放射治療設備介紹.

1、放射治療設備放射治療設備基本概念基本概念放放 射射 能使能使物質(zhì)電離物質(zhì)電離的電磁波或粒子流的的電磁波或粒子流的輻射輻射 過程過程稱為稱為“放射放射”放射線放射線 能使物質(zhì)電離的能使物質(zhì)電離的電磁波或粒子流電磁波或粒子流稱為稱為“放放 射線射線”，簡稱，簡稱“射線射線”.放射源放射源 能輸出能輸出“射線射線”的的物質(zhì)物質(zhì)(元素元素)或設備或設備稱稱為為 “放射源放射源”。放射性放射性 某些物質(zhì)某些物質(zhì)(元素元素)或設備能夠產(chǎn)生或設備能夠產(chǎn)生“電離電離輻輻 射射”的性質(zhì)叫做的性質(zhì)叫做“放射性放射性”?；靖拍罨靖拍?電離輻射電離輻射:能夠引起物質(zhì)電離的輻射能夠引起物質(zhì)電離的輻射 通常所說的通常

2、所說的“放射放射”、“放射線放射線”、“放射源放射源”等實際上等實際上就是特指就是特指“電離輻射電離輻射”。電離輻射可以從。電離輻射可以從原子原子或或分子分子里面里面電離出至少一個電離出至少一個電子電子 電離電離:即經(jīng)過照射后能使物質(zhì)的原子或分子變成即經(jīng)過照射后能使物質(zhì)的原子或分子變成“離子離子”，從而改變物質(zhì)的原有特性。從而改變物質(zhì)的原有特性。 離子離子:帶有帶有電荷電荷的原子或分子，或組合在一起的原子或分的原子或分子，或組合在一起的原子或分子團。帶正電荷的離子稱子團。帶正電荷的離子稱“正離子正離子”，帶負電荷的離子稱，帶負電荷的離子稱“負離子負離子”。指原子由于自身或外界的作用而失去或得到

3、一個或幾個電指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一個或幾個電子使其達到最外層電子數(shù)為子使其達到最外層電子數(shù)為8個（如第一層是最外層，則個（如第一層是最外層，則為為2個）的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。個）的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?；靖拍罨靖拍?放射性核素內(nèi)部發(fā)出的射線用希臘字母表示放射性核素內(nèi)部發(fā)出的射線用希臘字母表示 射線、射線、射線和射線和射線就分別表示從放射性核素內(nèi)部射線就分別表示從放射性核素內(nèi)部發(fā)出的中子、電子和光子發(fā)出的中子、電子和光子 不是從放射性核素內(nèi)部發(fā)出用大寫的英文字母或者實不是從放射性核素內(nèi)部發(fā)出用大寫的英文字母或者實際名稱表示際名稱表示 X射線、電子射線射線、電子射線(簡稱電子線簡稱電子線)、質(zhì)子射

4、線等。、質(zhì)子射線等。 射線與電子射線都是由放射源向外發(fā)射的電子流射線與電子射線都是由放射源向外發(fā)射的電子流 物理特性基本相同，區(qū)別在于來源不同，能量不同物理特性基本相同，區(qū)別在于來源不同，能量不同 射線與射線與X射線都是電磁輻射射線都是電磁輻射(光子光子)，單從放射治療的，單從放射治療的效果與作用而言，兩者基本相同，只是來源不同，能效果與作用而言，兩者基本相同，只是來源不同，能量不同而已。量不同而已?！吧渚€射線”裝置裝置 X線機、線機、CT、ECT、PET等各種醫(yī)學影像檢查設等各種醫(yī)學影像檢查設備（診斷）備（診斷）“射線射線”裝置裝置 放射治療設備：放射治療設備： 鈷鈷-60治療機治療機 醫(yī)用

5、直線加速器醫(yī)用直線加速器 刀、刀、X刀刀 近距離后裝治療機近距離后裝治療機 質(zhì)子加速器等質(zhì)子加速器等“射線射線”裝置裝置 根據(jù)不同的醫(yī)學需求根據(jù)不同的醫(yī)學需求 選用了不同的選用了不同的“放射源放射源” 輸出的輸出的“射線射線”具有各自特定的能量和劑量具有各自特定的能量和劑量 完成特定的醫(yī)學檢查或醫(yī)學治療目的。完成特定的醫(yī)學檢查或醫(yī)學治療目的。 放射源類型放射源類型 放射治療使用的放射源放射治療使用的放射源放射性核素放射性核素人工射線裝置人工射線裝置 放射性核素放射性核素天然放射性核素天然放射性核素 226鐳鐳人工放射性核素人工放射性核素 60鈷鈷 192銥銥放射源類型放射源類型 放射性核素的特

6、點放射性核素的特點 每時每刻都有射線輸出每時每刻都有射線輸出 放射性核素的衰減特性放射性核素的衰減特性 半衰期：射線衰減到初始狀態(tài)的一半時所需要的半衰期：射線衰減到初始狀態(tài)的一半時所需要的時間時間鐳鐳- 1590年年 60鈷鈷-5.27年年 192銥銥-74天天半衰期，甚至衰減報廢以后的放射性核素仍然會有半衰期，甚至衰減報廢以后的放射性核素仍然會有射線輸出射線輸出放射源類型放射源類型 人工射線裝置：人工射線裝置：能夠產(chǎn)生并輸出高能射線的各種射線裝備能夠產(chǎn)生并輸出高能射線的各種射線裝備 X線機線機 加速器加速器 特點：特點： 工作時輸出射線工作時輸出射線 停機時沒有放射性停機時沒有放射性 結(jié)構(gòu)比

