外照射放射治療設備課件

1、第三講外照射放射治療設備余 健 外照射的放療設備X射線束與X射線機射線束與射線單位60CO遠距離治療機模擬定位機與CT模擬定位機粒子加速器總論直線加速器詳解本科室的直線加速器詳細講解直線加速器常見的故障和處理方法安全防護 X射線束與X射線機能量范圍：臨床使用的X線束典型能量范圍：10kvp50MV之間，由動能為10keV50MeV的電子打靶產生。原理：1.電子打靶大部份在靶內轉換為熱能。 2.特征輻射和韌致輻射X射線特征輻射概念回顧：由入射電子與靶材料的原子軌道電子間的相互庫倫作用產生（碰撞損失） 電子殼層躍遷發(fā)射的光子能譜是不連續(xù)的，能量由發(fā)生躍遷的特定靶原子決定，因而稱為特征輻射韌致輻射（

2、連續(xù)譜）X線概念回顧：韌致輻射X線由入射電子與靶材料的原子核之間的相互庫倫作用產生。入射電子減速以韌致輻射光子損失一部分動能。能譜：韌致輻射可能產生的光子能譜范圍為0到入射電子動能，形成連續(xù)的輻射能譜。臨床X射線束臨床用X射線譜是由連續(xù)的軔致輻射光譜上疊加靶材料的線狀特征輻射光譜組成。軔致輻射光譜由X線靶產生，特征輻射能譜則與靶和射線路徑上的衰減材料有關。e.g：100kev的電子打擊鎢靶產生的X射線中，大約有20%是特征輻射光子，80%是軔致輻射光子。X射線質的描述描述參數：光子束的光譜半價層（half-value layer，HVL）標稱加速電位（nominal accelerating

3、potential，NAP）射線束在組織等效介質里的穿透能力X射線光譜是最能準確描述射束質的，但它非常難測量。半價層（HVL），用于描述淺層x射線和深部x射線能級的射線質。標稱加速電位（NAP），描述兆伏級x射線束的質?？梢酝ㄟ^測量標稱源軸距（SAD）100cm時，10*10cm射野中深度為10cm和20cm處的電離比來確定。目前劑量學規(guī)范建議用水模體中10cm處的組織體模比或百分深度劑量（PDD）來表示兆伏級射線束的有效能量放射治療用的X射線機放療用的淺層和深部X射線均由X線機產生X線管（coolidge氏管）內產生x射線束的電子由加熱燈絲（陰極）產生，并由高壓發(fā)生器提供的直流靜電場對其真空

4、中向靶（陽極）方向進行加速。淺層和深部X線范圍的X線生產效率僅為1%或更少。絕大部分電子線動能沉積在靶內（=99%）并轉化為熱量。靶材料必須具有高原子序數與高熔點射線束和射線單位射線放射源是人造放射性同位素組成遠距離治療機組成部件：放射性輻射源（包括射線準直器和容源器）等中心旋轉的機架與支座患者治療床面機器控制臺 遠距離治療輻射源圓柱型放射源的直徑通常為1-2cm輻射源的直徑越小，其物理半影越小。60Co源的放射性活度一般在5000至10000Ci，在距源80cm處可提供100-200cGy/min的劑量率。60Co核素以5.26年半衰期衰變?yōu)?0Ni并釋放最大能量為320kev的線和能量為1

5、.17Mev及1.33Mev的兩種射線。常用的輻射源包括：60Co，Cs-137等60Co治療機放射源治療頭內容納鈷源，由屏蔽鉛的不銹鋼外殼和源驅動機構組成。放射源位移有兩種方式：抽屜式和旋轉式靶區(qū)處方劑量由兩個計時器控制執(zhí)行：主計時器和輔助計時器。幾何半影鈷-60治療機的半影 半影指的是在照射野邊緣，隨著距射線束中心軸距離的增加，劑量迅速變化的區(qū)域。半影通常定義為在照射野的邊緣，劑量分別為射線束中心軸劑量80%和20%的兩點之間的寬度。 按照半影的不同成因，半影可分為散射半影、穿射半影和幾何半影。模擬定位機與CT模擬定位機靶區(qū)定位和射野設計的主要步驟為：病人資料獲取確定靶區(qū)與鄰近器官的位置信

