放射源与放射治疗机课件.ppt

1、放射源与放射放射源与放射治疗机治疗机（二）放射源种类（二）放射源种类 根据放射线的三种分类方法，放射治疗使用根据放射线的三种分类方法，放射治疗使用的放射源主要有三类：的放射源主要有三类：1、放出、放出、射线的放射性同位素；射线的放射性同位素；2、产生不同能量的、产生不同能量的X射线的射线的X射线治疗机射线治疗机和各类加速器；和各类加速器；3、产生电子束、质子束、中子束、负、产生电子束、质子束、中子束、负介介子束，以及其他重粒子束的各类加速器。子束，以及其他重粒子束的各类加速器。（三）常用射线特征（三）常用射线特征 放射治疗常用放射线为放射治疗常用放射线为X线、线、线和电子线。线和电子线。1X线

2、和线和线线 X线能量最高、范围最宽，可从紫外线直线能量最高、范围最宽，可从紫外线直到几十甚至几百兆电子伏特（到几十甚至几百兆电子伏特（MeV），其次是），其次是可见光、红外线、直到能量最低的无线电波。可见光、红外线、直到能量最低的无线电波。X线和线和线两者并无本质上的区别，只线两者并无本质上的区别，只是其在产生方式上不同。是其在产生方式上不同。从历史和习惯上，人们把由高压设备（从历史和习惯上，人们把由高压设备（如加速器，深层、中层和接触治疗机）人工如加速器，深层、中层和接触治疗机）人工产生的看不见的射线叫做产生的看不见的射线叫做X射线；而把放射射线；而把放射性同位素产生出来的射线就称为性同位素

3、产生出来的射线就称为线，如钴线，如钴-60治疗机、铯治疗机、铯-137、铱、铱-192后装治疗机产生后装治疗机产生的就是的就是线。线。2电子线电子线 电子是质量最小的带电粒子，与电子是质量最小的带电粒子，与X线线或或线不同，它是在电子加速器中被加线不同，它是在电子加速器中被加速到一定的高能时，被直接引出（电速到一定的高能时，被直接引出（电子束）用来治疗肿瘤。高能电子束可子束）用来治疗肿瘤。高能电子束可直接杀伤或电离细胞。直接杀伤或电离细胞。二、二、X X线治疗机线治疗机（一）、简介（一）、简介：自自1885年伦琴发现年伦琴发现X射线，到四、五十年射线，到四、五十年代代X线治疗机已处于全盛时期。

4、线治疗机已处于全盛时期。高速运动的电子在真空场中突然受到靶高速运动的电子在真空场中突然受到靶物体阻击而产生物体阻击而产生X射线，利用射线，利用X射线治疗肿瘤射线治疗肿瘤的的X线机则称为线机则称为X线治疗机。线治疗机。目前，在我国拥有放射治疗用目前，在我国拥有放射治疗用X线治疗机线治疗机还为数不少，主要用于一些浅层肿瘤及一些还为数不少，主要用于一些浅层肿瘤及一些淋巴结的需要修补加量。淋巴结的需要修补加量。产生产生X射线一般需要以下几个条件：射线一般需要以下几个条件：电子源；电子源；真空盒；真空盒；加速电场；加速电场；靶。靶。X线治疗机由球管、机架、治疗床、控制台、线治疗机由球管、机架、治疗床、控

5、制台、高压发生器及整流电路和循环冷却装置等组成，高压发生器及整流电路和循环冷却装置等组成，其核心部分是其核心部分是X线球管。线球管。（二）、结构与原理（二）、结构与原理球管球管 整个球管密封于玻璃壳中，由阳极（靶）和阴极（灯丝）组成；整个球管密封于玻璃壳中，由阳极（靶）和阴极（灯丝）组成；玻璃壳内须抽成真空玻璃壳内须抽成真空 。抽真空有两个目的：一是减少乃至消除电子在球管内加速过程抽真空有两个目的：一是减少乃至消除电子在球管内加速过程中与空气分子发生碰撞而损失能量；二是防止被加热到高温的灯丝在空中与空气分子发生碰撞而损失能量；二是防止被加热到高温的灯丝在空气中会很快氧化并熔断，从而提高球管的使

