本书阐述了肿瘤放射治疗中的基本物理知识及其在临床实践中的应用。内容涵盖放射物理基础、剂量学的辐射量及单位、电离辐射的测量、X射线和电子束剂量的校准、放射源与放射治疗机、放射生物学、外照射的剂量计算、光子线外照射计划的设计与执行，以及近距离放疗技术、现代放射治疗技术、放射治疗的质量保证和放射治疗的辐射防护与安全等，内容全面且实用性强。 本书适合放疗物理师、技师、医生、工程技术人员、放疗设备研发人员及放疗物理学相关专业的学生等阅读使用。

本书主要面向基层物理师以及初涉放疗物理的岗位人员、对放疗物理感兴趣的学习者，致力于通过书内知识结构的优化、知识的通俗表达，融合作者的临床实践体会，使深奥的放疗物理专业知识易于理解及掌握，通过本书的学习让读者掌握基础物理、基础生物学知识，了解各种加速器、后装机、模拟定位机等放疗相关设备，认识高能射线在人体内的作用方式，学习提高治疗精度、降低辐射负作用的能力，等等，并培训将理论知识延伸至临床实践应用的方法。力求易读易懂，提升分析和解决问题的本领。本书还介绍了各种当今先进的放疗技术。当然，此书亦可为放疗医师和放疗技师获取专业知识提供帮助。

前 言

在医学领域，放射治疗作为肿瘤综合治疗的重要组成部分，其发展与进步直接关系到患者生存质量的提升与生命周期的延长。随着科技的飞速进步，放射治疗技术日新月异，从传统的二维放疗到精准的三维适形放疗、立体定向放疗乃至质子重离子治疗，每一次技术的飞跃都是对医学极限的挑战与突破。然而，这一切成就的背后，离不开高素质、专业化的放射治疗团队，他们不仅是技术的实践者，更是创新的推动者。

河南省肿瘤医院放疗科是省临床医学重点学科、省放射治疗中心、省放射治疗技术质量控制中心、国家放射肿瘤科住培基地。《临床放射治疗物理学实践》一书的问世，正是基于放疗科多年来的深厚积淀与不懈努力。我们深知理论与实践相结合的重要性，更明白一本既具理论深度又贴近临床实践的教材对于提升放疗整体水平的关键作用。因此，我们组织了一批在放射治疗领域具有丰富临床经验和深厚学术造诣的医师、物理师、技师等，共同编写了这本旨在指导临床实践、促进学术交流的著作。

本书共分为七篇，内容涵盖放射治疗总论、基础物理学、放射治疗设备、放射治疗生物学基础、放射治疗技术、质量保证和质量控制以及放射防护七个方面，形成了一个系统、全面、深入的知识体系。第一篇放射治疗总论为读者勾勒出放射治疗的整体框架，为后续章节的学习奠定坚实基础；第二篇基础物理学深入浅出地介绍了核物理基础、电离辐射与物质的相互作用等基本原理，为理解放射治疗技术提供了必要的物理背景；第三篇放射治疗设备则详细介绍了各类放射治疗设备的种类、原理及应用，帮助读者掌握现代放疗技术的核心设备；第四篇放射治疗生物学基础则从生物学角度阐述了电离辐射对生物体的作用机制，为制定科学合理的放疗方案提供了理论依据。尤为值得一提的是，本书在第五篇放射治疗中，不仅介绍了传统二维放射治疗技术，还重点介绍了精确三维放射治疗、近距离放射治疗等前沿技术，充分展示了放射治疗技术的最新进展。同时，第六篇质量保证和质量控制和第七篇放射防护的设立，更是体现了我们对放疗安全性的高度重视，为保障患者及医务人员的健康与安全提供了有力保障。

本书主要面向基层物理师以及初涉放疗物理的岗位人员、对放疗物理感兴趣的学习者，致力于通过书内知识结构的优化、知识的通俗表达，融合作者的临床实践体会，使深奥的放疗物理专业知识易于理解及掌握，通过本书的学习让读者掌握基础物理、基础生物学知识，了解各种加速器、后装机、模拟定位机等放疗相关设备，认识高能射线在人体内的作用方式，学习提高治疗精度、降低辐射负作用的能力，等等，并培训将理论知识延伸至临床实践应用的方法。力求易读易懂，提升分析和解决问题的本领。本书还介绍了各种当今先进的放疗技术。当然，此书亦可为放疗医师和放疗技师获取专业知识提供帮助。

最后，衷心感谢所有参与本书编写工作的专家、学者以及为本书出版付出辛勤努力的编辑人员。同时，我们也期待广大读者能够从中受益，共同推动放射治疗事业的繁荣与发展。由于编者水平有限，书中难免存在疏漏之处，敬请读者指正。