6、息定義和標記病人坐標系統(tǒng)設計治療照射野將數據傳輸至治療計劃系統(tǒng)生成用于治療驗證的影像現在模擬定位機可提供以下功能腫瘤與相鄰正常組織定位治療模擬治療計劃驗證治療監(jiān)控CT模擬定位機平面治療床：它使得患者在模擬定位時的體位與在兆伏級治療機的體位可以保持一致。激光標示系統(tǒng)：有兩種類型包括，安裝在旋轉機架上的激光燈和一套由一支安裝在墻上可沿患者頭腳方向運動的移動激光燈和兩支固定的橫向激光燈組成的系統(tǒng)。虛擬模擬機：由一套軟件系統(tǒng)組成。用軟件可以使用數字重建放射照片進行治療模擬。粒子加速器包括：電子直線加速器、電子回旋加速器、電子感應加速器、回旋加速器。粒子進行加速的基本條件：被加速的粒子必須帶電在粒子加速

7、路徑上必須有電場直線加速器醫(yī)用直加屬于循環(huán)式加速器，能量范圍為4-25Mev。利用脈沖式微波波段的射頻電場加速電子?，F代高能直加提供兩檔光子（如6和18MV） 及多檔電子能量（如6，9，12，16和22Mev）直線加速器的結構注入系統(tǒng)（電子槍）射頻功率發(fā)生系統(tǒng)加速波導管微波功率傳輸輔助系統(tǒng)電子束流輸運治療機頭整機工作原理當電控系統(tǒng)發(fā)出高壓啟動指令和同步觸發(fā)脈沖后，調制器開始諧振充放電，產生12kv、4us的高壓脈沖。該高壓脈沖經過脈沖變壓器升壓饋送到磁控管，磁控管產生2.6MW的微波功率經波導傳輸系統(tǒng)饋送到加速管，并在加速管中建立高梯度的駐波加速場在磁控管被觸發(fā)的同時，電子槍電源也被同步觸發(fā)。

8、從電子槍發(fā)射出的同步電子束注入到加速管中后被微波場不斷加速。在加速管末端，電子束被加速到6MV左右并直接轟擊鎢靶產生X射線。真空泵電源一方面推動鈦泵維持加速管內的高真空，另一方面監(jiān)測加速管內的真空度。當管內的真空度變壞時就向操作臺發(fā)出真空故障信號。AFC微波鑒相裝置向主控系統(tǒng)提供了微波頻率誤差信號，根據這一信號的大小和正負主控系統(tǒng)向AFC調諧機構發(fā)出驅動信號以保證微波系統(tǒng)工作在加速管諧振頻率。溫控機組向磁控管，微波傳輸元件、加速管、X線靶提供冷卻水，以保證系統(tǒng)工作的恒溫要求。現代電子直線加速器的結構直線加速器的詳細結構概述操作臺（顯示器、鍵盤、操作盒、TV顯示器）操作盒（低壓及高壓鑰匙開關、照

9、射鍵、停止鍵、故障復位鍵、頻率調諧控制鍵、調諧機構位置頭表、及紅色緊急鍵）主控柜（控制電源、STD工業(yè)控制計算機系統(tǒng)、主控系統(tǒng)的硬件電路、微波鑒相取樣組件）調制器機柜：高壓脈沖調制器是磁控管和電子槍的高壓脈沖電源。溫控機組：是穩(wěn)定加速器冷卻水循環(huán)的設備，可制冷或加熱水溫。機架組件：加速管、真空泵、電子槍燈絲電源、高壓脈沖變壓器、磁控管、調諧器操作臺及操作盒結構主控柜溫控機組機架組件BJ-6B直加的緊急措施輻照治療不能停止動力電故障發(fā)現火情及煙霧緊急關機電路工作失敗超劑量輻照氣壓過壓報警溫控故障報警真空度故障報警輻照治療不能停止立即按停止鍵，關高壓仍不停，按紅色開關還不停，關閉低壓迅速撤離患者維

10、修并記錄已照射劑量動力電故障遇停電情況撤離患者記錄已接受的輻射劑量 發(fā)現火情及煙霧迅速記錄累計照射劑量按緊急開關，切斷大閘刀撤離患者所有人員撤離不要試圖開機通知維修或消防氣壓過壓報警：立即逆時針松開充氣組件放氣閥門，聽到放氣聲后擰緊氣瓶開關。正常氣壓范圍在0.15MPa0.18MPa水流故障報警：關閉低壓開關，通知維修。若準直器處滴水，關閉電閘。真空度故障報警：立即關閉設備間調制器機柜內的電子槍電源空氣開關關斷，或直接按緊急開關安全防護X線輻射電磁波干擾微波輻射電擊電導致的火災高溫表面氟利昂產生的毒性機械碰撞附件墜落塑料部件的損壞病人從治療床上墜落床公轉無制動患者從治療床上墜落旋轉機架時，保持病人的監(jiān)視上治療床前，鎖床治療床承受的最大重量為135公斤，嚴禁任何人站立或坐于治療床兩端調節(jié)治療床避免快啟快停避免機架碰到患者插鉛