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第三篇 专业知识部分
第一章 放射治疗机及辅助设备
第一节 放射源的物理性质
一 放射源的种类和照射方式̣̣
放射治疗（简称放疗）使用的放射源主要有三类：①放射性同位素发射出的α、β̣̣̣、γ射线；②X线治疗机和各类加速器产生的不同能量的X射线；③各类加速器产生的电子束、质子束、中子束、负π介子束以及其它重粒子束等。这些放射源以两种照射方式予以应用：①体外照射：从距离病人体外一定距离集中照射某一部位，按照射距离不同分为短距离（1540）照射和远距离（60150）照射两种；②体内照射：将密封的放射源直接放入被治疗的组织内（如舌、皮肤等）或器官腔内（如鼻咽、食管、子宫颈等）等部位进行照射，分别称为组织间照射和腔内照射，又称近距离照射。另外，利用人体某种器官对某种放射性同位素的选择性吸收，将该种放射性同位素通过肌肉或静脉注入进行治疗，如用碘-131治疗甲状腺癌，磷-32治疗癌性胸水等，称为内用同位素治疗，此类治疗在放疗中占的比例很少。
第一类放射源可以作体内、外两种照射；第二、第三类放射源仅能作体外照射。体内、外照射有三个基本区别：①与外照射相比，腔内照射放射源强度较小，在几个毫居里到大约几个居里，治疗距离较短，一般在55之间；②体外照射：大部分放射线的能量被准直器、限束器等屏蔽，只有少部分能量达到组织。腔内照射则，大部分能量被组织吸收；③外照射：放射线必须经过皮肤、正常组织才能达到肿瘤，肿瘤剂量受到皮肤和正常组织耐受量的限制，需要选择不同能量的放射线和采用多野照射技术。
二 几种放射性同位素源
1 镭-266源
镭是一种天然放射性同位素，不断衰变为放射性气体氡，后者继续衰变，最后变为稳定的同位素铅。镭的半衰期为1590年，氡为3.8天。在衰变过程中放出αβγ三种射线。临床应用的镭是它的硫酸盐，装在各种形状的铂铱合金封套内。铂铱封套具有密封氡气及滤去α和β射线的作用。镭的γ线有很强的穿透力，平均能量为0.83。但由于短距离所形成的剂量衰减，使得它产生深部剂量很低，约与接触X线相似。另外，镭获得困难，实际应用的镭量很小，放射性比度低，因此临床上多用于腔内或组织间放疗。用镭作放射源，在防护方面有三大缺点：①镭能谱复杂。最高能量达3.8，需要防护层厚；②半衰期长，衰变过程中产生氡气，操作不小心或其它意外，镭管破损，氡气逸出，产生环境污染，短期内不能消除；③镭的生物半衰期长，进入体内后停留时间长，易使组织特别是骨髓损伤严重，因此在医用上列为禁忌，目前已被铯-137、钴-60、铱-192源代替。
2 铯-137源
铯-137是从原子反应堆的副产物中经化学提纯加工得到的人工放射性同位素，它的γ线的能谱是单能，为0.62。半衰期33年。平均每年衰变2%。铯-137在组织内，具有和镭相同的穿透力，同等镭当量的铯-137和镭具有类似的剂量分布。从物理和防护现点看，铯-137比镭优越，是取代镭的最好同位素。目前铯-137的化学提纯主要存在两个问题：①放射性比度（单位体积的放射性强度）不可能做得太高。铯-137很少用作远距离治疗机的放射源，多用于腔内照射的放射源；②提纯铯-137过程中混有铯-134同位素。铯-134的能谱比较复杂，同时半衰期比铯-137短得多（2.3年）。若铯-137源中含铯-134量太多，剂量计算比较困难，因此要求铯-137源中含铯-134越少越好。
3 钴-60源
钴-60源是一种人工放射性同位素，由普通的钴-59在原子反应堆中经热中子照射轰击而成。核内的中子不断衰变为质子并放出能量为0.31的β射线，核中过剩的能量以两种能量为1.17及1.33辐射的形式释出。衰变的最终产物是镍的稳定同位素。钴的半衰期为5.24年。即每28天衰减1.0%。钴-60放出的β射线能量低，易于被容器吸收，γ射线的平均能量为1.25。
4 铱-192源
