放射物理第2章-放射治疗的常用设备知识讲解
第二章临床放射物理学基础
第二章临床放射物理学基础第一节临床常用放射源、放射治疗机及照射方式一、放射源的种类及照射方式 1.种类①放射性核素衰变α衰变：α粒子是高速运动的氦原子核α衰变的一般反应式：Q代表过程中释放的总能量，又称衰变能，等于母核与生成核的质量差，表现为α粒子的动能和生成核的动能和。
β衰变：β粒子是正（负）电子β-衰变的一般反应式：β+衰变的一般反应式：和υ分别表示反中微子和中微子；Q表示初始核与生成核、发射粒子的质量差。
γ线的产生：处于激发态的原子核跃迁到基态或者较低能态时所发射的射线就是γ射线，它是一种短波长的电磁波。
②X线（后述）③LET射线（后述）2．照射方式①外照射（常规治疗）②腔内或组织间照射（后装治疗）③内照射（口服、静脉注射）二、几种常用的放射性同位素源1.镭-226 半衰期1590年，禁用2.铯-137 半衰期33年，淘汰3.钴-60 半衰期5.24年，应用广泛——远距离照射4.铱-192 半衰期74.5天，是近距离治疗的最佳材料三、X线治疗机 1.X线的产生（原理）2.X线机的分类★四、钴治疗机1.优点：①透射力强，剂量分布比较均匀；②保护皮肤，最大吸收剂量点在皮下0.5cm处；③骨与软组织有同等的吸收剂量；④旁向散射小⑤经济可靠2.缺点：①几何半影大；②半衰期短；③防护要求高；五、医用加速器(一)分类：电子感应加速器、电子回旋加速器和电子直线加速器(二）电子直线加速器1.原理（了解）:微波电场加速电子使之提高能量2.基本结构：电子枪、加速器[磁控管（速调管）]、初级准直器、偏转线圈、次级准直器、钨靶（散射箔）和监测电离室等等。
（了解）*微波源的任务是产生并输出具有一定频率、一定脉冲包络宽度、一定重复频率、功率为一定大小的超高频振荡，加速器磁空管（速调管）决定它的振荡频率，脉冲调制器决定它的脉冲宽度和脉冲功率。
*脉冲调制器的任务是输出一系列振荡器所需要的、具有不定期功率、一定重复频率和一定宽度、波形合适的脉冲电压，它的开关器件是闸流管。
放射治疗设备学考试要点
放射治疗设备学考试要点放射治疗设备学考试要点第⼀章绪论1.名词解释放射治疗设备：伴随放射线的发现与应⽤研究⽽逐步发展起来的现代医学治疗装备。
放射治疗技术：是通过⼈⼯射线与天然射线对肿瘤病⼈或其他病灶实施⽆创性治疗的现代放射治疗⼿段。
⼈⼯射线：由各类⼈⼯装置或设备产⽣的放射线。
天然射线：由天然放射性核素发出的射线。
放射：能使物质电离的电磁波或粒⼦的辐射过程称为“放射”。
放射源：能使物质电离的电磁波或粒⼦流称为“放射线”，简称“射线”。
放射性：能输出“射线”的物质（元素）或设备称为“放射源”。
放射线：某些物质（元素）或设备能够发射“电离辐射”的性质叫做“放射性”。
光⼦：波长短、频率⾼的电磁波，包括X、γ射线。
粒⼦：包括α、β、电⼦束、质⼦束、中⼦及其他重粒⼦。
电离辐射：能使作⽤物质发⽣电离现象的辐射，即波长⼩于100nm的电磁辐射。
直接电离辐射：带电粒⼦（正电离⼦和负电离⼦）可以引起物质的直接电离。
间接电离辐射：光⼦（X线和γ射线）和中性粒⼦不是直接引起物质电离。
PDD：百分深度剂量（percent depth dose）定义为标准照射条件下（射野10cm×10cm，SSD=100cm），射野中⼼轴上某⼀深度（d）厘⽶处的吸收剂量（D d）与参考深度（d0）处剂量（D d0）之⽐的百分数。
⼀般参考点深度（d0）选在最⼤剂量点深度（d m）处。
布拉格峰：达到最⼤射程以后的射线剂量迅速降低到零点的曲线。
建成区：将从表⾯到最⼤剂量点的区域。
2.简答/论述-普通放射治疗和精确放射治疗的区别，精确治疗的特点（1）普通放疗的常规⽅法是在模拟定位机上通过X线透视的⽅法确定病灶部位，形状和照射⾓度等，并在⼈体表⾯画上标记，然后在放射治疗机上实施放射治疗；（2）精确放疗，即三维适形调强放疗，是指将放射医学与计算机⽹络技术和物理学等相结合所进⾏的肿瘤治疗⽅式，整个放疗过程由计算机控制完成的放疗；（3）精确放疗技术与传统技术不同之处可概括为“四最”，即靶区（病变区）内受照剂量最⼤，靶区周围正常组织受量最⼩，靶区内剂量分布最均匀，靶定位及照射最准确，特点优点是“⾼精度，⾼剂量，⾼疗效，低损伤”。
放射物理学基础
高能电子束剂量学特点
高能电子线的百分深度剂量分布大致为四 部分：剂量建成区，高剂量坪区，剂量跌落区 和X射线污染区。
中心轴百分深度剂量曲线
特点：
1、表面剂量高，并随能量增加而增加。 2、剂量建成效应不明显。 3、具有有限的射程，一般等于E/2值, 可以有效的保护靶区后深部的正常组织。
用途：