7、較復雜結(jié)構(gòu)比較復雜 輸出射線的能量越高、性能越先進、結(jié)構(gòu)越復雜，輸出射線的能量越高、性能越先進、結(jié)構(gòu)越復雜，價格就越昂貴價格就越昂貴 放射治療使用的人工射線裝置，正在朝著多功能、放射治療使用的人工射線裝置，正在朝著多功能、高性能、高精度的方向發(fā)展。高性能、高精度的方向發(fā)展。放射線類型放射線類型 放射源：天然放射源和人工放射源放射源：天然放射源和人工放射源 放射源本質(zhì)：放射源本質(zhì)： 光子輻射光子輻射(電磁輻射電磁輻射)粒子輻射粒子輻射 光子光子各類放射性核素產(chǎn)生的各類放射性核素產(chǎn)生的射線（射線（60鈷鈷 192銥）銥） 加速器等設備產(chǎn)生的加速器等設備產(chǎn)生的X射線射線 波長很短、頻率非常高的電磁波

8、輻射，或者說是波長很短、頻率非常高的電磁波輻射，或者說是光子輻射。光子輻射。放射線類型放射線類型加速器等設備加速器等設備 電子束電子束 質(zhì)子束質(zhì)子束 中子束中子束 重粒子束重粒子束(碳離子等碳離子等) 放射線類型放射線類型人工射線裝置人工射線裝置 kV級級X射線治療機放射出的是射線治療機放射出的是 X射線射線 質(zhì)子加速器放射出的是帶電粒子質(zhì)子加速器放射出的是帶電粒子質(zhì)子質(zhì)子 醫(yī)用電子直線加速器醫(yī)用電子直線加速器光子束光子束 X射線射線粒子束粒子束電子射線電子射線放射線類型放射線類型 同一種放射源，并不一定只能發(fā)射一種射線同一種放射源，并不一定只能發(fā)射一種射線 有的放射性核素既可以發(fā)射有的放射性

9、核素既可以發(fā)射射線，同時又發(fā)射射線，同時又發(fā)射射線和射線和射線射線 同一個放射源發(fā)射的不同的射線，往往具有不同同一個放射源發(fā)射的不同的射線，往往具有不同的強度或能量，因而具有不同的放射特性的強度或能量，因而具有不同的放射特性 正是利用各種射線具有不同放射特性的特點，才正是利用各種射線具有不同放射特性的特點，才為放射診斷技術(shù)和放射治療技術(shù)提供了多種可能為放射診斷技術(shù)和放射治療技術(shù)提供了多種可能的選擇，以滿足臨床的不同的選擇，以滿足臨床的不同放射線類型放射線類型直接致電離輻射直接致電離輻射：帶電粒子(正電離子和負電離子)引起物質(zhì)的直接電離間接致電離輻射：間接致電離輻射：光子(X射線和射線)和中性粒

10、子不是直接引起物質(zhì)電離電磁輻射電磁輻射“波粒二重性波粒二重性” 電磁輻射電磁輻射 “波波”的特性的特性 “粒子粒子”特性特性 雙重特性雙重特性 波長不同有很大的差異波長不同有很大的差異 波長越長波長越長 “波波”的特性越強的特性越強波長越短，波長越短，“粒子粒子”特性越強。特性越強。電磁輻射電磁輻射“波粒二重性波粒二重性” 無線電波、微波等向外輻射時，無線電波、微波等向外輻射時，“粒子粒子”特性非特性非常微弱，一般是用波動理論進行描述，所以，通常微弱，一般是用波動理論進行描述，所以，通常叫做電磁波；常叫做電磁波； 紅外線，可見光、紫外線而言，紅外線，可見光、紫外線而言，“波波”的特性依的特性依

11、次減弱，次減弱，“粒子粒子”特性依次增強，特性依次增強， 紅外線的紅外線的“波波”的特性略強，的特性略強，“粒子粒子”特性較弱；特性較弱； 紫外線則是紫外線則是“波波”的特性較弱，的特性較弱，“粒子粒子”特性略特性略強；強； 而可見光的而可見光的“波粒二重性波粒二重性”最為典型；最為典型；電磁輻射電磁輻射“波粒二重性波粒二重性” 電磁波譜的另一端，電磁波譜的另一端，X射線和射線和射線主要以射線主要以“粒子粒子”特性表現(xiàn)，幾乎顯不出特性表現(xiàn)，幾乎顯不出“波波”的特性的特性 可以把可以把X射線和射線和射線看成是射線看成是“粒子粒子”，但這種粒，但這種粒子具有自己的特殊性質(zhì)，為了有所區(qū)別，人們把子具

12、有自己的特殊性質(zhì)，為了有所區(qū)別，人們把這種這種“粒子粒子”叫做叫做“光子光子”。 在放射治療醫(yī)學領域，人們往往把在放射治療醫(yī)學領域，人們往往把“光子光子”的概的概念等同于念等同于X射線或射線或射線射線X射線射線射線的特點射線的特點 X射線和射線和射線具有穿透物質(zhì)的能力射線具有穿透物質(zhì)的能力 特定能量的特定能量的X射線或射線或射線而言，物質(zhì)的密度越小射線而言，物質(zhì)的密度越小,穿透能力越強穿透能力越強; 物質(zhì)的密度越大，穿透能力越弱物質(zhì)的密度越大，穿透能力越弱 X線機、線機、CT機設計原理機設計原理X射線射線射線的特點射線的特點 不同的物質(zhì)對不同的物質(zhì)對X射線和射線和射線具有不同的穿透能力，射線具

13、有不同的穿透能力，通常是物質(zhì)的原子序數(shù)越高，通常是物質(zhì)的原子序數(shù)越高，X射線或射線或射線的穿射線的穿透能力越弱透能力越弱 根據(jù)這一特點，選用穿透能力弱的材料對根據(jù)這一特點，選用穿透能力弱的材料對X射線射線和和射線進行控制與防護，鉛被廣泛應用射線進行控制與防護，鉛被廣泛應用 。X射線射線射線的特點射線的特點 “電離輻射電離輻射”是是X射線和射線和射線的另一個重要特點。射線的另一個重要特點。能量越高，輻射深度越深，能量越高，輻射深度越深，“電離電離”性能越強。性能越強。 醫(yī)用直線加速器、鈷醫(yī)用直線加速器、鈷-60治療機、近距離后裝治療治療機、近距離后裝治療機等現(xiàn)代腫瘤放射治療設備就是按照機等現(xiàn)代腫