铱-192是一种人工放射性同位素，它是由铱-192的原子反应堆中经热中子轰击而产生的不稳定的放射性同位素。铱-192放射源的平均能量为360。由于铱-192的γ能量范围使其在水中的指数衰减恰好被散射建成所补偿，在距源5范围内任意点的剂量率与距离平方的乘积近似不变。铱-192源的放射性比度很高，粒源的体积很小，其点源的等效性好，便于剂量计算。高活度的铱-192源（1037）普遍用于高剂量率的后装治疗。
5 碘-125、金-198源
由于金-198的半衰期和曾经使用过的氡相近，一般用放射性金代替氡使用。碘-125通常做成粒状源，用于高，低剂量率的临时性或永久性插植治疗。由于碘-125源的γ线能量较低，用作插植比铱-192源更好，目前主要用于眼内黑色素瘤的巩膜外插植、立 体定向引导的颅内插植和腹部肿瘤如前列腺的插植治疗。
6 钯-103、镅-241、钐-145、镱-169等新型近距离治疗用放射源
铱-192源不仅是镭、钴、铯源的代表，而且由于它的能量低，在组织中的衰减特性好于它们。但由于铱-192的平均能量为360，在后装治疗中仍需要重金属对正常组织防护，而镅-241、镱-169的光子平均能量分别为60.和93.，位于60150范围段，与组织相互作用形成散射，补偿了原射线在组织中的衰减，形成几乎与铱-192在水中一样的剂量分布。由于它们的能量较铱-192的低，较易实现治疗中的组织防护，利于治疗的个体化，得到较好的治疗效果。鈀-103的光子平均能量为22.，与碘-125的28.相近，但由于鈀-103的半衰期比碘-125的更短，同样作永久性插植，鈀-103比碘-125能产生较高的生物效应剂量，使治疗后肿瘤残存细胞较少，钐-145的平均能量为43.，略比碘的能量高，半衰期为40天，在水中剂量分布界于碘-125和镭的替代同位素的之间，但性能价格比较碘-125好，剂量分布的各向异性亦比碘-125好，防护较镭的替代同位素容易。

表31—1临床常用同位素物理特性表
放射性核素
符号
射线种类
射线平均能量
半衰期
铅(铅) 铅
镭—226
226
光子
0.83
1590年
铅=1.3
钴—60
60
光子
1.25
5.27年
铅=1.27
铯—137
137
光子
0.662
33.0年
铅=18.5
金—198
198
光子
0.412
2.7天
铅=0.3
铱—192
192
光子
0.36
74.2天
铅=7.1
碘—125
125
光子
28
59天
铅=0.025
钯—103
103
光子
22
17.0天
铅=0.013
镅—241
241
光子
60
432.2年
铅=0.41
钐—145
145
光子
43
340.0天
铅=0.20
镱—169
169
光子
93
32.0天
铅=1.6
锶—90
90
电子
2.28
28.1年
R最大=1100•2
锎252
252
中子
2.35
2.65年
水=5
7 锶-90源
镭、钴、铯、铱、钽、金六种同位素均为γ射线源使用，而锶-90同位素作为β源使用。锶-90以28年的半衰期蜕变成镱-90（90），后者再以64年的半衰变成锆-90（90）。锶-90β射线的最高能量为0.54，而镱-90放出穿透力强，最高能量为2.27的β线。由于β射线在组织中具有一定的射程，锶-90β线施源器的深度剂量曲线分布较好，表面剂量在100在右，可以治疗表浅病变（如眼角膜），而对重要器官（如眼球晶体）伤害少。用高强度锶-90放射源做成类似钴-60治疗机的锶-90β线治疗机，可获得高达300~15002照射面积，可用于治疗如蕈样霉菌病等广泛性表浅恶病或良性病变。锶-90β源的能量特点造成在0.5深度（即表层包括敏感的基底层）剂量最高（100%），到25以后，深度迅速下降。用锶-90线治疗表浅病变时不会影响皮肤的血液供应。锶-90β线剂量特性比浅部X线好。近年来，由于医用直线加速器的普遍使用，低能电子束能提供极好的剂量分布，β锶线治疗已很少见了。
8 锎-252源