主要用于治疗表浅或偏心的肿瘤和 浸润的淋巴结
1、腔内照射 2、组织间插植照射 3、管内照射 4、表面施源器照射
三、放射物理学有关名词及概念
放射源（S） 一般规定为放射源前表面 的中心，或产生辐射的靶面中心。
照射野 射线束经准直后垂直通过模体的 范围。
临床剂量学中规定模体内50%等剂量线 的延长线交于模体表面的区域定义为照射野 的大小
参考点 规定模体表面下射野中心轴 上某一点作为剂量计算或测量参考的点。 400kV以下X射线参考点取在模体表面，对 高能X（γ）射线参考点取在模体表面下射 野中心轴上最大剂量点位置
能量和照射野的选择
常用能量 4~25Mev
能量与治疗深度的关系 E = 3d+2~3Mev
照射野 电子束射野≥靶区横径的1.18倍
近距离照射剂量学
剂量学特点 放射源周围的剂量分布按照与放射
源之间的距离的平方而下降，即平方反 比定律。 基本特征 肿瘤剂量 高而不均匀，而邻 近正常组织受量低
近距离治疗的主要特点
肺剂量 双 双肺 肺VV2300≤≤2280%%
心脏 V40≤40~50% 肝脏 （60%体积）≤30Gy 骨髓 ≤45Gy 脑干 ≤54Gy
放射防护常识
基本原则
1.放射实践的正当化
任何伴有电离辐射的实践所获得的利益必须大于所付出 的代价。 2.放射防护的最优化 任何电离辐射的实践，应当避免不必要的照射。在谋求 最优化时，应以最小的防护代价，获取最佳的防护效果， 不能追求无限地降低剂量。 3.个人剂量限值 所有实践带来的个人受照剂量必须低于当量剂量限值标准。
放射治疗设备介绍
放射治疗设备介绍放射治疗设备是一种医疗设备，用于治疗多种恶性肿瘤和一些非恶性疾病。
它通过使用高能射线（如X射线或伽马射线）照射患者体内的肿瘤细胞，以破坏它们的DNA结构，从而杀死或控制肿瘤的生长。
放射治疗设备通常由多个组件组成，包括加速器、线性加速器、放射源和辅助设备。
加速器是放射治疗设备的核心部分之一、它使用电磁力场将电子或离子加速到高能状态，然后通过瞄准和照射患者体内的肿瘤区域来释放高能射线。
加速器的种类繁多，包括电子直线加速器（LINAC）、质子加速器和伽马刀等。
LINAC是最常用的加速器之一，它能够产生高剂量的X射线，并具有较高的精确度和控制性。
放射源是放射治疗设备的另一个重要组成部分。
放射源可以是常用的X射线发生器，也可以是放射性同位素。
常见的线性加速器使用电子束产生高能X射线，而质子加速器则使用带电的质子束进行治疗。
伽马刀使用伽马射线作为放射源，它能够产生高剂量的射线，并且具有较高的穿透能力，可以用于治疗深部肿瘤。
放射治疗设备还包括辅助设备，如治疗计划系统、模拟器和影像导引系统。
治疗计划系统用于制定和计划放射治疗的具体方案，根据病人的影像数据和医生的指导，确定射线的照射角度、剂量和时间等参数。
模拟器是一种专门设计的设备，用于模拟患者的体位和照射过程，以帮助医生进行治疗方案的调整和确定。
影像导引系统则用于在治疗过程中实时监控肿瘤位置和射线照射范围，以确保准确瞄准和治疗。
1.高精确性和可控性：放射治疗设备能够精确瞄准肿瘤区域，减少对正常组织的伤害。
通过调整剂量、角度和时间等参数，医生可以更好地控制治疗的过程和效果。
2.高穿透能力：放射治疗设备能够产生高能射线，穿透能力强，可以治疗深部肿瘤。
3.非侵入性：放射治疗是一种非侵入性的治疗方式，不需要进行手术，可以减少对患者的创伤和恢复时间。
4.多学科协作：放射治疗设备通常需要多个专业人员的协作，包括放射肿瘤医生、放射治疗师、医学物理师和放射治疗技师等。
放射治疗设备知识讲义
放疗发展史 放疗机
模拟定位机
放疗过程
第一节
4
中国放疗技术的发展
在我国，1949年解放时，全国在北京、上海、广
州及沈阳等地约有5家医院拥有放射治疗设备。
1
1969年在山东新华医疗器械厂首先研制成功直立 式源钴60治疗机。
放射治疗发展史
1970年北京东方红医疗器械厂开始批量生产 250KV深部X治疗机。这些治疗设备的制成打破了当时 国外封锁中国肿瘤治疗设备局面，装备了一批肿瘤医 院。
2
放 疗 的 设 备
放疗发展史
放疗的设备 模拟定位机
放疗过程
第二节
X射线深部治疗机
X射线管球主要结构：1.灯丝（阴极）2.金属钨（阳极）3.散热柄 4.玻璃管 等
由于治疗用X射线
2
机管电流和电压都较高，
而且治疗需持续一定时
间，为保护X射线管不
放
至于过热需要在X射线
疗
管外加设水循环和油循
的
环系统，以对X射线进
2
缺点：
放
1.射线单一为γ线，平均能量谱为1.25MeV，相当
疗 低，低于2MeV直线加速器，能量不可调节，不产生β线。
的
2.半影区包括几何半影、穿透半影与散射半影，不