14、瘤放射治療設備就是按照X射線和射線和射射線的這一特性而設計生產(chǎn)并逐漸發(fā)展起來的。線的這一特性而設計生產(chǎn)并逐漸發(fā)展起來的。粒子輻射粒子輻射 粒子輻射包括帶電粒子輻射和中性粒子輻射粒子輻射包括帶電粒子輻射和中性粒子輻射(電子、電子、質(zhì)子、中子等質(zhì)子、中子等) 帶電粒子帶電粒子帶正電的粒子帶正電的粒子-正電粒子正電粒子帶負電的粒子帶負電的粒子-負電粒子負電粒子 粒子輻射按質(zhì)量粒子輻射按質(zhì)量輕粒子輕粒子重粒子重粒子 電子和質(zhì)子是帶電粒子電子和質(zhì)子是帶電粒子電子是負電粒子電子是負電粒子質(zhì)子是正電粒子質(zhì)子是正電粒子 中子是中性粒子中子是中性粒子 粒子輻射粒子輻射 不同的粒子輻射不同的粒子輻射 不同的射線裝

15、置或射線設備來產(chǎn)生不同的射線裝置或射線設備來產(chǎn)生 不同的設備所輸出的粒子輻射具有各不相同的放不同的設備所輸出的粒子輻射具有各不相同的放射特性射特性 利用各具特色的放射特性，輸出各種粒子束的放利用各具特色的放射特性，輸出各種粒子束的放射治療設備，以滿足臨床放療的不同需求。射治療設備，以滿足臨床放療的不同需求。直接致電離輻射直接致電離輻射 具有比較明顯的具有比較明顯的“射程射程” 即電子線、質(zhì)子束和重離即電子線、質(zhì)子束和重離子束這三條曲線都有比較明顯的終點，這是帶電粒子束這三條曲線都有比較明顯的終點，這是帶電粒子輻射的共同特點。子輻射的共同特點。 電子的射程很淺，只適合于皮膚和較淺部位病變的電子的

16、射程很淺，只適合于皮膚和較淺部位病變的治療治療直接致電離輻射直接致電離輻射 質(zhì)子和重離子的射程比較遠質(zhì)子和重離子的射程比較遠最大優(yōu)勢：最大優(yōu)勢： “布拉格峰布拉格峰”：達到最大射程以后的射線劑量迅達到最大射程以后的射線劑量迅速降低到零點的曲線速降低到零點的曲線 有效保護后面的正常組織，比較適合于重要器官有效保護后面的正常組織，比較適合于重要器官周圍病變的治療。周圍病變的治療。 重粒子的重粒子的“布拉格峰布拉格峰”比質(zhì)子的比質(zhì)子的“布拉格峰布拉格峰”更更加尖銳，對某些特定的病變而言具有更大的優(yōu)越加尖銳，對某些特定的病變而言具有更大的優(yōu)越性，設備更加笨重和復雜，故目前很少應用。質(zhì)性，設備更加笨重和

17、復雜，故目前很少應用。質(zhì)子加速器和重粒子加速器設備的造價太昂貴等原子加速器和重粒子加速器設備的造價太昂貴等原因，目前還難以廣泛推廣應用。因，目前還難以廣泛推廣應用。間接致電離輻射間接致電離輻射射線沒有射線沒有“射程射程”kV級級X射線、射線、射線、高能射線、高能X射線、中射線、中子束這四條曲線幾乎沒有終點，這是子束這四條曲線幾乎沒有終點，這是間接致電離輻射間接致電離輻射包括光子和中性粒包括光子和中性粒子子(中子中子)的共同特點，但它們的最大劑的共同特點，但它們的最大劑量點的深度隨能量的增加而加深，量點的深度隨能量的增加而加深，為了表示這種射線的特點，通常將從為了表示這種射線的特點，通常將從表面

18、到最大劑量點的區(qū)域稱之為表面到最大劑量點的區(qū)域稱之為“建成建成區(qū)區(qū)”。通過選擇合適的能量即根據(jù)病灶。通過選擇合適的能量即根據(jù)病灶深度選擇合適的深度選擇合適的“建成區(qū)建成區(qū)”，并采取合，并采取合理布野照射技術(shù)，這類射線可以適合理布野照射技術(shù)，這類射線可以適合于多數(shù)病灶的放射治療。于多數(shù)病灶的放射治療。高能高能X射線和中子束的劑量特性曲線比射線和中子束的劑量特性曲線比較接近，似乎兩者沒有什么區(qū)別，而較接近，似乎兩者沒有什么區(qū)別，而實際上，從放射生物學的角度分析，實際上，從放射生物學的角度分析，兩者還是有較大差別的。另外，因中兩者還是有較大差別的。另外，因中子設備更加復雜昂貴，故目前很少應子設備更加

19、復雜昂貴，故目前很少應用。用。常用放射治療設備常用放射治療設備 放射治療設備的照射方式：外照射放射治療設備的照射方式：外照射 內(nèi)照射內(nèi)照射 外照射（遠距離照射）是將放射源置于體外一定距離進行外照射（遠距離照射）是將放射源置于體外一定距離進行照射，放射線需經(jīng)皮膚和正常組織才能到達腫瘤或病變組照射，放射線需經(jīng)皮膚和正常組織才能到達腫瘤或病變組織。根據(jù)不同病灶，只要選擇合適的射線類型和能量，精織。根據(jù)不同病灶，只要選擇合適的射線類型和能量，精心設計治療計劃和治療方案，就可以達到預計的治療效果。心設計治療計劃和治療方案，就可以達到預計的治療效果。 內(nèi)照射（近距離照射）是采用某種方式將放射源置于人體內(nèi)照

