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
科研中心，并有38家在建，已有超过十万人接受了质子治疗。
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。
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。
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。
回旋加速器的原理如图所示：
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。
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。
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 iX (整合了影像引导功能）
第二节 模拟定位机
目录
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
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 中心平面上形成强度分布均匀的照射野。
肿瘤放射治疗学 第二篇 肿瘤放射治疗学的物理学基础
第二章 放射治疗的常用设备
重点难点
重点：
医用电子直线加速器的工作原理和射线束模式
CT模拟定位机的结构和功能 后装治疗系统组成 质子治疗系统组成
难点：
医用电子直线加速器的工作原理和射线束模式 质子回旋加速器工作的原理
第一节 医用电子直线加速器