第四章常用放射治疗设备

四、钴治疗机的半影类型
❖ 1.几何半影 钴源有一定尺寸，产生几何半影。
❖ 2.穿射半影 由于准直器端面与边缘线束不平行，产生穿 射半影，使用球面聚焦式准直器原则上可以 消除穿射半影
❖ 3.散射半影 主要由于组织中的散射线和次级射线造成。
五、60Coγ射线的优缺点
❖ （一）优点 与千伏级深部X射线相比较， 1.穿透力强，百分深度量高，布野方便； 2.保护皮肤； 3.骨和软组织吸收相似； 4.旁向散射小； 5.等剂量曲线较为平坦。
❖ ③具有开关功能的遮线器装置； 遮线器是截断钴源γ射线的装置。处于开位时， 射线束按一定方向射出，关闭时，仅有极少 部分射线漏出。
❖ ④具有定向限束功能的准直器；
是一个由吸收射线的材料组合的束流控 制部件，作用是限制束流轮廓，控制照射野 的大小。护委员会的推荐，准直器的 漏射剂量不得超过有用照射剂量的5%。实际 大部分不超过1%。。
准直器设计成一级和二级准直器，一级 不能调节，二级现采用复式可调式，能减少 几何半影。
❖ ⑤支持机头的治疗机架； ❖ ⑥平衡锤； ❖ ⑦治疗床； ❖ ⑧计时器及运动控制系统； ❖ ⑨辐射安全及连锁系统。
三、钴治疗机的种类
❖ 有直立式和旋转式两种。 ❖ 直立式机头能上下运动，旋转式机头不能升
降，只能360°旋转，做等中心治疗。 ❖ 钴机的改进： ❖ 1.增加源轴距； ❖ 2.提高源活度； ❖ 3.控制计算机化。
影像检测器分为三类：荧光影像系统、液体 电离室系统、固体探测器系统。 ❖ （2）辅助计算机工作站
❖ 3.端口影像系统的临床应用 （1）治疗摆位验证 （2）剂量验证
❖ 4.端口影像系统的缺陷
❖ （五）新的放疗体位和器官移动监察设备 ❖ 1.导轨CT-加速器系统； ❖ 2.机载千伏X射线影像系统；CBCT ❖ 3.固定于治疗室内的影像系统 ❖ 4.滑环旋转治疗系统
七、钴源的更换
❖ 钴源不断衰变，放射活度减少，治疗时间延 长，需更换新的钴源。
❖ 更换钴源后需进行一系列剂量学测量，才可 交付临床使用。
八、60Co 远距离治疗机的合理应用
❖ 要达到多收治病人的社会效益，又能做 到少投资早收回资金的经济效益。同时要考 虑医务工作人员的安全保健。
九、60Co远距离治疗机主要技术指标
❖ （2）阴极：由灯丝、聚焦极和金属罩组成。 一般用钨作灯丝。
❖ （3）阳极（靶）：由粗大的铜棒和较小的钨 靶组成。钨原子序数大，作靶合适，铜散热 快，能及时散发靶面产生的大量热量。
❖ 2.高压（加速电场）发生器 X射线机的阳极有几百Kv的高压作为电子加 速场。调节电压可改变X射线质。
❖ 3.控制系统 包括一系列开关和仪表。
❖ 常用近距离粒子治疗核素有Ra、Ir、Co、Cs、 Au、I、Cf,近来有Am、Yb、Sm、Pd等。
第五节 立体定向照射设备
一、治疗实施系统 1.γ刀装置 2.X射线立体定向照射系统；X刀
二、立体定向系统 包括影像定位框架和治疗摆位框架。
三、治疗计划系统
第六节 模拟定位设备
一、普通模拟定位机 ❖ （一）模拟机的工作原理 ❖ 模拟机是模仿加速器或钴机改造的X射线机。 ❖ （二）对模拟机的技术要求 ❖ 1.提供有关信息 ❖ 2.提供方便快捷的操作 ❖ 3.模拟机要有相关安全保护联锁装置 ❖ 4.模拟机要有相应的数字显示数据
六、医用直线加速器的危险性
❖ 1.辐射危险 ❖ 2.电的危险 ❖ 3.热的危险 ❖ 4.其他危险
第四节 远距离控制的近距离治疗机
❖ 近距离治疗是放射治疗的主要手段之一。 ❖ 优点:辐射能量绝大部分被肿瘤组织吸收，正
常组织和周围敏感器官很少受到照射。
后装治疗技术是将施源器预先放入肿瘤 相应部位或插植到肿瘤内，通过治疗计划系 统设计剂量分布方案，再将放射源遥控放入 施源器内对肿瘤进行照射的一种方法。
❖ （二）动态楔形过滤系统
❖ （三）多叶准直器 ❖ 1.MLC的工作原理
通过手动或计算机自动控制每个叶片的单独 运动，达到射野动态或静态成形的目的。
❖ 2.MLC的基本结构
❖ 3.多叶准直器的控制
❖ 4.MLC的漏射线和半影
❖ 5.MLC的安装位置
❖ 6.MLC的临床应用
（1）MLC代替铅挡块；常规放疗中的射野挡块有许 多缺点：①挡块制作费时费力，且在加工过程对身 体有毒害；②挡块比较重，摆位效率低，操作不方 便。
第二章 常用放射治疗设备
第一节 X射线治疗机
❖ 一、X射线机的一般结构 ❖ （一）产生X射线的基本条件：
1.电子源；2.真空盒；3.加速电场；4.靶。 ❖ （二）X射线机主要组成部分：
球管、机架、治疗床、高压发生器、整流电 路和循环冷却装置，核心是球管。
❖ 1.X射线球管
❖ （1）是一真空玻璃管，高度真空，内含阴极 灯丝和阳极靶。真空目的是避免高速阴极电 子到达阳极靶之前损失能量，并保护灯丝。