20、射（近距離照射）是采用某種方式將放射源置于人體的自然腔道或組織間進行近距離直接照射，由于內(nèi)照射距的自然腔道或組織間進行近距離直接照射，由于內(nèi)照射距離近，一般選用低能量放射源，只要選擇合適的適應證，離近，一般選用低能量放射源，只要選擇合適的適應證，也可以達到比較理想的治療效果。也可以達到比較理想的治療效果。 內(nèi)照射治療既可以單獨實施，也可以與外照射配合實施，內(nèi)照射治療既可以單獨實施，也可以與外照射配合實施，具體采用哪種照射方式，要根據(jù)不同的病灶由放療醫(yī)師來具體采用哪種照射方式，要根據(jù)不同的病灶由放療醫(yī)師來確定具體的治療實施方案。確定具體的治療實施方案。常用的放射治療設備常用的放射治療設備 kV級

21、級X射線治療機射線治療機 鈷鈷-60治療機治療機 醫(yī)用電子直線加速器醫(yī)用電子直線加速器 內(nèi)照射近距離后裝治療機內(nèi)照射近距離后裝治療機 質(zhì)子加速器質(zhì)子加速器 在普通醫(yī)用電子直線加速在普通醫(yī)用電子直線加速器上輔加動態(tài)多葉光闌器上輔加動態(tài)多葉光闌(MLC)、實時驗證系統(tǒng)和、實時驗證系統(tǒng)和呼吸門控系統(tǒng)等裝置，使呼吸門控系統(tǒng)等裝置，使得得“適形治療適形治療”和和“調(diào)強調(diào)強治療治療”等精確放射治療技等精確放射治療技術(shù)獲得了飛速發(fā)展。術(shù)獲得了飛速發(fā)展。常用的放射治療設備常用的放射治療設備 kV級級X射線治療機和鈷射線治療機和鈷-60治療機是早期的外照射設備，治療機是早期的外照射設備，前者目前已趨于淘汰；后者

22、由于設備結(jié)構(gòu)比較簡單，成本前者目前已趨于淘汰；后者由于設備結(jié)構(gòu)比較簡單，成本較低，具有較好的臨床意義，目前在中小醫(yī)院仍有一定的較低，具有較好的臨床意義，目前在中小醫(yī)院仍有一定的市場。市場。 而在大型綜合性醫(yī)院和專業(yè)腫瘤醫(yī)院，作為主流外照射設而在大型綜合性醫(yī)院和專業(yè)腫瘤醫(yī)院，作為主流外照射設備，醫(yī)用電子直線加速器正在放療界得到迅速推廣和應用。備，醫(yī)用電子直線加速器正在放療界得到迅速推廣和應用。 在計算機控制下，以在計算機控制下，以192銥作為放射源的近距離后裝治療銥作為放射源的近距離后裝治療機是目前應用最為廣泛的內(nèi)照射設備。機是目前應用最為廣泛的內(nèi)照射設備。 而性能更加優(yōu)越的重粒子加速器等高能粒

23、子加速器，由于而性能更加優(yōu)越的重粒子加速器等高能粒子加速器，由于結(jié)構(gòu)更加復雜，價格昂貴等原因，目前和今后相當長的時結(jié)構(gòu)更加復雜，價格昂貴等原因，目前和今后相當長的時間內(nèi)還難以推廣應用。間內(nèi)還難以推廣應用。 放射治療究竟選用何種放療設備，選用何種放射源，用多放射治療究竟選用何種放療設備，選用何種放射源，用多高的能量進行照射，要根據(jù)實際臨床需要和當時的經(jīng)濟技高的能量進行照射，要根據(jù)實際臨床需要和當時的經(jīng)濟技術(shù)水平綜合考慮來確定。術(shù)水平綜合考慮來確定。常用的放射治療設備常用的放射治療設備 為了進行有效的放射治療，還必須配備相應的放為了進行有效的放射治療，還必須配備相應的放療輔助設備。主要包括：療輔助

24、設備。主要包括： 模擬定位機模擬定位機 治療計劃系統(tǒng)治療計劃系統(tǒng) 擋鉛制作系統(tǒng)擋鉛制作系統(tǒng) 患者定位體架等患者定位體架等 CT模擬機模擬機”定位定位計劃系統(tǒng)計劃系統(tǒng) “模擬機模擬機CT”定位定位計劃系統(tǒng)計劃系統(tǒng) 醫(yī)用電子直線加速器醫(yī)用電子直線加速器醫(yī)用電子直線加速器醫(yī)用電子直線加速器 輸出能量較高輸出能量較高 劑量分布特性較好劑量分布特性較好 輸出不同能量的光子輸出不同能量的光子(X射線射線) 不同能量的電子不同能量的電子 醫(yī)用電子直線加速器是放射治療領域的主醫(yī)用電子直線加速器是放射治療領域的主流機型流機型醫(yī)用電子加速器類型醫(yī)用電子加速器類型 感應加速器感應加速器 回旋加速器回旋加速器 直線加

25、速器直線加速器 直線加速器性價比最高直線加速器性價比最高基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 支臂式支臂式 滾桶式滾桶式 支臂式機架的特點支臂式機架的特點:主機和所有元器件都安裝在一個房間內(nèi)，主機和所有元器件都安裝在一個房間內(nèi)，結(jié)構(gòu)比較緊湊結(jié)構(gòu)比較緊湊 滾筒式機架結(jié)構(gòu)滾筒式機架結(jié)構(gòu):主要部分被安裝在假墻后面的滾筒上，治主要部分被安裝在假墻后面的滾筒上，治療室顯得比較簡潔療室顯得比較簡潔 不論哪種形式，都有一個基礎底架，水平不論哪種形式，都有一個基礎底架，水平安裝在地基上并與地基固定。安裝在地基上并與地基固定。醫(yī)用電子直線加速器的基本結(jié)構(gòu)原理醫(yī)用電子直線加速器的基本結(jié)構(gòu)原理 基本結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)：加速管加速管微波源微

