射线束修整器材,如等效组织填充物、组织补偿器等。
等效组织填充物:由于人体外轮廓的不规则性导致的组织内剂量分布及靶区剂量分布改变,可在皮肤表面及组织欠缺的位置填入组织等效物纠正剂量改变或达到改善剂量分布的效果。等效组织填充物包括石蜡、聚乙烯、薄膜塑料水袋、凡士林、纱布及其他组织等效材料。在使用时可以放置在远离皮肤的位置,利用射线的建成效应,保护皮肤及肿瘤前正常组织的特点:也可以将其直接放置在皮肤表面,用于修正、提高剂量建成区剂量的目的,提高皮肤剂量,如锁骨上淋巴结照射。
组织补偿器为了使用方便,通常组织补偿器的材料不用组织替代材料,而用金属铜、铝、铅等来代替,其形状和大小对射线的作用应与被替代的组织填充物等效。一般置于加速器附件托架上用于修正射线束的倾斜、身体表面的弯曲和组织不均匀性的影响,改善剂量分布。