设 易保护正常组织。
备
3.Co-60治疗机在不工作时也会有辐射，放射治疗
工作人员接受辐射剂量过多。
4.原地换源相当困难。
放疗发展史
第二篇 第二章
放射治疗 设备
中山大学新华学院 11级生物医学工程
11111020 关邵翔
目录
1 放射治疗发展史 2 放射治疗机 3 模拟定位机 4 放疗过程 5 至今最先进的放疗仪器--TomoTherapy 6 总结
《放射治疗物理学》讲义教案放射治疗物理学目录.doc
放射治疗物理学目录第一章放射治疗物理基础第一节原子和原子核性质一、一些基本概念二、原子核的大小和质量三、原子核结合能四、原子核的自旋与磁矩五、原子核和核外电子的能级第二节射线与物质的相互作用一、基木粒子的种类和物理特性二、核的稳定性和衰变类型三、放射性度量和放射性核素衰减规律四、常见类型射线与物质的相互作用及定量表达第二章临床放射生物学概论第一节电离辐射对生物体的作用一、辐射生物效应的时间标尺二、电离辐射的直接作用和间接作用第二节电离辐射的细胞效应一、辐射诱导的DNA损伤及修复二、细胞死亡的概念三、细胞存活曲线四、细胞周期时相与放射敏感性五、氧效应及乏氧细胞的再氧合六、再群体化笫三节电离辐射对肿瘤组织的作用一、肿瘤的增殖动力学二、在体实验肿瘤的放射生物学研究中得到的一些结论第四节正常组织及器官的放射效应一、正常组织的结构组分二、早期和晚期放射反应的发生机制三、正常组织的体积效应第五节肿瘤放射治疗的基本原则一、照射范围应包括肿瘤二、要达到基本消灭肿瘤的目的三、保护邻近正常组织和器官四、保护全身情况及精神状态良好第六节提高肿瘤放射敏感性的措施一、放射源的选择二、利用时间-剂量-分割关系三、使肿瘤细胞再分布四、利用氧效应第七节肿瘤放射治疗中生物剂量等效换算的数学模型一、“生物剂量”的概念二、放射治疗屮生物剂量等效换算的数学模型三、外推反应剂量（ERD）概念第三章常用放射治疗设备第一节X线治疗机一、X线的发生二、X线机的一般结构三、X线质的改进四、X射线治疗机的改进第二节医用加速器一、概述二、医用电子直线加速器的加速原理三、医用电子直线加速器的结构四、质子放疗系统第三节远距离^Co治疗机一、叫20源的产生与衰变二、远距离治疗机的一般结构三、60Co治疗机种类四、60Co治疗机的半影种类五、垂直照射相邻照射野的设计六、60c°v射线的优缺点七、6°C0源更换八、Y刀第四节远距离控制的近距离治疗机一、H DR后装治疗设备的组成二、现代后装机具有的优点第五节理想放射源条件一、理想的剂量分布二、能杀灭乏氧细胞三、能杀灭非增殖期细胞（Go期）第六节模拟定位设备一、模拟定位机二、C T模拟定位机三、磁共振模拟机四、P ET-CT模拟机第七节体位固定装置一、一般的头颈部支持系统二、乳腺体位辅助托架三、热塑面网（罩）和体罩四、真空成形固定袋（真空袋）第八节放射治疗局域网络一、局域网络的配置二、放射治疗科网络的信息交换三、L ANTIS系统四、科室网络的安全维护第四章辐射剂量学的基本概念第一节辐射剂量学基本定义一、照射量二、比释动能三、吸收剂量四、有关辐射场的几个基本定义第二节各辐射量Z间的关系一、高能光子在介质中的能量转移和吸收二、电子平衡三、照射量和比释动能的关系四、比释动能和吸收剂量的关系五、吸收剂量和照射量的关系第三节空腔理论一、阻止本领二、阻止本领和吸收剂量的关系三、Bragg-Gray空腔理论四、Spencer-Attix 理论五、空腔理论住电离室剂量测量中的应用第五章射线的测量第一节电离室一、电离室基本原理二、指形电离室三、电离室的工作特性以、特殊电离室五、电离室测量吸收剂量的原理第二节热释光剂量计一、原理二、热释光剂量讣的种类三、热释光剂量计使用四、热释光剂量计的刻度第三节胶片剂量计一、原理二、应用第四节半导体剂量计一、原理二、Mapcheck半导体剂量仪第五节场效应管一、原理二、M OSFET探测器的特性第六节剂量的标定一、射线质的测定二、射线吸收剂量的标定第六章光子照射剂量学第一节原射线与散射线一、原射线二、散射线第二节平方反比定律第三节百分深度剂量一、照射野及有关名词定义二、百分深度剂量第四节射野输出因子和模体散射因子一、射野输出因子二、模体散射校正因子第五节组织空气比一、组织空气比定义二、源皮距对组织空气比的影响三、射线能量、组织深度和射野大小对组织空气比的彫响四、反向散射因子五、组织空气比与百分深度剂量的关系六、不同源皮距百分深度剂量的计算一一组织空气比法七、旋转治疗屮的剂量计算八、散射空气比第六节组织最大比一、组织模体比和组织最大剂量比二、散射最大剂量比第七节等剂量线一、等剂量线二、射野离轴比第八节组织等效材料一、组织替代材料