26、波源電子槍電子槍真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)束流輸出系統(tǒng)束流輸出系統(tǒng)水冷系統(tǒng)水冷系統(tǒng)治療床系統(tǒng)治療床系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)醫(yī)用電子直線加速器的基本結(jié)構(gòu)原理醫(yī)用電子直線加速器的基本結(jié)構(gòu)原理加速管是加速器的核心部件加速管是加速器的核心部件微波源是磁控管或速調(diào)管，提供微波源是磁控管或速調(diào)管，提供10cm波段的電磁波波段的電磁波電子槍發(fā)射供加速的電子電子槍發(fā)射供加速的電子真空系統(tǒng)由鈦泵和真空器件構(gòu)成，作用是保持加速管內(nèi)部和電子槍等部位的真空系統(tǒng)由鈦泵和真空器件構(gòu)成，作用是保持加速管內(nèi)部和電子槍等部位的高度真空狀態(tài)，以避免燒壞燈絲、腔內(nèi)打火和能量損失等高度真空狀態(tài)，以避免燒壞燈絲、腔內(nèi)打火和能量損失等束流輸出

27、系統(tǒng)主要在機頭部分，包括束流的偏轉(zhuǎn)、靶窗轉(zhuǎn)換、束流均整、束束流輸出系統(tǒng)主要在機頭部分，包括束流的偏轉(zhuǎn)、靶窗轉(zhuǎn)換、束流均整、束流準直、劑量檢測等功能，流準直、劑量檢測等功能，水冷系統(tǒng)的作用是對加速管、微波源水冷系統(tǒng)的作用是對加速管、微波源(磁控管或速調(diào)管磁控管或速調(diào)管)和偏轉(zhuǎn)磁鐵等產(chǎn)生熱和偏轉(zhuǎn)磁鐵等產(chǎn)生熱能的部件進行冷卻，以保持設備穩(wěn)定運行能的部件進行冷卻，以保持設備穩(wěn)定運行治療床系統(tǒng)則是對患者進行放射治療時的床體結(jié)構(gòu)，可以進行治療床系統(tǒng)則是對患者進行放射治療時的床體結(jié)構(gòu)，可以進行X、Y、Z三個三個方向的直線運動和治療床整體繞等中心的旋轉(zhuǎn)運動，以滿足不同部位的治療方向的直線運動和治療床整體繞等中

28、心的旋轉(zhuǎn)運動，以滿足不同部位的治療需求；需求；自動控制系統(tǒng)包括功能控制和故障檢測兩大功能，在正常情況下，操作人員自動控制系統(tǒng)包括功能控制和故障檢測兩大功能，在正常情況下，操作人員通過計算機對各大系統(tǒng)進行工作控制，發(fā)生各類故障時，計算機會自動進行通過計算機對各大系統(tǒng)進行工作控制，發(fā)生各類故障時，計算機會自動進行檢測報警，并禁止治療，以保證絕對安全。檢測報警，并禁止治療，以保證絕對安全。 另外，每臺加速器還包括微波傳輸與檢測系統(tǒng)、電子束聚焦對中系統(tǒng)、高另外，每臺加速器還包括微波傳輸與檢測系統(tǒng)、電子束聚焦對中系統(tǒng)、高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)和機械運動系統(tǒng)等。壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)和機械運動系統(tǒng)等。 電子直線加速器的基

29、本工作原理電子直線加速器的基本工作原理 電子在電場中會受到電場力的作用而運動，電子在電場中會受到電場力的作用而運動，電子因受電場力的加速而獲得能量。在電子電子因受電場力的加速而獲得能量。在電子直線加速器的加速管內(nèi)部，直線加速器的加速管內(nèi)部，“諧振腔諧振腔”在微在微波的激勵下產(chǎn)生沿軸線向前移動的高壓電場，波的激勵下產(chǎn)生沿軸線向前移動的高壓電場，電子被持續(xù)加速而獲得能量，電場強度越強，電子被持續(xù)加速而獲得能量，電場強度越強，加速距離越長，電子獲得的能量就越高，這加速距離越長，電子獲得的能量就越高，這些獲得高能量的電子，直接引出就是電子射些獲得高能量的電子，直接引出就是電子射線，打靶以后就可以輸出線

30、，打靶以后就可以輸出X射線。射線。 輸出特性輸出特性醫(yī)用電子直線加速器是既可以輸出不同能量的醫(yī)用電子直線加速器是既可以輸出不同能量的X射線、也可以輸出不射線、也可以輸出不同能量電子射線的放射治療設備。同能量電子射線的放射治療設備。按照輸出按照輸出X射線能量的不同，將加速器分為低能、中能、高能三類射線能量的不同，將加速器分為低能、中能、高能三類低能醫(yī)用直線加速器只能輸出低能醫(yī)用直線加速器只能輸出4MV或或6MV的單能的單能X射線射線(單光子單光子)；中能醫(yī)用直線加速器不但可以輸出中能醫(yī)用直線加速器不但可以輸出4MV或或6MV的單能的單能X射線射線(單光子單光子)，還可以輸出能量從還可以輸出能量從

31、415MeV的多檔電子射線；的多檔電子射線；高能醫(yī)用直線加速器則可以輸出低能和高能兩檔高能醫(yī)用直線加速器則可以輸出低能和高能兩檔X射線射線(稱為雙光子稱為雙光子)及多檔電子射線。其中，低能及多檔電子射線。其中，低能X射線一般是射線一般是4MV或或6MV，高能，高能X射線射線一般是一般是15MV或或18MV，電子射線可從，電子射線可從425MeV范圍內(nèi)選擇范圍內(nèi)選擇6檔以上檔以上電子束。電子束。顯然，高能醫(yī)用直線加速器可選的射線能量多，適用范圍廣，是放射顯然，高能醫(yī)用直線加速器可選的射線能量多，適用范圍廣，是放射治療技術(shù)的首選設備。當然，也就包含了中、低能醫(yī)用治療技術(shù)的首選設備。當然，也就包含了

