نادرًا ما يكون من الممكن قياس توزيع الجرعة مباشرة في المرضى المعالجين بالإشعاع، كما تُشتق البيانات المتعلقة بتوزيع الجرعة بالكامل تقريبًا من القياسات في المواد الشبحية المكافئة للأنسجة وعادة ما تكون كبيرة بما يكفي لتوفير ظروف التشتت الكامل للحزمة المعينة، تُستخدم هذه البيانات الأساسية في نظام حساب الجرعة المصمم للتنبؤ بتوزيع الجرعة في مريض حقيقي.
مفهوم العلاج الكلاسيكي
تم تعديل كميات ومنهجيات مختلفة لقياس الجرعات لتسهيل حساب الجرعة في الحالات السريرية. تمت دراسة طرقًا تستند إلى كميات مثل جرعات العمق المئوية ونسب الأنسجة إلى الهواء ونسب التشتت إلى الهواء، كما تم استخدام هذه بشكل تقليدي لحساب الجرعة التي تنطوي على حزم منخفضة الطاقة (حتى 60 درجة مئوية)، والتي عادة ما يتم معايرتها من حيث معدل التعرض في الهواء أو معدل الجرعة في الفضاء الحر، تستخدم الطرق الحالية لحساب جرعة النسب الشبحية للأنسجة أو النسب القصوى للأنسجة والتي هي أكثر ملاءمة لحزم الطاقة العالية والقياسات في الوهمية بدلاً من الهواء.
عادة ما يتم قياس بيانات توزيع الجرعة الأساسية في شكل شبح مائي والذي يقترب عن كثب من امتصاص الإشعاع وخصائص التشتت للعضلات والأنسجة الرخوة الأخرى، سبب آخر لاختيار الماء كمادة وهمية هو أنه متاح عالميًا بخصائص إشعاعية قابلة للتكرار.
ومع ذلك، فإن شبح الماء يطرح بعض المشاكل العملية عند استخدامه بالاقتران مع غرف الأيونات وأجهزة الكشف الأخرى التي تتأثر بالمياه، غير أنها مصممة لتكون مقاومة للماء. ومع ذلك، في معظم الحالات، يتم تغليف الكاشف في غلاف بلاستيكي رفيع (مكافئ للماء) قبل غمره في الوهمية المائية.
نظرًا لأنه ليس من الممكن دائمًا وضع أجهزة الكشف عن الإشعاع في الماء، فقد تم تطوير الأشباح الصلبة كبديل للماء. من الناحية المثالية، لكي تكون مادة معينة نسيجًا أو مكافئًا مائيًا، يجب أن يكون لها نفس العدد الذري الفعال وعدد الإلكترونات لكل جرام وكثافة الكتلة.
ومع ذلك، نظرًا لأن تأثير كومبتون هو النمط الأكثر انتشارًا للتفاعل لحزم الفوتون ذات الجهد العالي في النطاق السريري، فإن الشرط الضروري لتكافؤ الماء لهذه الحزم هو أن يكون لها نفس كثافة الإلكترون (عدد الإلكترونات لكل سنتيمتر مكعب) مثل كثافة الماء.
على الرغم من أن كثافة كتلة هذه المواد قد تختلف اعتمادًا على عينة معينة، إلا أن التركيب الذري وعدد الإلكترونات لكل جرام من هذه المواد ثابت بدرجة كافية لضمان استخدامها للفوتون عالي الطاقة والقياس الكهربائي. بالإضافة إلى الأشباح المتجانسة، كثيرًا ما تُستخدم الأشباح المجسمة في قياس الجرعات السريرية. أحد هذه الأنظمة المتاحة تجاريًا، والمعروف باسم Alderson Rando Phantom، كما يتضمن موادًا لمحاكاة مختلف أنسجة الجسم والعضلات والعظام والرئة وتجويف الهواء، يتشكل الشبح في جذع بشري ويتم تقسيمه بشكل عرضي إلى شرائح لإدخال فيلم أو مقاييس جرعات أخرى.
تعتمد الطريقة على إضافة حشوات جسيمية إلى راتنجات الإيبوكسي لتكوين خليط بخصائص إشعاعية تقترب من نسيج معين، أهم خصائص الإشعاع في هذا الصدد هي معامل التوهين الكتلي ومعامل امتصاص الطاقة الكتلية وقوة إيقاف كتلة الإلكترون وقوة التشتت الزاوي بالنسبة للقضية المعطاة، كما تم تضمين جدول تفصيلي لبدائل الأنسجة وخصائصها لجميع أنسجة الجسم في تقرير صادر عن اللجنة الدولية لوحدات وقياسات الإشعاع.
توزيع جرعة العمق
نظرًا لأن الشعاع يقع على مريض، فإن الجرعة الممتصة في المريض تختلف باختلاف العمق، كما يعتمد هذا الاختلاف على العديد من الظروف: طاقة الحزمة والعمق وحجم المجال والمسافة من المصدر ونظام موازاة الحزمة.
وبالتالي، فإن حساب الجرعة في المريض ينطوي على اعتبارات فيما يتعلق بمقاييس الفصل وغيرها لأنها تؤثر على عمق توزيع الجرعة، حيث تتمثل إحدى الخطوات الأساسية في نظام حساب الجرعة في تحديد اختلاف جرعة العمق على طول المحور المركزي للحزمة، كما تم تحديد عدد من الكميات لهذا الغرض، أهمها النسبة المئوية لجرعة العمق، تقارير التقييم الثالث.
وعادة ما يتم اشتقاق هذه الكميات من القياسات التي يتم إجراؤها في أشباح المياه باستخدام غرف التأين الصغيرة. على الرغم من استخدام أنظمة قياس الجرعات الأخرى مثل مقاييس الجرعات الحرارية والصمامات الثنائية والفيلم في بعض الأحيان، إلا أن الغرف الأيونية مفضلة بسبب دقتها الأفضل واعتمادها الأقل على الطاقة.