二、组织替代材料间的转换三、模体四、剂量准确性要求第九节人体曲而和组织不均匀性的修正一、均匀模体和人体之间的差别二、人体曲面的校正第十节不均匀组织（骨、肺）校正一、射线衰减和散射的修正二、不均匀组织屮的吸收剂量三、组织补偿第十一节楔形野剂量学一、楔形野等剂量分布与楔形角二、楔形因子三、一楔合成四、楔形板临床应用方式及其计算公式五、动态楔形野第十二节不规则射野剂量学第十三节临床剂量计算一、处方剂量二、加速器剂量计算三、钻-60剂量计算四、离轴点剂量计算一一Day氏法第七章电子线照射剂量学第一节电子线中心轴深度剂量分布一、中心轴深度剂量曲线的基木特点二、有效源皮距及平方反比定律三、彫响电子线百分深度剂量的因素四、电子线的输出因子第二节电子线剂量学参数一、电子线的射程二、电子线能量参数三、电子线的离轴比四、电子线的均整度、对称性及半影五、电子线的等剂量线分布特点第三节电子线的一般照射技术一、电子线处方剂量ICRU参考点二、能量和照射野的选择三、射野形状及铅挡技术四、电子线的补偿技术五、电子线的斜入射修正六、电子线的组织不均匀修正和边缘效应七、电子线的射野衔接技术第四节电子线的特殊照射技术一、电子线旋转照射技术二、电子线全身皮肤照射三、电子线术中照射第八章近距离放射治疗剂量学第一节近距离放疗概述一、近距离放射治疗的设备和相关技术二、近距离放疗的常用核素第二节近距离放疗的剂量计算一、单个粒子源的剂量计算方法二、临床多粒子源植入的扰动影响三、组织异质情况下的剂量修正第三节近距离放疗的临床应用和剂量体系一、粒子源植入治疗的临床应用二、粒子源植入的临床剂量体系第九章中子近距离照射剂量学第一节钿中子与制中子相对生物学效应一、钢屮子二、^cf的相对生物效应(RBE)三、屮子近距离治疗的优势第二节钏中子治疗技术一、'叱彳中子后装治疗机(中子刀)简介二、中子刀适应症及禁忌症第三节钿中子治疗的剂量分布一、模体二、确定漩Cf中子束、Y射线吸收剂量分布的探测器三、确定^Cf中子、Y吸收剂量分布的理论方法第四节中子的防护一、中子后装机的辐射防护性能二、患者的辐射防护三、医护人员的辐射防护四、公众的辐射防护五、安全管理第十章临床常用技术和应用第一节挡块一、挡块的厚度二、低熔点铅技术三、挡块制作第二节组织补偿一、组织填充物二、组织补偿器三、电子束的补偿技术第三节多叶准直器一、多叶准直器的基本结构二、多叶准直器的安装位置第四节楔形野一、楔形板二、楔形角与楔形因子三、一楔合成四、动态楔形野第五节独立准直器第十一章临床常用放疗方案第一节放疗临床对剂量学的要求一、提高治疗比二、实现临床剂量学四原则第二节照射技术和射野设计原理一、体外照射技术的分类及其优缺点二、射线及其能量的合理选择三、高能X射线的射野设计原则四、相邻野设计五、不对称射野笫三节临床常见肿瘤放射治疗方案一、鼻咽癌常规照射野设计二、肺癌常规照射野设计三、食管癌常规照射野设计第十二章三维适形放射治疗及调强放射治疗第一节三维适形放疗的发展过程第二节3DCRT工作流程、计划工具一、体模制作二、计划CT扫描与数据传输三、轮廓勾画四、计划设计和评价五、计划验证六、三维适形放疗的临床应用第三节立体定向放射外科和立体定向放射治疗一、立体定向放射外科二、立体定向放射治疗笫以节调强放射治疗一、IMRT的工作流程和基本概念二、IMRT实施方法三、IMRT的优点四、IMRT的可能潜在问题五、IMRT的剂量验证第五节 调强放射治疗的临床应用举例一、 鼻咽癌的调强放射治疗二、 前列腺癌的调强放射治疗三、 肺癌的调强放射治疗第十三章治疗计划系统和治疗计划评估 第一节治疗计划系统概念和历史简介一、 治疗计划系统概念二、 治疗计划系统的发展历史三、 两维和三维治疗计划系统的比较 第二节治疗计划的剂量学原则及靶区剂量规定一、 肿瘤致死剂量与正常组织耐受剂量二、 临床剂量学四项原则 第三节外照射靶区剂量学规定治疗目的 参考点和坐标系 体积的定义 対剂量报告的一般性建议 剂量归一点 吸收剂量二、四、五、八、第六节近距离放射治疗剂量算法近距离治疗特点近距离治疗类型和放射源空间重建近距离主耍剂量计算方法192Ir 放射源的数学模型 近距离照射的剂量优化第七节外照射剂量计算算法一、 剂量计算算法的临床实现进程二、 剂量计算算法第八节 治疗计划系统的设计和体系结构一、 基本组成二、 单个治疗计划工作站系统三、 多工作站系统四、 辅助部件五、 第三方软件六、 治疗计划系统的发展七、 系统说明书二、 四、五、八 第四节TPS 中的图像和图像处理技术一、 放射治疗计划中使用的图像技术二、 图像处理第五节治疗计划设计过程体位固定治疗计划设计放射治疗计划评估治疗计划的验证治计划的执行调强放射治疗的TPS 