第5章新 常用放射治疗设备

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Co60治疗机（HMD-I）型
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Co60治疗机（HMD-I）型
线束偏转系统
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Co60治疗机（HMD-I）型
治疗头作用
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Co60治疗机（HMD-I）型
X线治疗束的形成
加速电子经 偏转或垂直射 出，与高原子 序数物质（如 钨）制成的靶 相互作用，韧 致辐射产生X线。
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Co60治疗机（HMD-I）型
驻波电子直线加速器
驻波电子直线加速器的加速管是一系列以一定耦合方 式串联起来的谐振腔链。驻波工作方式时，馈入的微 波到达加速器的末端就被反射回来，因为利用了反射 波，加速电子的效率高，能量少。另外微波的电场强 度高，能在短距离内获得足够的能量。
行波与驻波结构的比较
从加速管长度看，对低能应用电子直线加速器，驻 波管要比行波管的增益高的多，因此，驻波管比行 波管短很多。例如，同样是6MV直线加速器，采用 驻波管加速结构，加速管仅长30cm，可以做成直立 式，无需偏转系统。而采用行波加速结构时，其长 度在100cm以上，只能水平安装于机架上，必需用 偏转系统把电子束引向下方。对于中、高能量的直 线加速器，两者增益差别不大，尽管驻波管比行波 管短。
初级准直器
初级准直器 为固定式，开口角度 约15°，由重金属材 料构成，其作用是控 制原始最大照射野及 方向，同时屏蔽其他 方向的射线泄露。
均整
3.均整器 从X线靶出来的X线束 其剂量分布是不均匀的， 强度的分布主要是向前 的。在初级准直器的下 方设置有呈锥形体的均 整滤过器，当射线束通 过锥形均整器后，其中 央部分的强度会被减弱， 并增强了射线束周围区 域的散射效果，是分布 • Co60治疗机（HMD-I）型 变得均匀。
穿射半影
即使是点状放射源，由 于准直器端面与边缘线 束的不平行，使线束穿 透的厚度不等，也可造 成剂量的渐变分布。 改进办法：采用球面准 直器，原则上可以消除 穿射半影。
即使是采用点状放射源和球 面准直器，使几何半影和穿 射半影消失，组织中的剂量 分布仍有渐变，这主要是由 组织中的散射线造成。 散射半影是无法消除的，但 散射半影的大小随能量的增 大而减少。高能X线或γ射线， 散射线主要向前，故散射半 影较小，低能X线散射半影较 大。
ห้องสมุดไป่ตู้
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Co60治疗机（HMD-I）型
线束偏转系统
由加速管出射的电子束经一段距离的漂移后进入 偏转相同，在偏转磁铁的磁场作用下电子经弯曲的 途径最终导向治疗方位。常用的偏转系统分为两类， 即90°和270°。前者比较紧凑、直接，故机头结 构简单，机架等中心高度较低，如124cm；后者因 需将电子倒翻，故机头结构较大，使得等中心高度 不得不提高到130cm左右，以避免机头与地面撞击。
二、钴-60治疗机的一般结构
①一个密封的放射源； ②一个源容器及防护机头； ③具有开关功能的遮线器装置； ④具有定向限束功能的准直器， ⑤支持机头的治疗机架，用以调节射线束的照 射方向 ⑥治疗床 ⑦计时器及运动控制系统 ⑧辐射安全及连锁系统
（一）钴-60源的防护
国际放射防护委员会推荐，任何远距离钴60治疗机，当放射源处于关闭时，据放射源 各个方向1米处的平均照射剂量应小于 2mR/h,在此距离处不应有超过10mR/h的地 方。根据这种要求对千居里级钴-60治疗机， 需要大约衰减到近似20个半价层。一般防护 材料用铅，也有用钨或铀的合金，通常源容 器用钨或铀合金，源容器周围用铅，外面用 钢作套。
（一）钴-60的遮线器
所谓遮线器就是截断射线的装置。当 遮线器开放时，射线束按一定方向射出 进行治疗；遮线器关闭时，射线被截断， 只有少部分漏出。
（一）钴-60的准直系统
准直系统的目的是限定照射野的大小 以适应治疗的需要。国际放射防护委员 会推荐，准直器的厚度应使漏射剂量不 超过应用照射剂量的5%，根据这个要 求，钴-60准直器的厚度应为4.5个半价 层。例如铅的HVL为1.27cm,准直器铅 的厚度应为5.7cm。实际上，多数准直 器的厚度要超过此厚度，使漏射剂量不 超过应用照射剂量的1%。
五、钴-60治疗机的种类
钴-60治疗机分为直立式和旋转式两种类型。 每种类型又可分为“百居里”治疗机和“千 居里”治疗机两种。 “百居里”治疗机治疗 距离短，百分深度剂量低，照射时间长等缺 点，现已不再使用。 “千居里”甚至 “万居 里”治疗机较普遍，治疗距离可达100cm， 其百分深度剂量可与加速器低能X射线相比。
四、钴-60放射源的更换
钴-60放射源因不断衰变，放射性活度逐渐减少，致 使患者的治疗时间不断加长，此时需要更换新的放 射源。更换放射源是一项细致、慎重的工作，需要 在专业技术人员指导下进行。新钴-60源应尽量与旧 源规格相近，特别是直径至少要等于或不小于旧源 的直径。 新源换上后，由于源的物理几何参数都发生了变化， 故需要对新源进行一系列的剂量学测定。如输出剂 量的测量、照射野平坦度和对称度的测定、半影测 定机机头防护等，都要一一检查，在获得实际数据 后方可交付临床使用。