32、中、低能醫(yī)用 電子直線加電子直線加速器的射線輸出特性。速器的射線輸出特性。X射線模式及輸出特性射線模式及輸出特性在選定在選定X射線治療模式時，加速器會自動將射線治療模式時，加速器會自動將“靶窗轉(zhuǎn)換裝置靶窗轉(zhuǎn)換裝置”的的“X線靶線靶”對對準電子束，電子打靶就會產(chǎn)生準電子束，電子打靶就會產(chǎn)生X射線，顯然，打靶前的電子能量越高，輸出射線，顯然，打靶前的電子能量越高，輸出的的X射線的能量就越高。這時，在射野范圍內(nèi)，輸出的射線的能量就越高。這時，在射野范圍內(nèi)，輸出的X射線呈中間強，周邊射線呈中間強，周邊弱的弱的“峰峰”形束流，為了使射野內(nèi)的束流強度均勻，加速器會自動將中間呈形束流，為了使射野內(nèi)的束流強度

33、均勻，加速器會自動將中間呈凸出狀的圓錐形凸出狀的圓錐形“均整塊均整塊”移到靶的下面，由于均整塊中間厚，周邊薄，射移到靶的下面，由于均整塊中間厚，周邊薄，射線穿過以后，中央部分的射線強度被減弱，這樣，就會輸出能量均勻平坦的線穿過以后，中央部分的射線強度被減弱，這樣，就會輸出能量均勻平坦的X射線束。射線束。 在均整塊前方安裝的是用來監(jiān)測輸出射線的在均整塊前方安裝的是用來監(jiān)測輸出射線的“電離室電離室”。通常，該電離室。通常，該電離室是多極透射型平行板結(jié)構(gòu)，它包括是多極透射型平行板結(jié)構(gòu)，它包括2道劑量檢測通道和道劑量檢測通道和2組組4道或道或3組組6道劑量道劑量均整度檢測通道。這樣，就可以即時檢測輸出

34、射線的劑量特性和均整程度。均整度檢測通道。這樣，就可以即時檢測輸出射線的劑量特性和均整程度。 機頭內(nèi)部設置的初級準直器的作用是將射線限定為一束圓錐形束流。次級機頭內(nèi)部設置的初級準直器的作用是將射線限定為一束圓錐形束流。次級準直器通常是由兩對準直器通常是由兩對4個鉛門對稱設置，每個鉛門可以獨立運動，這樣，就個鉛門對稱設置，每個鉛門可以獨立運動，這樣，就可以根據(jù)被照病變的大小合理設定照射區(qū)域可以根據(jù)被照病變的大小合理設定照射區(qū)域(射野射野)，但這時的照射區(qū)域是方，但這時的照射區(qū)域是方形射野，對不規(guī)則的照射區(qū)域，一般是在托盤上擺放特制形狀的鉛擋塊使之形射野，對不規(guī)則的照射區(qū)域，一般是在托盤上擺放特制

35、形狀的鉛擋塊使之符合治療區(qū)域的形狀要求。為了開展精確放射治療技術(shù)，近年來生產(chǎn)的高能符合治療區(qū)域的形狀要求。為了開展精確放射治療技術(shù)，近年來生產(chǎn)的高能醫(yī)用電子直線加速器，已經(jīng)將次級準直器改為動態(tài)多葉準直器醫(yī)用電子直線加速器，已經(jīng)將次級準直器改為動態(tài)多葉準直器(MLC) 。 這種這種準直器一般是由幾十對相對獨立的葉片構(gòu)成，每個葉片由一個步進電機控制，準直器一般是由幾十對相對獨立的葉片構(gòu)成，每個葉片由一個步進電機控制，可以獨立運動，各個葉片的運動是由計算機控制自動完成的，從而可以達到可以獨立運動，各個葉片的運動是由計算機控制自動完成的，從而可以達到“適型治療適型治療”和和“調(diào)強治療調(diào)強治療”技術(shù)，以

36、達到精確治療目的技術(shù)，以達到精確治療目的動態(tài)多葉準直器動態(tài)多葉準直器(MLC) 是由幾十對相對獨立的是由幾十對相對獨立的葉片構(gòu)成，每個葉片由葉片構(gòu)成，每個葉片由一個步進電機控制，可一個步進電機控制，可以獨立運動，各個葉片以獨立運動，各個葉片的運動是由計算機控制的運動是由計算機控制自動完成的，從而可以自動完成的，從而可以達到達到“適型治療適型治療”和和“調(diào)強治療調(diào)強治療”技術(shù)，以技術(shù)，以達到精確治療目的達到精確治療目的 a自動 b手動電子射線模式及輸出特性電子射線模式及輸出特性 在選定電子射線治療模式時，加速器會自動將在選定電子射線治療模式時，加速器會自動將“X線靶線靶”移開，把移開，把“窗窗”

37、對準電子束，電子射線直接從對準電子束，電子射線直接從“窗孔窗孔”引引出，但這時引出的電子束是窄束射線，束流直徑只有出，但這時引出的電子束是窄束射線，束流直徑只有3mm左右，不能滿足臨床治療要求，這時，必須讓窄束左右，不能滿足臨床治療要求，這時，必須讓窄束射線展開成為散射狀束流。射線展開成為散射狀束流。 當選定電子射線治療模式時，加速器會自動將均整塊移開，當選定電子射線治療模式時，加速器會自動將均整塊移開，并將與電子束能量相適應的金屬并將與電子束能量相適應的金屬“散射箔散射箔”移到窗口的下移到窗口的下面，經(jīng)過散射箔的散射以后，電子射線束就成為散射狀束面，經(jīng)過散射箔的散射以后，電子射線束就成為散射