剂量验证 二、 四、 五、 六、第九节治疗计划系统的验收一、验收内容二、与剂量无关的项目三、外照射野光子剂量计算四、电子线剂量计算五、后装治疗六、数据传输第十节治疗计划系统的质量保证一、系统文件和人员培训二、系统定期QA项目三、患者治疗计划检查第十四章放射治疗的质量保证QA和质量控制QC 第一节QA和QC的目的及重要性第二节放射治疗对剂量准确度的要求一、靶区剂量的确定二、对剂量准确度的要求三、影响剂量准确性的因素第三节外照射治疗物理质量保证内容一、外照射治疗机、模拟机和辅助设备二、等中心及指示装置三、照射野特性的检查四、剂量测量和控制系统五、治疗计划系统六、治疗安全第四节近距离治疗QA内容一、放射源二、污染检查三、遥控后装机QA四、治疗的质量控制第五节QA、QC的管理要求一、部门QA的主要内容二、国家QA的主要内容第十五章发展中的图像引导放射治疗第一节三维适形放射治疗第二节调强放射治疗第三节图像引导放射治疗一、放射治疗实施前影像二、治疗室内图像引导和投照三、图像引导放射治疗四、4维放射治疗第四节剂量引导放疗和循变放疗一、剂量引导放射治疗二、循变放射治疗第十六章放射防护第一节电离辐射的生物效应一、放射损伤机理二、放射生物效应的类型三、影响放射生物效应的主要因素四、辐射对组织、器官的损伤效应第二节放射防护目的与标准一、放射防护的目的二、放射防护应遵守的三项基本原则三、人工照射类型四、放射防护标准第三节外照射防护基本措施一、工作场所区域划分二、减少外照射剂量的三项措施第四节医用电离辐射防护一、医院的防护职责二、医疗照射的正当性判断三、医疗照射的防护最优化四、医疗照射的指导水平与剂量约束章名为小三宋体加粗节名为小四宋体加粗正文为五号宋体加粗一、加粗(一)加粗有必要时1.加粗有必要时(1)a.(a)数字为timenewman公式为(1-1)。
放射物理第2章 放射治疗的常用设备
第一节 医用电子直线加速器
三、医用电子直线加速器临床应用特点：
X射线和电子线能量更高、强度更大
输出剂量率为2～5Gy/min甚至更高
一台设备可以有不同能量档的X射线、电子线
X射线靶点小，与点源的近似度更高，照射野边界更锐利， 剂量半影更小。 设备结构复杂，日常维护及质量保证技术要求较高
第二节 模拟定位机
二、CT模拟定位机 （一）组成： ① 大孔径的螺旋CT
② CT图像三维重建、虚拟模拟加速器治疗 机械运动及照射野模拟软件； ③ 激光灯系统。
第二节 模拟定位机
（二）CT模拟定位机功能
逐层在横断图像上确定靶区范围和靶区与周边组织器官 的解剖关系； 用定位模拟软件确定照射野大小、照射方向、卷入照射 野内的正常组织器官体积等；
（一）X射线模拟定位机的工作原理和结构
准直器 机架 治疗床
影像增强剂
胶片盒
第二节 模拟定位机
（二）X线透视模拟机的功能 为临床制定治疗计划提供有关肿瘤位置、大小和周边重 要器官解剖关系的影像信息； 用于照射方案的验证，包括确定照射野大小、射野角度、 挡块形状是否准确、机架转动、患者体位设计是否合理等。
第四节 质子治疗设备介绍
一、质子治疗的发展历史
质子束放射治疗的想法是 1946 年由 Wilson 首先提出；
1954 年 Tobias 等人在美国加州大学 Lawrence Berkeley 实验
室（LBL）进行了世界上第一例质子束的治疗； 1992 年，美国 Loma Linda 大学医学中心（LLUMC）启用了 世界上第一台医学专用质子放疗装置； 1985 年成立了国际性的质子放疗合作组（PTCOG）；
截止2014年底，全球有49家临床质子治疗中心，以及24家质子
放射治疗设备
放射治疗设备一、名词解释1、放射治疗：是由一种或多种电离辐射的治疗方式组成的医学治疗。
通俗的讲，放射治疗就是利用放射源或各种医疗设备产生的高能射线对肿瘤进行治疗的技术，简称“放疗”。
2、放疗设备：利用原子核或人工装置产生射线治疗肿瘤的设备就称为放疗设备。
3、射线特性：射线对任何生物都会产生物理学效应、化学效应、生物反映等一系列辐射生物效应。
射线的这种特性叫电离辐射。
射线正是利用该特性治疗肿瘤的。
4、钴-60治疗机：以钴-60做放射源，用γ射线杀伤癌细胞，对肿瘤实施治疗的装置。
5、医用电子直线加速器：是利用微波电场，沿直线加速电子到较高的能量应用于医学临床的装置。
6、放射治疗计划系统：7、剂量监测系统：指的是加速器本身具备的剂量测量及监控系统。
8、医用电子加速器进行放射治疗的等中心原理：只要将患者的肿瘤中心置于等中心点上，无论旋转机架、辐射头和治疗床处于什么角度，或作任何旋转，辐射野中心始终与肿瘤中心重合。