锎-252是目前较好的用于腔内治疗的中子放射源。锎-252的半衰期为2.65年，发射裂变中子，平均中子能量为2.35，同时也发射出β射线，剂量计算和测量相对较复杂。目前己有锎-252后装治疗机在临床上使用。
三 X线治疗机
X线的产生和X线机的分类：X线是由高速运动电子突然受到物体的阻挡而产生的。放射治疗用的X线机根据能量高低分为：临界X线、接触治疗X线（10~60），浅（60160）。深部治疗X线（180400），高能X线（25）,后者主要由各类加速器产生。普通X线机与钴-60机和加速器相比，具有深度剂量低、能量低，旁向散射多、剂量分布差等缺点，因此现已逐步被后者取代。
高速运动的电子碰击靶会产生两种成分的X射线：即单能谱的特征X线和连续谱的韧致辐射X线。特征X射线对临床治疗毫无意义，韧致辐射X线是临床需要的主要成分，从最大能量（最高管电压值）以下，在任一能量处光子均有一定的强度，并在一定的能量处强度最大。
四 钴-60远距离治疗机
自1951年在加拿大第一台建成以来，前50年中得到了迅速发展和广泛的应用。
钴-60γ线在临床上最常用的因素是钴-60源的电离常数，即每毫居里每厘米每小时的伦琴数，钴-60的13.0伦/厘米•小时•毫居里。常数有两种常用的变换形式：(伦*米*分/居里)，(伦•米•小时/居里)。医用钴-60治疗机放射源，是由许多圆柱体组成，考虑到钴-60源本身的自吸收特点及治疗头准直器的限束，、一般取值为：0.0218，1.0~1.1。有时临床上习惯用克镭当量（当量）表示源强度，1居里钴-60等于1.6克镭，目前能生产千居里甚至万居里以上的高强度钴-60源。它的能量高，相当于峰值3~4线，适用于远距离深部肿瘤的治疗。和深部X线相比，钴-60的主要优点有：①射线穿透力强，深部剂量高，适用治疗深部肿瘤；②射线能量高，皮肤量低，皮肤反应轻；③钴-60γ线在骨组织中的吸收量远较一般的X线为低，因而骨损伤小，适用于骨肿瘤及骨旁病变的治疗；④钴-60γ线的次级射线主要向前散射，旁向散射少，从而使射野边缘以外的正常组织受量减少，降低了全身积分量，全身反应轻。但随着人民生活水平的提高，医用电子直线加速器的应用越来越广泛，由此购置钴-60治疗机的也越来越少。
五 医用加速器
目前加速器的种类已达数十种，而医学上使用的有从早期的电子感应加速器到目前的电子直线加速器以及回旋加速器三种。1951年医用电子感应加速器最早使用于临床，1953年电子直线加速器也投入了临床使用，而电子回旋加速器的应用则是在70年代初期才开始的。它们既可以产生高能X射线，又可以产生高能电子束，其能量范围在4~50之间。电子感应加速器是电子在交变的涡旋电场中受到加速而升高到高能的装置；电子直线加速器是利用微波电场把电子加速到高能的装置；电子回旋加速电子在交变的超高频电场中作圆周运动不断得到加速。电子感应加速器的优点是：技术上相对比较简单，制造成本低，能量可以做得很高（理想的放疗用的能量为25左右）；对电子线来讲，输出量足够大，而且能量可调范围宽，因此做电子束治疗较为理想，但最大的缺点是X线的输出量较低，例如20×20照射野来说，均整后其输出量仅能得到20伦/分左右，为此曾用三倍频的办法使其输出量提高三倍，但制造成本相应提高，因此对于X线治疗，由于它的输出量低及照射野尺寸小，不适合临床推广应用。而电子直线加速器克服了其某些不足，它的X线和电子线均有足够高的输出量，射野尺寸也可以做得很大（一般在源皮距1m处可达40×40）。直线加速器的主要缺点是：设备机构复杂，维修技术水平和维护成本高。电子回旋加速器既具有电子感应加速器的经济性，又有直线加速器输出量高的优点。它的输出量比感应加速器高几倍，而能量也很容易做得高（一般为25），此外一台设备可同时提供给几个治疗室，其X线和电子线能量均可理想地为临床选择。高能加速器产生的X线具有钴-60γ线的一切优点：能量高、深度量大、皮肤剂量低，它克服了钴-60半影大、半衰期短以及放射防护等方面的缺点，是目前放疗主要使用的设备。
六 高能电子束