葛红李定杰

2024年5月

葛红，博士，二级教授/主任医师，博士生导师，河南省肿瘤医院放疗科主任，河南省放射治疗中心主任，国家卫生计生突出贡献中青年专家，享受国务院政府津贴专家。擅长肺癌、食管癌及胸腺瘤等胸部肿瘤的诊断和放疗科综合治疗。主持国家自然科学基金2项，主持省厅科研攻关项目8项，获得河南省科技进步奖二等奖3项，河南省医学科技进步奖一等奖7项，河南省医学科技进步奖二等奖2项。 李定杰，河南省肿瘤放射治疗中心物理师，河南省放射肿瘤学实验室物理负责人；担任河南省医学会放射肿瘤治疗学分会常委及放射物理学组副组长，中华医学会放射肿瘤治疗学分会近距离治疗学组委员，中国北方肿瘤放射治疗协作组质量保证和质量控制专委会委员。

目 录
第一篇放射治疗总论 1
第一章放射治疗概述 3
第二章放射治疗基础 6
第三章放射治疗的实施 19
第四章电离辐射诱发肿瘤 20
第五章展望 21
第二篇基础物理学 23
第一章核物理基础 25
第一节物质结构 25
第二节放射性 28
第二章电离辐射与物质的相互作用 33
第一节带电粒子与物质的相互作用 33
第二节X射线或?射线与物质的相互作用 37
第三节中子与物质的相互作用 45
第四节射束特点的比较 46
第三章电离辐射吸收剂量的测量 48
第一节剂量学中的辐射量及其单位 48
第二节电离室测量吸收剂量原理 52
第三节射线质 56
第四节吸收剂量的校准 62
第五节吸收剂量的其他测量方法 77
第三篇放射治疗设备 79
第一章放射源的种类及应用 81
第一节放射源的类型 81
第二节放射线的类型 82
第三节各种射线的特点 84
第二章传统X线治疗机：千伏级X线治疗机 86
第三章60Co治疗机 88
第四章医用电子直线加速器 93
第一节医用电子直线加速器的基本结构 93
第二节电子射野影像系统 101
第三节kV级成像装置 105
第四节-刀系统 106
第五节X-刀系统 107
第六节近距离后装治疗机 108
第七节TOMO放射治疗系统 110
第八节射波刀 112
第五章医用质子和重离子加速器 115
第六章模拟定位机 129
第一节模拟定位机 129
第二节CT模拟机 133
第七章设备验收 140
第一节加速器的验收 140
第二节模拟定位机的验收 147
第三节治疗计划系统的验收 153
第四篇放射治疗生物学基础 159
第一章电离辐射对生物体的作用 161
第二章电离辐射的细胞效应 164
第三章电离辐射对肿瘤组织的作用 175
第四章正常组织及器官的放射效应 178
第五章提高肿瘤放射敏感性的措施 183
第六章肿瘤放射治疗中生物剂量等效换算的数学模型 188
第五篇放射治疗 195
第一章光子射线剂量学 197
第二章高能电子射线剂量学 245
第三章传统二维放射治疗 273
第四章精确三维放射治疗 300
第一节三维放射治疗计划系统 301
第二节靶区及体积定义 302
第三节三维放射治疗危及器官定义及剂量体积规范 305
第四节体位固定系统 310
第五节CT模拟定位 311
第六节CT图像登记和图像处理技术 312
第七节轮廓勾画 314
第八节计划设计与评估 314
第九节调强放射治疗 317
第十节适形和调强放射治疗计划的治疗前验证 322
第十一节剂量报告 326
第十二节放射治疗局域网络 327
第十三节立体定向放射外科和立体定向放射治疗 328
第十四节图像引导放射治疗 331
第五章近距离放射治疗 334
第一节近距离照射的特点 334
第二节治疗机 336
第三节空间重建定位 338
第四节近距离治疗放射源的校准 340
第五节放射源周围的剂量分布 342
第六节腔内照射剂量学 344
第七节组织间照射剂量学 347
第六篇质量保证和质量控制 353
第一章质量保证和质量控制概述 355
第二章质量保证和质量控制的内容 358
第三章质量保证和质量控制的管理要求 382
第七篇放射防护 385
第一章辐射防护中使用的量与单位 387
第二章辐射的来源及种类 390
第三章辐射对人体健康的影响 392
第四章辐射的防护标准 395
第五章辐射防护的建筑设计 398
第六章近距离放射源辐射防护 405
第七章远距离外照射的辐射防护 407
第八章放射防护检测 409

附录1医用电子直线加速器质量控制 413
附录2Timmerman大分割剂量约束限量表 418
附录3SABR危及器官剂量限值 英国SABR联盟共识（2022版） 438

主要参考文献 441