9、加速管特性：电子刚注入到加速管中时，动能约为10-40KeV，电子速度约为v=0.17-0.37c；当加速到1-2MeV时，电子速度就达到v=0.94-0.98c，其后能量再增加，电子速度也不再增加多少了。
10、外照射(teletheraphy)：位于体外一定距离，集中照射人体某一部位11、近距离照射(brachytherapy)：将放射源密封直接放入被治疗的组织内或放入人体的天然腔内进行照射。
12、射线中心轴：13、照射野(A)：表示射线束经准直器后中心轴垂直通过体模的范围，它与体模表面的截面即为照射野的面积。
临床剂量学中规定体模内50％同等剂量曲线的延长线交于体模表面的区域为照射野的大小。
14、源皮距(SSD)：等中心在皮肤表面15、源瘤距(STD)：等中心在肿瘤中心16、放射源（radioactive source）：活度与比活度都在规定水平上一定量的放射性核素物质。
17、辐射源（radiation source）：放射治疗装置中能发射电离辐射的部件或放射源的统称。
X线放射物理与防护第二章
• 2.阳极 又称阳极靶，它是使高速电子突然受阻而产生X线的地方。 阳极靶面和散热体两部分组成。通常，是将钨材料靶面焊接在实 心或空心铜材料圆柱体上。采用这种结构是因为从阴极飞来的高 速电子能，99%以上都在阳极上变为了热能，使阳极产生，很高 的温升，这就要求阳极材料既要耐高温，又要散热性能好。以便 能及时将热量传递出去，保证阳极靶面不被融化而损坏。钨的原 子序数高（Z=74），有利于提高X线产生的效率;其熔点高 （3370°C），能耐受住高速电子碰撞时产生的热量，但导热性 差。铜的原子序数和熔点较低，但导热性能好，故结合两者的优 点将阳极靶面做成将钨靶面镶嵌在镶嵌在铜散热体上的结构。
• 其他原因影响 • 半波整流，全波整流。
下图是使用钨靶X线管，管电流保持不变，将管电压从20KV逐步 增加到50KV，同时测量各波段的相对强度而绘制成的X线谱。
2、连续X线的最短波长、最强波长、平均波长及最 大光子能量。
• 最短波长
最强波长： λ最强 = 1.5 λmin
平均波长 λ平均 = 2.5λmin
• 当然X线对正常人体组织也可能产生损伤作用，故应注意对 非受检部位和非治疗部位的屏蔽防护，同时射线工作者也应注意 自身的防护。
第三节X线的产生条件和装置
研究证明，凡高速带电离子桩基物质而突然受阻，都能产生X线。 一、X线的产生条件: 1.电子源
2.高速运动的电子流
3.阳极靶
三、X线产生装置
1.电子源：电子源能提供所需数量的电子。
管电压一定时，X线管的管电流的大小反应了阴极 灯丝发射电子的情况。管电流大，表明单位时间撞 击阳极靶的电子数多，由此激发出的X线光子数也 正比地增加；照射时间长，X线量也正比地增大。 所以管电流和照射时间的乘积能反映X线的量。
第二章 医用放射设备
活度及其随时间变化在空间分布的仪器统称为核医学仪器。探测的基本原理有：
●电离作用。 ●荧光现象。 ●感光作用。
第四节 核医学与核医学仪器
3.γ 照相机
γ 照相机可对人体内脏器中的放射性核素分布进行一次成像，同时可动态
观察、显示、记录放射性药物在人体脏器内的代谢情况。所以γ 照相机不仅
具有人体脏器的形态显像功能，而且具有功能显像功能，同时又具有动态 显像功能。 临床上，利用γ 相机可对脏器进行平面成像、动态成像、门控成像和全身 成像。动态成像和门控成像主要用于心脏血管检查，平面成像和全身成像 有甲状腺显像、脑显像、肺显像、肾脏显像、肝胆显像和骨全身成像等。
（3）PET的主要性能参数 ●空间分辨率 ●灵敏度 ●噪声等效计数 ●时间和能量分辨
第四节 核医学与核医学仪器
5.正电子发射型计算机断层装置
（4）PET的临床应用 PET是目前唯一可在活体上显示生物分子代谢、受体及神经介质活动的新型 影像技术。
（5）PET/CT
PET/CT(positron emission tomography/computed tomography)就是 将PET（功能代谢显像）和CT（解剖结构显像）两种先进的影像技术有机地 结合在一起的新型影像设备。 PET/CT全面实现了医学影像学的“四定”目标： ●“定位”：发现病变和明确病变部位。 ●“定性”：明确显示形态和功能变化的病理和病理生理性质。 ●“定量”：量化疾病或病变在形态学上及功能上的改变。 ●“定期”：确定疾病的发展阶段。
探 测 器 矩 阵 数据 控制 图像 处理器 系统控 制器
监视器
透射 线 XX 射线
网络
DR系统原理框图
第二节 医用X射线诊断装置
3.数字X射线成像设备
放射治疗技术常用放射治疗设备
放射治疗技术常用放射治疗设备