放疗中使用的高能电子束是指至少能穿过2以上水的电子束，即电子束能量大于或等于4。电子加速器是能产生高能带电粒子的设备，它具有以下的临床剂量学特点：①在组织中具有一定的射程，射程深度与电子能量成正比。从加速器中引出的电子能量可以调节，可以根据病变的不同深度选择合适的电子能量做治疗；②从体表到某一深度，剂量分布均匀，到达一定深度后，等剂量曲线可迅速从80%跌落到20%，由此可保护了病变后的正常组织；③与深部X线不同，不同组织如骨、脂肪、肌肉对电子束的吸收差别不显著，但对组织中空气腔应该进行剂量校正；④单野并适当采用组织等效物做成的吸收体，可治疗表浅及偏心部位肿瘤。
七 射线（高线性能量传递射线）
一）名词定义
1．沿次级粒子径迹单位长度上的能量转换，即ΔΔX，单位为μm（千电子伏/微米）。它是描写射线质的一种物理量。X（γ）线，β线的值低，一般小于10μm，称之为低射线；快中子、π介子、重粒子的值高，一般大于10μm，称之为高射线。
2．氧增强比()描写某种射线的放射敏感性对细胞含氧状态的依赖关系的物理量。定义为：(D无氧细胞有氧细胞)相同生物效应
低射线，值高（2.5~3.0），高射线，值低（1.0~1.8）。
3．相对生物效应（）描写不同性质射线对同一种细胞的生物效应大小，即：(产生一定生物效应的标准放射线剂量)/（产生同样的生物效应的另一种放射线剂量）=（D标准射线）/（D另种射线）=（D200在线）钴γ线）
低射线，值低（≤1.0）。高射线，值高（≥2.0）。
二）高射线系
指快中子、质子、负介子以及氦、碳、氮、氧、氖等重粒子。除去快中子不带电以外，所有其它粒子都带电，因此在组织中具有一定的射程，具有电离吸收峰型剂量曲线。临床上用单一照射野就可以得到较好的剂量分布，简化了照射野设计，提高了肿瘤治疗剂量的准确性。细胞对高射线与低射线放射敏感性不同，有两方面原因：一是由于高射线的氧增强比（）比低射线的为低，即高射的放射敏感性对细胞中含氧程度依赖性较小；二是由于细胞分裂周期的影响，主要是G0期细胞对高射线抗拒性小。因此，高射线是克服放疗中乏氧细胞和G0期细胞对放射不敏感的一个重要途径。
三）快中子
快中子是不带电粒子，在组织水或其它介质中以指数方式衰减，不具有其它高射线的物理特点。快中子治疗的优点主要在于生物学方面。放疗用的快中子要求能量至少为14以上，因为14快中子在水中深度量曲线和钴-60γ线的近似，同时要求强度在治疗的距离内达到10～15分以上。两种类型的中子设备可以产生快中子：回旋加速器和中子发生器。前者产生的中子能量、强度都能满足放射治疗的要求，缺点是设备太大，后者体积小、灵活，但中子产额低、靶寿命短，用于放疗比较困难。快中子值低，为1.5～1.6,相对生物效应不仅随能量变化，而且随介质深度变化，是一个比较复杂的问题。
四）质子
质子为带电粒子，具有电离峰型吸收曲线，质子物理特性好，但质子的氧增比强、相对生物效应与X线、γ线、的相同。
五)负π介子
负π介子为带电粒子，具有电离峰型吸收曲线，物理特性好；负介子的值比X线的低，为1.8，负介子集中了快中子的生物学优点和质子的物理学特点，是比较好的一种放射源。
六) 重粒子
用于放疗的重粒子主要指元素周期表上18号元素以前的，如氦、碳、氮、氧，氖等原子核离子。这些离子具有质子的物理特性和中子的生物特点，和负π介子相似。由于原子核离子具有质量比较大，在组织中的穿射距离比相同能量的质子小得多。根据计算，约需单核能量为10亿电子伏才能适应治疗浅部肿瘤，这样的加速器是庞大的。目前只是在一些高能加速器上做生物学试验，将来可能作为综合利用方式，在高能重粒子加速器上进行放射治疗。
第二节 级X线治疗机
自1885年伦琴发现X射线，到40~50年代，X线治疗机处于全盛时期，但随着50年代初钴—60治疗机以及医用加速器的应用，级X线治疗机在国内外拥有量已为数不多，但它对一些浅层肿瘤及一些淋巴结区域治疗还有一定的优势和作用。

一 X线的产生