6、用寿命。气中会很快氧化并熔断，从而提高球管的使用寿命。球管的阴极由灯丝、聚焦极和金属罩组成。球管的阴极由灯丝、聚焦极和金属罩组成。灯丝经电流加热到高温后会有电子灯丝经电流加热到高温后会有电子“蒸发蒸发”出来，故它通常用出来，故它通常用钨钨(熔点熔点3370)做成。做成。灯丝旁的聚焦极起聚焦电子的作用。灯丝旁的聚焦极起聚焦电子的作用。阴极与阳极间加有由高压发生器产阴极与阳极间加有由高压发生器产生的高电压，其产生的电场用以加速电子。生的高电压，其产生的电场用以加速电子。从高压发生器输出的电压是正弦交流电，从高压发生器输出的电压是正弦交流电，需通过一个整流器将它改成直流电以保持需通过一个整流器将它改

7、成直流电以保持阴阳极间电场方向的恒定，否则反向加速阴阳极间电场方向的恒定，否则反向加速的电子会熔断灯丝并无法形成极间电流以的电子会熔断灯丝并无法形成极间电流以产生产生X线。线。阳极是在罩壳内固定于铜质底座前的钨靶，经电场加速后具有阳极是在罩壳内固定于铜质底座前的钨靶，经电场加速后具有相当动能的电子在靶上急剧减速而产生韧致辐射相当动能的电子在靶上急剧减速而产生韧致辐射X线。采用钨作为线。采用钨作为靶材料除了它熔点高外，更主要是因为它是高原子序数材料靶材料除了它熔点高外，更主要是因为它是高原子序数材料(Z74)。阳极角度：钨靶的表面一般与入射电子方向成阳极角度：钨靶的表面一般与入射电子方向成26一

8、一30度角，这度角，这是根据入射电子的能量和它所产生的是根据入射电子的能量和它所产生的X线的角分布关系为使治疗方线的角分布关系为使治疗方向上有最大输出而设计的。向上有最大输出而设计的。铜底座铜底座:由于加速电子能量的绝大部分由于加速电子能量的绝大部分(一一98)仍是通过碰撞以仍是通过碰撞以热量释放，球管工作时在靶上产生的约几千瓦的热量须通过后面热量释放，球管工作时在靶上产生的约几千瓦的热量须通过后面导热良好的铜底座传递出去。铜底座内含有供散热油循环的管道。导热良好的铜底座传递出去。铜底座内含有供散热油循环的管道。冷却叶片：整个球管浸在循环的冷却叶片：整个球管浸在循环的冷却油中。冷却油在外面的热

9、交换冷却油中。冷却油在外面的热交换器中与水循环交换热量，因此整个器中与水循环交换热量，因此整个X线球管通过油、水两组循环散发线球管通过油、水两组循环散发热量。热量。罩壳：阴极和阳极外的罩壳是为罩壳：阴极和阳极外的罩壳是为了防止电子束散到靶外了防止电子束散到靶外阳极铜底座 相对于诊断用的相对于诊断用的X X线球管而言，放射治疗所用线球管而言，放射治疗所用的的X X线球管的特点是线球管的特点是:1 1、瞬时功率小、瞬时功率小(约为前者的约为前者的l ll0)l0)；2 2、长时间平均功率大、长时间平均功率大(大概为前者的大概为前者的l0l00l0l00倍倍)；3 3、球管的焦点也较大，为、球管的焦