放射治疗技术是一种常见的癌症治疗方法，通过使用放射线来摧毁肿瘤细胞。
放射治疗设备是这一技术的关键组成部分，它们能够精确地传递放射线并确保避免对健康组织造成伤害。
以下是一些常用的放射治疗设备：
1. 线性加速器：线性加速器是一种常见的放射治疗设备，它能够产生高能的X射线或电子束。
这种设备可以用来精确照射
肿瘤，并且灵活性高，可以根据患者的具体情况进行调整。
2. 放射性种子：放射性种子是一种以放射性同位素植入体内的放射治疗设备，常用于治疗前列腺癌等疾病。
这些种子可以释放出放射线，直接对肿瘤组织进行治疗。
3. 电子线加速器：电子线加速器是一种产生高能电子束的设备，常用于治疗表浅部位的肿瘤。
它能够提供较高的辐射剂量，并且能够精确地控制放射线的方向和深度。
4. 氦离子治疗设备：氦离子治疗设备是一种新型的放射治疗设备，它能够提供更深的辐射治疗深度，并且对周围健康组织的伤害更小。
5. 肿瘤染料：肿瘤染料是一种通过靶向肿瘤细胞进行光动力学治疗的放射治疗设备。
它能够使肿瘤组织对光敏剂产生反应，从而破坏肿瘤细胞。
总的来说，放射治疗设备在癌症治疗中发挥着重要的作用，它
们能够帮助医生精确地治疗肿瘤，并且最大程度地减少对患者健康组织的伤害。
随着技术的不断进步，放射治疗设备也在不断改进和完善，为患者带来更好的治疗效果。
放射治疗设备知识点总结
放射治疗设备知识点总结放射治疗设备是用于治疗癌症和其他疾病的高科技医疗设备。
它们使用放射状的辐射能量来定位和破坏肿瘤细胞，从而减少肿瘤的生长。
放射治疗设备包括放射外科机器、加速器和容器。
对于那些对放射疗法的治疗不适合或无法接受传统治疗方法的患者，放射治疗设备也提供了一个有效的选择。
本文将介绍放射治疗设备的工作原理、类型、应用和安全性等方面的知识点。
1. 放射治疗设备的工作原理放射治疗设备利用高能辐射能量来定位和摧毁肿瘤细胞。
这些设备通常使用X射线或高能量粒子来达到这一目的。
通过将辐射束精确地定位到肿瘤组织上，放射治疗设备可以最大限度地减少对周围正常组织的伤害，并最大程度地提高治疗效果。
2. 放射治疗设备的类型目前，常见的放射治疗设备主要包括放射外科机器、加速器和容器。
放射外科机器（或被称为伽马刀）是一种用于高精度放射外科治疗的设备，它能够产生一个单一的、高度聚焦的辐射束，能够准确地瞄准肿瘤组织。
加速器是另一种常见的放射治疗设备，它能够产生高能量的粒子束，用于定位和摧毁肿瘤细胞。
容器是一种用于放射性种子植入治疗的设备，通过植入放射性种子到肿瘤组织中，以达到治疗目的。
3. 放射治疗设备的应用放射治疗设备广泛应用于治疗各种类型的癌症，包括乳腺癌、肺癌、前列腺癌和脑瘤等。
此外，它们也用于治疗其他疾病，如血管瘫痪和癌症病变的疼痛管理。
4. 放射治疗设备的安全性使用放射治疗设备需要遵守严格的安全规定，以确保治疗的安全性和有效性。
一些常见的安全措施包括：确保设备的正常运行和维护，使用遮光设备和辐射防护设备，对患者进行辐射剂量监测和记录，及时处理设备故障和事故等。
总之，放射治疗设备是一种高科技医疗设备，它在治疗癌症和其他疾病方面发挥着重要作用。
了解放射治疗设备的工作原理、类型、应用和安全性等知识点，有助于我们更好地了解和应用这些设备，并为患者提供更好的治疗服务。
放射治疗设备讲解-常见的放射治疗设备共131页文档
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放射治疗设备讲解-常见的放 射治疗设备
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
26、要使整个人生都过得舒适、—卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
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第三节 近距离后装治疗机
目录
一、近距离后装治疗机结构 二、近距离后装治疗机特点
第三节 近距离后装治疗机
一、近距离后装治疗机结构
❖ 放射源 ❖ 施源器 ❖ 放射源驱动单元 ❖ 治疗计划系统
第三节 近距离后装治疗机
二、近距离后装治疗机特点
❖ 放射源微型化，可以到达体内需要治疗的各个部位，驻留 位置和时间由计算机精确控制，实现理想的剂量分布。
中心平面上形成强度分布均匀的照射野。
第一节 医用电子直线加速器
（二）电子束治疗模式：
加速管内的高能电子束引出后，经偏转穿过电子窗直接引出， 用于临床电子束治疗；引出束流采用散射箔技术让非常窄的电子 射线束展宽，为临床提供大面积的治疗野。
