第三講外照射放射治療設(shè)備

第三講外照射放射治療設(shè)備第一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一外照射的放療設(shè)備X射線束與X射線機(jī)γ射線束與γ射線單位60CO遠(yuǎn)距離治療機(jī)模擬定位機(jī)與CT模擬定位機(jī)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(xì)講解直線加速器常見的故障和處理方法安全防護(hù)第二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一

X射線束與X射線機(jī)

能量范圍：臨床使用的X線束典型能量范圍：10kvp—50MV之間，由動能為10keV—50MeV的電子打靶產(chǎn)生。原理：1.電子打靶大部份在靶內(nèi)轉(zhuǎn)換為熱能。

2.特征輻射和韌致輻射X射線第三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一特征輻射概念回顧：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(chǎn)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，因而稱為特征輻射第四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一韌致輻射（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(chǎn)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(chǎn)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。第五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一臨床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(chǎn)生，特征輻射能譜則與靶和射線路徑上的衰減材料有關(guān)。e.g：100kev的電子打擊鎢靶產(chǎn)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。第六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一X射線質(zhì)的描述描述參數(shù)：光子束的光譜半價層（half-valuelayer，HVL）標(biāo)稱加速電位（nominalacceleratingpotential，NAP）射線束在組織等效介質(zhì)里的穿透能力第七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一X射線光譜是最能準(zhǔn)確描述射束質(zhì)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(zhì)。標(biāo)稱加速電位（NAP），描述兆伏級x射線束的質(zhì)。可以通過測量標(biāo)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(xué)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第八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一放射治療用的X射線機(jī)放療用的淺層和深部X射線均由X線機(jī)產(chǎn)生X線管（coolidge氏管）內(nèi)產(chǎn)生x射線束的電子由加熱燈絲（陰極）產(chǎn)生，并由高壓發(fā)生器提供的直流靜電場對其真空中向靶（陽極）方向進(jìn)行加速。淺層和深部X線范圍的X線生產(chǎn)效率僅為1%或更少。絕大部分電子線動能沉積在靶內(nèi)（=99%）并轉(zhuǎn)化為熱量。靶材料必須具有高原子序數(shù)與高熔點(diǎn)第九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一γ射線束和γ射線單位γ射線放射源是人造放射性同位素組成遠(yuǎn)距離治療機(jī)組成部件：放射性輻射源（包括射線準(zhǔn)直器和容源器）等中心旋轉(zhuǎn)的機(jī)架與支座患者治療床面機(jī)器控制臺

第十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一遠(yuǎn)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β線和能量為1.17Mev及1.33Mev的兩種γ射線。常用的輻射源包括：60Co，Cs-137等第十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一60Co治療機(jī)放射源治療頭內(nèi)容納鈷源，由屏蔽鉛的不銹鋼外殼和源驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成。放射源位移有兩種方式：抽屜式和旋轉(zhuǎn)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。幾何半影第十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一鈷-60治療機(jī)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(diǎn)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。第十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一模擬定位機(jī)與CT模擬定位機(jī)靶區(qū)定位和射野設(shè)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息定義和標(biāo)記病人坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計治療照射野將數(shù)據(jù)傳輸至治療計劃系統(tǒng)生成用于治療驗(yàn)證的影像第十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一現(xiàn)在模擬定位機(jī)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(yàn)證治療監(jiān)控第十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一CT模擬定位機(jī)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(jī)的體位可以保持一致。激光標(biāo)示系統(tǒng)：有兩種類型包括，安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)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(yùn)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(jī)：由一套軟件系統(tǒng)組成。用軟件可以使用數(shù)字重建放射照片進(jìn)行治療模擬。第十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一粒子加速器包括：電子直線加速器、電子回旋加速器、電子感應(yīng)加速器、回旋加速器。粒子進(jìn)行加速的基本條件：被加速的粒子必須帶電在粒子加速路徑上必須有電場第十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一直線加速器醫(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。現(xiàn)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）第十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一直線加速器的結(jié)構(gòu)注入系統(tǒng)（電子槍）射頻功率發(fā)生系統(tǒng)加速波導(dǎo)管微波功率傳輸輔助系統(tǒng)電子束流輸運(yùn)治療機(jī)頭第十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一整機(jī)工作原理當(dāng)電控系統(tǒng)發(fā)出高壓啟動指令和同步觸發(fā)脈沖后，調(diào)制器開始諧振充放電，產(chǎn)生12kv、4us的高壓脈沖。該高壓脈沖經(jīng)過脈沖變壓器升壓饋送到磁控管，磁控管產(chǎn)生2.6MW的微波功率經(jīng)波導(dǎo)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)。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(chǎn)生X射線。第二十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一真空泵電源一方面推動鈦泵維持加速管內(nèi)的高真空，另一方面監(jiān)測加速管內(nèi)的真空度。當(dāng)管內(nèi)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(jù)這一信號的大小和正負(fù)主控系統(tǒng)向AFC調(diào)諧機(jī)構(gòu)發(fā)出驅(qū)動信號以保證微波系統(tǒng)工作在加速管諧振頻率。溫控機(jī)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。第二十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一現(xiàn)代電子直線加速器的結(jié)構(gòu)第二十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一第二十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一直線加速器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)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(guān)、照射鍵、停止鍵、故障復(fù)位鍵、頻率調(diào)諧控制鍵、調(diào)諧機(jī)構(gòu)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(jī)系統(tǒng)、主控系統(tǒng)的硬件電路、微波鑒相取樣組件）調(diào)制器機(jī)柜：高壓脈沖調(diào)制器是磁控管和電子槍的高壓脈沖電源。溫控機(jī)組：是穩(wěn)定加速器冷卻水循環(huán)的設(shè)備，可制冷或加熱水溫。機(jī)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(diào)諧器第二十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一操作臺及操作盒結(jié)構(gòu)第二十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一主控柜第二十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一第二十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一溫控機(jī)組第二十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一機(jī)架組件第二十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一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(xiàn)火情及煙霧緊急關(guān)機(jī)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第三十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一輻照治療不能停止立即按停止鍵，關(guān)高壓仍不停，按紅色開關(guān)還不停，關(guān)閉低壓迅速撤離患者維修并記錄已照射劑量第三十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一動力電故障遇停電情況撤離患者記錄已接受的輻射劑量

第三十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一發(fā)現(xiàn)火情及煙霧迅速記錄累計照射劑量按緊急開關(guān)，切斷大閘刀撤離患者所有人員撤離不要試圖開機(jī)通知維修或消防第三十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一氣壓過壓報警：立即逆時針?biāo)砷_充氣組件放氣閥門，聽到放氣聲后擰緊氣瓶開關(guān)。正常氣壓范圍在0.15MPa—0.18MPa水流故障報警：關(guān)閉低壓開關(guān)，通知維修。若準(zhǔn)直器處滴水，關(guān)閉電閘。真空度故障報警：立即關(guān)閉設(shè)備間調(diào)制器機(jī)柜內(nèi)的電子槍電源空氣開關(guān)關(guān)斷，或直接按緊急開關(guān)第三十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一安全防護(hù)X線輻射電磁波干擾微波輻射電擊電導(dǎo)致的火災(zāi)高溫表面氟利昂產(chǎn)生的毒性機(jī)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(zhuǎn)無制動第三十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期一患者從治療床上墜落旋轉(zhuǎn)機(jī)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(yán)禁任何人站立或坐于治療床兩端調(diào)節(jié)治療床避免快啟快停避免機(jī)架碰到患者插鉛治療時，