5、结构与费 用
行波医用电子直线加速器示意图
驻波医用电子直线加速器示意图
二、电子的加速过程
电子的加速过程分为三个阶段：第一阶段 是由电子枪发射初始速度大约为0.45倍光速 的电子被注入加速管；第二阶段是电子在 被持续稳定加速的过程中，其速度和能量 不断的提升；第三阶段是当电子接近光速 时，电子从微波中获取能量，这时电子的 速度不再增长，而依质能转换规律使质量 不断增加。例如：电子的能量从1MeV增至 5MeV，其速度只增加6%。
（一）钴-60的准直系统
准直器的理想设计应使钴-60的半影最 小，准直器一般设计为一级准直器和二 级准直器。一级准直器一般来限定钴60治疗机的最大照射野，不能调节。
（一）钴-60的准直系统
二级准直器有固定可切换式和可调式两种， 前者很笨重，不利于摆位，已被放弃。可调 式准直器较方便，并采用复式结构。他的主 要目的是减少几何半影。该准直器末端的两 对叶片设计为伸缩式，可以改变放射源至准 直器末端的距离（SDD），一般治疗时，叶 片在标准距离，特殊治疗时，叶片位于下拉 位置，可使几何半影进一步减少，此叶片为 消半影装置。当照射野临近有重要器官或组 织，这种装置可以减少半影降低临近组织受 照射剂量。
常用的放射治疗设备
南阳医专一附院放疗科
放射治疗设备是放射治疗技术的基础，也 是临床放射治疗方案得以正确实施的基本 条件。本章主要讲的是常用的放射治疗设 备的基本结构和特点及其原理和功能。
2011年中国大陆地区第六次放疗 人员及设备调查
设备:直线加速器1296台,60Co远距离治疗机286 台,深部线机81台,模拟定位机1040台,CT模拟定位 机376台,近距离治疗机317台,治疗计划系统1427套, 剂量仪1041台,X刀410台,γ刀230台(头部γ刀122台, 体部γ刀108台)。
5.电离室
剂量检测系统的传感探头
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Co60治疗机（HMD-I）型
Varian’s 电离室
n n n
双通道监控输出剂量 监控均整性和对称性 密封式设计 (读数与温度和气 压无关)
n
适用于电子束和光子束
n
薄膜室壁 – 对电子束无影响
6.次级准直器
调节辐射野的形状、 面积。
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Co60治疗机（HMD-I）型
• Co60治疗机（HMD-I）型
MLC
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Co60治疗机（HMD-I）型
直线加速器
直线加速器托架
野灯与反射镜
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Co60治疗机（HMD-I）型
食管癌三野照射
（一）按加速后产生粒子的能量范围分 类
X射线能量范围 及能量分档 电子射线能量范 围及能量分档
应用范围
治疗深部肿瘤 可替代 钴-60治疗机
三、钴-60治疗机的半影
半影为照射野边缘剂量随离开中心轴距离的增加而发生急 剧变化的范围。按照半影的成因不同，可分为几何半影、 穿射半影和散射半影。
几何半影
钴-60放射源具有一定的 大小和尺寸，射线被准直 器限束后，照射野边缘诸 点分别受到剂量不等的放 射线的照射，因而产生由 高到低的剂量渐变分布。 改进办法：缩小放射源 的尺寸，缩小源皮距，或 增加放射源到准直器的距 离，但会增加散射线。
低能机
4-6MV，1档
无 5~15MeV，3~5 档 5~25MeV，5~8 档
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中能机
8~10MV，1或2档
大部分深部肿瘤、 部分表浅肿瘤
同上
高能机
6~16MV，15~25MV， 1-3档
为区分x线和电子线能量，一般称X线能量的单位用兆伏
四、医用加速器与Co60治疗机的比较
医用加速器
1、产生的射 线 2、源的特点 3、半影 4、剂量率 X线、电子线，多档 不需换源，不加高压无射线产 生防护好。 半影小，射野剂量分布均匀， 对称性好 剂量率高，束流稳定，剂量计 算准确，治疗时间短 结构复杂，维修复杂费用昂贵
Co60治疗机
γ射线（1.25MV)，单能 需定期换源，随时有射线产 生，防护困难。 半影大，均匀性和对称性差 。 不断衰减，剂量率不稳定剂 量计算准确性低，治疗时间 延长 结构简单，维修方便，费用 低，经济适用
钴-60治疗机的半影
上述三种半影均可造成照射野边缘剂量的不均匀性，这种 剂量的不均匀性对给予肿瘤较高均匀的治疗剂量，减少肿 瘤周围正常组织器官的受照射剂量都是不利的，因此应尽 量减少半影的存在。。 减少几何半影有两种方法： 1、缩小放射源的直径S，但S不能太小，主要受放射源的放射 性活度的限制，S太小，放射线输出剂量低，不经济。 2、加大准直器与放射源的距离，即减少准直器到患者皮肤间 的距离。如SSD－SDD＝0，则皮肤半影等于0，这样虽然 减少了几何半影，却增加了γ射线的电子污染，破坏了射线 的剂量建成效应，增加了皮肤的照射剂量。为了保护剂量 建成效应的优点，一般SSD－SDD至少等于15cm。