10、点也较大，为57mm57mm。（三）、（三）、X线治疗机的分类和特点线治疗机的分类和特点 按照管压的大小，当然也是根据临床治疗的深度不按照管压的大小，当然也是根据临床治疗的深度不同，同，X线治疗机的分类如下：线治疗机的分类如下：1接触接触X线：线：1560KkV，2mA左右，靶一皮肤距左右，靶一皮肤距离为离为210 cm；2浅表浅表X线：线：60100 KV，810mA，靶至皮肤距，靶至皮肤距离为离为1015cm；3常规常规X线：线：200 KV，20 mA左右。左右。X线治疗机的特点：线治疗机的特点：1管电压较高管电压较高 2管电流甚小管电流甚小 3X线质硬线质硬 4穿透力强穿透力强X深部治

11、疗机各种常见故障现象及检修方法深部治疗机各种常见故障现象及检修方法三三、近距离后装治疗机近距离后装治疗机 近距离后装治疗机就近距离后装治疗机就是采用近距离治疗用放射是采用近距离治疗用放射性同位素源来治疗肿瘤的性同位素源来治疗肿瘤的医疗设备。医疗设备。目前国产的后装机中，目前国产的后装机中，98%以上都使用高剂量率以上都使用高剂量率铱铱-192源。源。治疗技术可归纳为腔治疗技术可归纳为腔内、管内、组织间植入、内、管内、组织间植入、模板敷贴及术中置管术后模板敷贴及术中置管术后放疗五大类。放疗五大类。后装机主机 现代后装机将微型铱源焊接在细钢丝（直径约现代后装机将微型铱源焊接在细钢丝（直径约1mm）

12、的一端，另一端连至步进马达，按计算机程序控制方式的一端，另一端连至步进马达，按计算机程序控制方式运行，各驻留位置的照射时间可任意设置，从而产生千运行，各驻留位置的照射时间可任意设置，从而产生千变万化的剂量分布模式，这种灵活度是以往单调的旧型变万化的剂量分布模式，这种灵活度是以往单调的旧型机所不具备的。机所不具备的。铱源结构示意图靶区定位、施源器及解剖结构的空间重建靶区定位、施源器及解剖结构的空间重建 首先置放施用器，下一步是拍摄定位片，确定靶首先置放施用器，下一步是拍摄定位片，确定靶区，选择源活性驻留位（区，选择源活性驻留位（active dwell positions），），进行空间重建（进

13、行空间重建（reconstruiction），这是非常重要的，），这是非常重要的，必不可少的临床剂量学环节。必不可少的临床剂量学环节。定位片的拍摄和诊断片不同，它们是在空间两个定位片的拍摄和诊断片不同，它们是在空间两个不同方位拍摄到的最能清晰无误地反映施源器与靶不同方位拍摄到的最能清晰无误地反映施源器与靶区、邻周解剖结构相互关系的两张区、邻周解剖结构相互关系的两张X线片。线片。1.重建概念与方法重建概念与方法 重建的概念是从两组不同视角投影定位片，经数学重建的概念是从两组不同视角投影定位片，经数学重建处理后获取施源器、放射源或解剖结构的三维空间重建处理后获取施源器、放射源或解剖结构的三维空间位

14、置坐标的过程。位置坐标的过程。数学重建方法有：正交投影重建法、不完全正交投数学重建方法有：正交投影重建法、不完全正交投影重建法、同中心投影重建法、立体平移投影重建法、影重建法、同中心投影重建法、立体平移投影重建法、变角投影重建法等。变角投影重建法等。2柔性塑管施源器的特殊重建方法柔性塑管施源器的特殊重建方法 针对柔细治疗塑管，有两种灵活、准确、针对柔细治疗塑管，有两种灵活、准确、快捷的重建法：快捷的重建法：描迹法（描迹法（cather tracking）描点法（描点法（points describing）这两种方法都是把治疗管空间曲线的重这两种方法都是把治疗管空间曲线的重建先用折线近似，再用平滑函数（建先用折线近似，再用平滑函数（smoothing fuction）拟合；不同之处是勾画折线的方式）拟合；不同之处是勾画折线的方式不一样。不一样。休息