❖ （二）驻波加速原理
❖ 驻波加速器因为利用了行波的放射波，所以 加速电子的效率高，能耗小。且微波电场强 度高，可使电子在更短的距离内获得预定能 量。但制造工艺复杂，成本高。
❖ 电子的加速过程 分为三个阶段：
1.注入0.45倍光速的电子； 2.电子稳定加速，速度和能量不断提升； 3.电子接近光速时，不再加速，质量增加。
❖ （三）电子枪 电子枪为医用电子直线加速器提供被加速的 电子。是加速器的核心部件之一。
❖ （四）稳频、温控及充气系统 ❖ （五）真空系统 ❖ （六）射线束引出系统 1.射线束偏转引出，使用偏转磁铁，用于行波
加速器。 2.射线束直接引出，用于低能驻波加速器。
❖ （七）机械系统
包括辐射头、机架、治疗床、光距尺、治疗 附件。
三、医用电子直线加速器的结构
❖ （一）加速管 加速管是医用直线加速器的核心部分，电子 在加速管内通过微波电场加速。
❖ （二）微波系统 包括高功率微波源及微波的传输系统。 微波源提供加速管建立加速场所需的射频功 率。一般有磁控管或速调管。
❖ 磁控管与速调管的区别
磁控管体积小，重量轻，功率较小；速调管 功率大，工作稳定，寿命长，体积大，对电 源要求高。
对千居里级钴治疗机，要达到这种目标， 需衰减到10或近似于20个半价层。
防护材料一般用铅、钨、铀及其合金。
衰减到1.5×106 所需材料的厚度
材 料 密度（g/cm） HVL（cm） 厚度（cm）
铅
11.4
1.27
26.0
钨
16.7
1.0
20.5
合金
18.0
0.9
18.5
铀
18.7
0.66
13.5
（2）实现适形放疗；采用计算机后，旋转照射时， 可用MLC调节射野形状，使其与靶区形状一致。
（3）利用计算机控制叶片运动，实现调强治疗。
❖ 7.临床应用MLC的优势 ❖ 8.MLC叶片位置的验证
❖ （四）电子端口影像系统（EPID） ❖ 1.概况 ❖ EPID是当用辐射束照射靶区时，由电子或非
电子器件获取端口影像的系统。 ❖ 2.端口影像系统结构及工作原理 ❖ （1）影像检测装置
❖ （二）缺点 ❖ 1.几何半影大； ❖ 2.剂量曲线不能调节，出射量高； ❖ 3.半衰期短； ❖ 4.相对生物效应低； ❖ 5.防护要求高； ❖ 6.属低LET射线
六 钴机定位灯光野与照射野的关系
❖ 因60Co存在三种半影，所以在灯光野内有 100%～50%剂量，灯光野外也有50%至近似 0%剂量。
能越好.
第二节 远距离钴治疗机
❖ 钴治疗机是一种常规放射治疗设备，主要 分布于地市级以下医疗单位，80%为国产 机。50年代后开始出现，它的出现，使肿 瘤放疗的5年生存率提高了一倍。价格便 宜，维修方便。
一、 源的产生与衰变
❖ 60Co 源是一种放射性同位素，它的半衰期为 5.26年，每月衰变约1%，钴的照射量率常 数为13.1R·cm/mCi·h,它的γ射线能量有 1.17MeV和1.33MeV两种，平均能量为 1.25MeV，它的衰变最终产物是镍-60的稳 定同位素。为便于临床剂量计算，建议使 用距源1米处每分钟或每小时的照射量表示 治疗机钴源的活度。
二、钴治疗机的一般结构
❖ 钴治疗机由以下部分组成： ❖ ①密封的钴放射源；外照射钴源很小，由
1mm×1mm的柱状源集合在一个不锈钢圆筒 形源套内，源套直径约10～20mm、高20～ 25mm.
②源容器及防护机头；
根据国际放射防护委员会的推荐，当钴 源处于关闭位置时，距钴源各方向1米处的平 均照射剂量均应小于2mR/h,在此距离处不应 有超过10mR/h的地方。
❖ 半值层（HVL） ❖ 是使射线的强度减小一般所需的某一种吸收
物质的厚度。常用铜和铝的厚度mm表示。 ❖ 过滤板注意事项 ❖ 1.不同能量的X射线，选用不同材料和厚度的
过滤板。 ❖ 2.同一管电压的X射线，过滤板不同，X线半
价层也不同。 ❖ 3.使用复合过滤板要注意次序，不能插反。 ❖ 4.过滤板材料的原子序数越大、越厚过滤性
❖ 一、HDR后装治疗设备的组成 ❖ 1.HDR治疗机 ❖ 2.施源器 ❖ 3.治疗计划系统 ❖ 4.附加安全设备
❖ 二、现代后装机具有的优点 ❖ 1.单一高强度铱-192微型源 ❖ 2.计算机化 ❖ 3.多功能 ❖ 4.安全性高
二、近距离治疗常用核素
❖ 核素粒子必须满足： ①在组织中要有足够的穿透力； ②易于放射防护； ③半衰期不宜过长； ④易于制成微型源。
❖ 模拟定位机的功能实施
❖ 1.为医师和计划设计者提供有关肿瘤和重要 器官的影像信息；
❖ 2.用于治疗方案的验证和模拟
❖ 2.模拟定位前的准备工作 ❖ 3.操作模拟机的基本方法
二、CT模拟定位机
1.专用CT扫描机
2.激光定位仪
3.三维模拟软件