على عكس شعاع الأشعة السينية، لا تنبعث أشعة الإلكترون من مصدر مادي في رأس المسرع، حيث إن شعاع الإلكترون بالقلم الرصاصي وبعد المرور عبر نافذة الفراغ للمسرع وثني المجال المغناطيسي وتناثر الرقائق وغرف المراقبة وعمود الهواء المتداخل، ينتشر في شعاع أوسع، كما يبدو أنه يتباعد عن نقطة ما، حيث تسمى هذه النقطة المصدر الظاهري، والتي يمكن تعريفها على أنها نقطة تقاطع من الإسقاطات الخلفية على طول الاتجاهات الأكثر احتمالا لحركة الإلكترون على سطح المريض.
مصادر الإلكترونات في العلاج الإشعاعي
تم اقتراح عدد من الطرق لتحديد موقع المصدر الافتراضي، حيث تتكون طريقة بوهليت من أخذ صور إشعاعية إلكترونية من الأسلاك النحاسية على مسافات مختلفة من الموازاة وإسقاط الصور إلى نقطة المصدر الافتراضي، كما تستخدم تقنية (Amultipinhole) ثقوب مخروطية مزدوجة في الصفيحة المعدنية، حيث يتم الحصول على الصور ذات الثقب على فيلم، كما يعطي الإسقاط الخلفي للصور ذات الثقب المصدر الظاهري، تم وصف طريقة تحديد تكبير حجم المجال على الفيلم مع المسافة من قبل الباحثون، كما تم العثور على نقطة المصدر الافتراضية عن طريق الإسقاط الخلفي لعرض 50٪ من ملامح الحزمة التي تم الحصول عليها على مسافات مختلفة.
يتم استخدام حزمة عريضة (20 × 20 سم 2) لهذه القياسات ولا يعطي استخدام أقراص الحالة الصلبة الافتراضي تصحيحًا دقيقًا لقانون التربيع العكسي للإخراج في محركات أقراص الحالة الثابتة الموسعة في جميع الظروف السريرية، وقد أظهرت القياسات أن أقراص الحالة الصلبة الافتراضي يعطي عامل قانون التربيع العكسي الصحيح فقط لأحجام الحقول الكبيرة. بالنسبة لأحجام الحقول الصغيرة، يقلل تصحيح قانون التربيع العكسي من تقدير التغيير في الإخراج باستخدام أقراص الحالة الصلبة الافتراضي.
هذا الانحراف عن قانون التربيع العكسي ناتج عن انخفاض إضافي في الإنتاج بسبب فقدان توازن التبعثر الجانبي في الهواء وفي الشبح الذي يعتبر مهمًا لأحجام الحقول الصغيرة وطاقات الإلكترون المنخفضة. وبالتالي، فإن استخدام أقراص الحالة الصلبة الافتراضي للتنبؤ بتغير الجرعة مع المسافة يتطلب عوامل تصحيح، بالإضافة إلى عامل قانون التربيع العكسي كدالة لحجم المجال والطاقة.
طريقة بديلة لتصحيح خرج الجرعة كدالة للفجوة الهوائية بين نهاية قضيب الإلكترون والمريض هي تحديد كمية تعرف باسم أقراص الحالة الصلبة الفعال، كما يتم تعريف أقراص الحالة الصلبة الفعالة على أنه المسافة من موضع المصدر الفعال إلى موضع الشبح القياسي (على سبيل المثال، isocenter) والذي يعطي علاقة قانون التربيع العكسي الصحيحة للتغيير في الإخراج مع المسافة.
تلوث الأشعة السينية
يمكن تحديد الجرعة الناتجة عن تلوث الأشعة السينية في نهاية مدى الإلكترون من ذيل منحنى جرعة العمق بقراءة قيمة الجرعة عند النقطة التي يصبح فيها الذيل مستقيماً، كما تساهم هذه الجرعة في المريض عن طريق تفاعلات (bremsstrahlung) للإلكترونات مع نظام الموازاة (رقائق مبعثرة، غرف تأين، فكوك موازاة) وأنسجة الجسم.
إن جرعة التلوث بالأشعة السينية من المسرع الطبي تعتمد إلى حد كبير على نظام الموازاة الخاص بها وعادة ما تكون بترتيب أكبر. بشكل عام، تلوث الأشعة السينية هو الأقل في نوع شعاع المسح للمسرع، لأنه لا يتم استخدام رقائق التشتت. في المسرع الخطي الحديث، تتراوح جرعة التلوث بالأشعة السينية النموذجية للمريض من 0.5٪ إلى 1٪ تقريبًا في نطاق الطاقة من 6 إلى 12 MeV، 1٪ إلى 2٪، من 12 إلى 15 إلكترون فولت و 2٪ إلى 5٪ ، من 15 إلى 20 MeV.
وبالنسبة لأحجام مجال العلاج المنتظمة المستخدمة في العلاج بالحزمة الإلكترونية، فإن جرعة المريض التي يساهم بها التلوث بالأشعة السينية ليست مصدر قلق كبير. ومع ذلك، حتى الكميات الصغيرة من التلوث بالأشعة السينية تصبح حاسمة لإشعاع الجلد الإلكتروني الكلي كما هو الحال في علاج الفطريات الفطرية.
استخدام المعادلات الميدانية
لا يمكن تحديد تكافؤ المجال الدقيق لحزم الإلكترون ذات الأشكال المختلفة. ومع ذلك، فقد تبين أنه يمكن تحديد حقول دائرية أو مربعة مكافئة تقريبًا للحقول من أي حجم وشكل وطاقة، وقد يعني مصطلح تكافؤ المجال أنه بالنسبة لنفس تأثير الحدث وتوحيد الحزمة المستعرضة، يكون للحقول المكافئة نفس توزيع جرعة العمق على طول الشعاع المركزي.
وبالتالي، يتم تعريف التكافؤ الميداني هنا وليس عوامل الإخراج والتي تعتمد على إعداد الفك المحدد لقضيب معين أو شروط الموازاة الأخرى. وفقًا لهذا التعريف، فإن جميع الحقول الواسعة متكافئة لأن توزيع جرعاتها العميقة هو نفسه بغض النظر عن حجم الحقل. على سبيل المثال، تعد كل من 10 × 10 و 10 × 15 و 10 × 20 و 20 × 20 مجالات واسعة للطاقات حتى 30 ميغا إلكترون فولت وبالتالي فهي مكافئة في توزيع جرعة العمق.
وبالتالي، فإن تكافؤ المجال مناسب فقط للحقول الصغيرة، فإن توزيع جرعة العمق يعتمد على حجم الحقل، كما أظهر الباحثون أنه بالنسبة للحقل المربع ذي الأبعاد (أ × أ)، فإن الحقل الدائري المكافئ له قطر (Dequiv)، معطى بواسطة المتغير. ومع ذلك، بالنسبة للحقول الصغيرة المستطيلة أو غير المنتظمة، فإن تكافؤ المجال ليس مباشرًا.