38、狀束流。然后經(jīng)過電離室檢測、次級準直器和電子束限光筒的流。然后經(jīng)過電離室檢測、次級準直器和電子束限光筒的準直限束，最后到達病變部位。由于最后輸出的電子射線準直限束，最后到達病變部位。由于最后輸出的電子射線仍然易于散射，因此，電子束限光筒做得比較長，讓輸出仍然易于散射，因此，電子束限光筒做得比較長，讓輸出端口直接貼近患者皮膚，以減少周圍組織的射線受量，最端口直接貼近患者皮膚，以減少周圍組織的射線受量，最大限度地保護正常組織。大限度地保護正常組織。不同能量的電子射線百分深度劑量曲線不同能量的電子射線百分深度劑量曲線電子射線不但皮膚受量較大，而電子射線不但皮膚受量較大，而且具有一定的且具有一定的“射

39、程射程”，能量越，能量越高，射程越深，而射程后面的深高，射程越深，而射程后面的深部組織基本受不到射線照射，這部組織基本受不到射線照射，這是電子射線最重要的劑量學特征。是電子射線最重要的劑量學特征。高能電子射線射程之外，有很小高能電子射線射程之外，有很小一段彎曲的深度劑量曲線，這是一段彎曲的深度劑量曲線，這是由于電子束穿過散射箔時，總要由于電子束穿過散射箔時，總要產(chǎn)生少量的產(chǎn)生少量的X射線造成的，通常射線造成的，通常稱之為稱之為X線污染。因此，在選用線污染。因此，在選用較高能量的電子射線治療較深部較高能量的電子射線治療較深部位的病變時，位的病變時，X線污染不能忽略線污染不能忽略不計，而是應該給予

40、必要的考慮。不計，而是應該給予必要的考慮。 配套設備配套設備 機房的設計與建設機房的設計與建設 激光定位系統(tǒng)激光定位系統(tǒng) 模擬定位系統(tǒng)模擬定位系統(tǒng) 治療計劃系統(tǒng)治療計劃系統(tǒng) 擋鉗制作設備擋鉗制作設備 體位固定設備體位固定設備 治療驗證與劑量檢測設備治療驗證與劑量檢測設備 治療計劃系統(tǒng)治療計劃系統(tǒng) 模擬定位機的基本結(jié)構(gòu)模擬定位機的基本結(jié)構(gòu) X射線管射線管(俗稱球管俗稱球管) 高低電壓發(fā)生器高低電壓發(fā)生器 影像增強器影像增強器 可上下移動和等中心旋轉(zhuǎn)的機架可上下移動和等中心旋轉(zhuǎn)的機架 可作可作360旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)的X線機頭線機頭 機頭內(nèi)設有準直器和射野機頭內(nèi)設有準直器和射野“井井”型界定線型界定線 模

41、擬床跟加速器治療床的結(jié)構(gòu)原理完全一樣，能做上下左模擬床跟加速器治療床的結(jié)構(gòu)原理完全一樣，能做上下左右和前后三個方向的運動，并能做等中心旋轉(zhuǎn)；右和前后三個方向的運動，并能做等中心旋轉(zhuǎn)； 影像增強器也能做三維方向的移動，以方便成像定位。影像增強器也能做三維方向的移動，以方便成像定位。 控制操作系統(tǒng)、激光定位燈系統(tǒng)等控制操作系統(tǒng)、激光定位燈系統(tǒng)等 工作原理工作原理模擬定位機除了具有透視和拍照功能之外，還具有模擬加速器相關(guān)機械參數(shù)的功能。當對模擬定位機除了具有透視和拍照功能之外，還具有模擬加速器相關(guān)機械參數(shù)的功能。當對患者實施模擬定位時，先將患者扶到模擬床上躺下，并粗調(diào)機架高度和治療床的前后左右患者實

42、施模擬定位時，先將患者扶到模擬床上躺下，并粗調(diào)機架高度和治療床的前后左右及上下位置，使需要治療的病變部位大概處于等中心處。然后，工作人員退出機房，并關(guān)及上下位置，使需要治療的病變部位大概處于等中心處。然后，工作人員退出機房，并關(guān)好防護門。在控制室內(nèi)，一邊透視，一邊遙控旋轉(zhuǎn)并調(diào)整機架、機頭的角度和準直器等相好防護門。在控制室內(nèi)，一邊透視，一邊遙控旋轉(zhuǎn)并調(diào)整機架、機頭的角度和準直器等相關(guān)機械運動部件的位置，使需要放射治療的部位正好處在射野關(guān)機械運動部件的位置，使需要放射治療的部位正好處在射野“井井”型界定線中間，如果型界定線中間，如果需要，可在患者身體表面放置一根與需要放射治療的部位相似形狀的鉛絲

43、，然后繼續(xù)透視需要，可在患者身體表面放置一根與需要放射治療的部位相似形狀的鉛絲，然后繼續(xù)透視調(diào)整，直到需治療部位正好處在射野調(diào)整，直到需治療部位正好處在射野“井井”型界定線與鉛絲圍成的區(qū)域為止。這時，模擬型界定線與鉛絲圍成的區(qū)域為止。這時，模擬定位機的機架角度、機頭角度和射野定位機的機架角度、機頭角度和射野“井井”型界定線的位置，就是在加速器上進行放射治型界定線的位置，就是在加速器上進行放射治療時的機架角、機頭角和準直器的開野位置，而鉛絲形狀就是需要制作鉛擋塊的邊緣形狀。療時的機架角、機頭角和準直器的開野位置，而鉛絲形狀就是需要制作鉛擋塊的邊緣形狀。模擬定位結(jié)束后，要在患者身體表面的射野模擬定

44、位結(jié)束后，要在患者身體表面的射野“井井”型界定線與鉛絲圍成的區(qū)域上，用專門型界定線與鉛絲圍成的區(qū)域上，用專門的劃痕液或劃痕筆畫出邊界線。這樣，患者的照射區(qū)域和加速器的相關(guān)機械參數(shù)就可以確的劃痕液或劃痕筆畫出邊界線。這樣，患者的照射區(qū)域和加速器的相關(guān)機械參數(shù)就可以確定下來。定下來。模擬機室也要設置與加速器室一樣的激光定位燈，用來確定模擬空間的等中心位置。這樣，模擬機室也要設置與加速器室一樣的激光定位燈，用來確定模擬空間的等中心位置。這樣，才能保證通過模擬機制定的治療計劃可以在加速器上得以實現(xiàn)。才能保證通過模擬機制定的治療計劃可以在加速器上得以實現(xiàn)。 CT模擬機與模擬機模擬機與模擬機CT CT模擬