由于实际治疗时，人体表面是一个曲面，电子线限光筒不可 能严密地紧贴体表，往往会有3～5cm间隙。
二、CT模拟定位机 （一）组成： ① 大孔径的螺旋CT
② CT图像三维重建、虚拟模拟加速器治疗机械运动及照射野 模拟软件；
③ 激光灯系统。
第二节 模拟定位机
（二）CT模拟定位机功能
逐层在横断图像上确定靶区范围和靶区与周边组织器官 的解剖关系； 用定位模拟软件确定照射野大小、照射方向、卷入照射 野内的正常组织器官体积等； 将CT图像、靶区、周边正常组织的勾画轮廓信息导入治 疗计划系统进行三维剂量计算和计划设计。
第一节 医用电子直线加速器
医用直线加速器: Elekta Synergy(整合了影像引导功能）
第一节 医用电子直线加速器
医用直线加速器:Varian 一、常规X射线透视模拟定位机 二、CT模拟定位机
第二节 模拟定位机
一、常规X射线透视模拟定位机
放射物理第2章-放射治疗的常用 设备
第一节 医用电子直线加速器
目录
一、医用电子直线加速器的工作原理 二、医用电子直线加速器的基本结构 三、医用电子直线加速器临床应用特点
第一节 医用电子直线加速器
一、医用电子直线加速器的工作原理
利用微波的电场分量将来源于热灯丝的电子在真空的加 速管中加速到较高能量，通过散射箔展宽形成治疗用电子束 或让高能电子束流打靶获得高能X射线。
（一）X射线模拟定位机的工作原理和结构
机架
准直器
治疗床
影像增强剂
胶片盒
第二节 模拟定位机
（二）X线透视模拟机的功能 为临床制定治疗计划提供有关肿瘤位置、大小和周边重
要器官解剖关系的影像信息； 用于照射方案的验证，包括确定照射野大小、射野角度、
挡块形状是否准确、机架转动、患者体位设计是否合理等。
第二节 模拟定位机
小结：
1. 医用电子直线加速器是利用加速的高能电子打靶获得高能X射线， 有高能X射线及高能电子束两种射线束模式用于临床的放射治疗。
2. 模拟定位机包括常规X射线透视模拟定位机和CT模拟定位机， CT 模拟定位机能提供病人的横断图像信息，用于三维放疗计划设计 和剂量计算。
3. 后装治疗系统一般由放射源、施源器、放射源驱动单元和治疗计 划系统组成。
4. 质子治疗系统主要由质子束加速器、束流传输系统、治疗室治疗 头以及患者定位系统，是目前最复杂、最庞大的医疗设备，主要 有回旋加速器和同步加速器两大类。
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第四节 质子治疗设备介绍
二、质子治疗设备
质子治疗系统包括：质子束加速器、束流传输系统、治 疗室治疗头以及患者定位系统。
第四节 质子治疗设备介绍
目前加速质子的加速器主要有回旋加速器和同步加速器 两大类，其中回旋加速器是目前医用质子加速器的主要形态。 放疗质子束能量一般为230～250Mev。
回旋加速器的原理如图所示：
❖ 利用高活度铱源可以实现高剂量率治疗，缩短了照射时间。 ❖ 治疗计划由计算机模拟生成，不同治疗方案可以进行优化
比较。
第四节 质子治疗设备介绍
目录
一、质子治疗的发展历史 二、质子治疗设备
第四节 质子治疗设备介绍
一、质子治疗的发展历史
❖ 质子束放射治疗的想法是 1946 年由 Wilson 首先提出； ❖ 1954 年 Tobias 等人在美国加州大学 Lawrence Berkeley 实验
第一节 医用电子直线加速器
三、医用电子直线加速器临床应用特点：
❖ X射线和电子线能量更高、强度更大 ❖ 输出剂量率为2～5Gy/min甚至更高 ❖ 一台设备可以有不同能量档的X射线、电子线 ❖ X射线靶点小，与点源的近似度更高，照射野边界更锐利，
剂量半影更小。 ❖ 设备结构复杂，日常维护及质量保证技术要求较高
根据加速管中微波传播形式，分为行波加速器和驻波加 速器。
第一节 医用电子直线加速器
二、医用电子直线加速器的基本结构
主要由加速管、微波源、微波传输系统、电子枪、束流 系统、真空系统、恒温冷却系统、控制系统、辅助治疗系统 等组成。
第一节 医用电子直线加速器
（一）X射线治疗模式：
在加速管中被加速到高能的电子束流被引出后打在X线靶上产 生X射线，经过初级、次级准直器限束后只允许某个立体角内的x 射线射出成为治疗线束，均整器对其强度角分布进行修整，在等
室（LBL）进行了世界上第一例质子束的治疗； ❖ 1992 年，美国 Loma Linda 大学医学中心（LLUMC）启用了
世界上第一台医学专用质子放疗装置； ❖ 1985 年成立了国际性的质子放疗合作组（PTCOG）； ❖ 截止2014年底，全球有49家临床质子治疗中心，以及24家质子
科研中心，并有38家在建，已有超过十万人接受了质子治疗。