45、機模擬機CT模擬機其實是在模擬機其實是在CT掃描機的基礎上，通過增加一套激光射野模擬掃描機的基礎上，通過增加一套激光射野模擬器和一套虛擬模擬工作站而構(gòu)成的虛擬模擬定位系統(tǒng)。器和一套虛擬模擬工作站而構(gòu)成的虛擬模擬定位系統(tǒng)。CT掃描機可以是一臺常規(guī)螺旋掃描機可以是一臺常規(guī)螺旋CT機，但由于常規(guī)機，但由于常規(guī)CT機的床面呈下凹機的床面呈下凹弧形，而加速器的床面是平板形，為了使患者在虛擬模擬定位與實際弧形，而加速器的床面是平板形，為了使患者在虛擬模擬定位與實際放射治療時的體位保持一致，必須將放射治療時的體位保持一致，必須將CT機的床面改用平板形，材料機的床面改用平板形，材料為碳纖維面板，以減少由于散射

46、可能對為碳纖維面板，以減少由于散射可能對CT圖像的干擾；圖像的干擾；激光射野模擬器由激光射野模擬器由3只可以移動的激光定位燈和一臺安裝專用軟件的只可以移動的激光定位燈和一臺安裝專用軟件的電腦構(gòu)成，一般是安裝在電腦構(gòu)成，一般是安裝在CT機房的患者掃描入口處的適當部位，其機房的患者掃描入口處的適當部位，其作用除了可以指示機械等中心之外，還增加了指示射野投影位置的功作用除了可以指示機械等中心之外，還增加了指示射野投影位置的功能；能；虛擬模擬工作站裝有一套可以進行虛擬模擬工作站裝有一套可以進行CT圖像的三維重建、立體顯示及圖像的三維重建、立體顯示及射野模擬功能的軟件，這種軟件可以獨立使用，也可以融人三

47、維治療射野模擬功能的軟件，這種軟件可以獨立使用，也可以融人三維治療計劃系統(tǒng)當中，但這種計劃系統(tǒng)必須能與激光射野模擬器的計算機部計劃系統(tǒng)當中，但這種計劃系統(tǒng)必須能與激光射野模擬器的計算機部分進行數(shù)據(jù)交換，使重建的三維圖像與模擬過程始終處于同一個患者分進行數(shù)據(jù)交換，使重建的三維圖像與模擬過程始終處于同一個患者坐標系，以保證虛擬模擬定位所確定的靶區(qū)能夠處于加速器的機械等坐標系，以保證虛擬模擬定位所確定的靶區(qū)能夠處于加速器的機械等中心位置。中心位置。模擬機模擬機CT 模擬機模擬機CT是在常規(guī)模擬定位機的基礎上，將準直是在常規(guī)模擬定位機的基礎上，將準直器沿患者橫向開成一條縫隙，在原來的影像增強器沿患者橫

48、向開成一條縫隙，在原來的影像增強器表面處放置上百個器表面處放置上百個X射線探測器，在球管出束射線探測器，在球管出束的同時，讓機架旋轉(zhuǎn)的同時，讓機架旋轉(zhuǎn)360將采集到的患者斷面掃將采集到的患者斷面掃描信息資料進行反向處理，產(chǎn)生類似描信息資料進行反向處理，產(chǎn)生類似CT斷層掃描斷層掃描的圖像。但由于模擬定位機機架的旋轉(zhuǎn)速度不能的圖像。但由于模擬定位機機架的旋轉(zhuǎn)速度不能太快，需要掃描的時間比較長，球管至射線探測太快，需要掃描的時間比較長，球管至射線探測器的距離較遠等原因，使得成像質(zhì)量不夠理想，器的距離較遠等原因，使得成像質(zhì)量不夠理想，三維圖像重建質(zhì)量比較差。三維圖像重建質(zhì)量比較差。 模擬機模擬機CT技

49、術(shù)還不夠成熟，目前臨床上還難以推技術(shù)還不夠成熟，目前臨床上還難以推廣應用。廣應用。第九節(jié)第九節(jié) 射野擋鉛制作設備射野擋鉛制作設備 體位固定的臨床意義體位固定的臨床意義在放射治療技術(shù)中，患者體位的固定技術(shù)是一個非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。因為在放射治療技術(shù)中，患者體位的固定技術(shù)是一個非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。因為放射治療技術(shù)是一種放射治療技術(shù)是一種“非接觸式非接觸式”治療手段。治療手段。在治療過程中，患者體內(nèi)的腫瘤或病變組織是看不見，摸不著的，加速器等在治療過程中，患者體內(nèi)的腫瘤或病變組織是看不見，摸不著的，加速器等各類放射源輸出的射線也是看不見，摸不著的。所以，如何保證射線束能夠各類放射源輸出的射線也是看不

50、見，摸不著的。所以，如何保證射線束能夠準確地照射到靶體積上，除了加速器等射線裝置本身的射線束控制精度與等準確地照射到靶體積上，除了加速器等射線裝置本身的射線束控制精度與等中心機械精度要得到保證之外，更重要的一條就是如何保證患者在放射治療中心機械精度要得到保證之外，更重要的一條就是如何保證患者在放射治療時的擺位精度和多次治療時的重復精度。時的擺位精度和多次治療時的重復精度。如果擺位錯誤或者位置不準確，不但靶體積會因為受不到射線的照射而得不如果擺位錯誤或者位置不準確，不但靶體積會因為受不到射線的照射而得不到有效治療，而且，正常組織甚至重要器官會由于意外照射而受到傷害，這到有效治療，而且，正常組織甚至重要器官會由于意外照射而受到傷害，這樣的話，治療效果就會大打折扣，甚至適得其反，這是我