当高速运动的电子突然受到靶物体的阻止即可产生两种X射线，即韧致辐射和特征辐射，用于放射治疗的是连续谱的韧致辐射，是X线的主要成分，它经过滤过，去掉低能X射线成分，提高了射线质，方可用于临床治疗。X线机的靶通常是由钨、钼等金属构成。
二 X线机的简单结构
一）X线产生的条件
X线产生的基本条件是：①电子源；②真空盒；③加速电场。X线机主要组成部分：三相380自动电压调节器治疗操作控制台高压整流电路高压发生器高压电缆线球管循环冷却装置滤过板附属设备限光筒联锁保护电路附属控制电路以及治疗床等。
1．X线球管 它是由阳极（靶）和阴极（灯丝）组成，真空度为1×10-6~1×10-7托，真空目的是为了避免电子在撞击靶前损失能量。此外，真空度不好将损坏X线球管。为了防止真空度破坏，要求恒温恒湿，使用中要注意每天开机前或停机时间较长时，都要由低、低开始逐渐老练设备，避免一开机就高高运行。对新管的训练更要耐心，这样可能会使一些低微“漏气”管得到挽救。
2．阳极是X线治疗机一个重要环节，因其产热量极高，必须安置冷却系统；一般浅层X线机用风冷或水冷，中层、深层X线机用油冷，再用水冷却油。
3．灯丝（电子源） 灯丝是用钨材料做成的，因为钨发射电子的能力强，调节灯丝电流可改变指示，一般X线机都有稳流装置，可以表示X线的输出量。
4．高压（加速场） X线机的阳极有几百的高压作为电子加速场，此高压是由高压发生器产生的，而高压发生器输出电压的高低又通过设备内的自耦变压器调节，表示X线的峰值电压。
5．控制系统
①控制台上电源开关及各种操作按钮。
②治疗机机架上、下、前、后、左、右移动及固定装置。
③治疗机头的各种转角移动及固定装置。
④控制台上各种滤过板显示装置。
⑤治疗限时器。
⑥控制台上的电源、、指示仪表盘及参数值调节旋钮。
⑦限束筒以及滤过板等附件。
三 X光管的正确使用
一）检查冷却装置
在使用设备前，首先检查X线机的水循环或油循环的冷却情况是否良好，保证水冷循环调节阀打开，保证无漏水或漏油情况发生，同时将管套左右摇动数十次，把管套内的气体排出。。
二）灯丝加热
X线管在使用时，应先将其灯丝加热至所需的要温度，然后再加高压，产生X线。在灯丝还未达到预定的温度时，注意不可加高压，使用完毕，也应先将高压切断，再关掉灯丝电压。
三）逐步加高压
通常深部治疗机使用时X线球管产热很多，如果很快地加以最大负荷，可能使X线管损坏，所以使用中要特别注意每天开机前或停机时间较长时，都要由低、低逐渐上升，千万不要一开机就加以很高的和，以免发生X线管损坏事故。
四）避免超负荷使用
为了避免X线管的超负荷使用，第一，要严格按使用规程操作；第二，要时时注意X线管的冷却；第三，一次性出光不宜过长，如剂量过大，可中间停机稍稍休息后再开机为益。
四 滤过板的作用与正确使用
X线是一个复杂能谱，低能X线对治疗毫无用处，反而会造成皮肤量高，因此必须去掉低能部分。采用滤过板，保留高能X线并使其较原射线平均能量高，但剂量率有所下降。若过多地要求能量高，剂量率就会下降很多，治疗时间会延长，既增加病人痛苦又不经济，因此能量和剂量两者要兼顾，既综合考虑。滤过板的使用要考虑以下几个方面：
1)不同的管电压选择不同的滤过板（表3-2-1）。
2)一管电压滤过板不同所得的X线（半价层）也不同。
3)使用复合滤过板时要注意放置次序，从射线窗口向外，先放原子序数高的，后放原子序数低的。
表3-1-1 X线治疗机类型
类型
管电压
滤过板
半价层
应用范围
接触治疗机
10-60
A1
A1
皮肤表面，面积较小或体腔表面病变
浅层X线治疗机
60-120
A1
A1
皮肤表面，面积较大的体表病变
中层X线治疗机
120-180

皮下浅层组织肿瘤或表浅淋巴结
深层X线治疗机
180-400
或

一般用于体表下2-5厘米深的肿瘤或淋巴结
高能X线治疗机
2-25

治疗深部恶性肿瘤及淋巴结

五 X线的质及X线机的分类
在普通X线机治疗中不能用X线管电压（）来代表X线的质，因为只代表管的峰值电压。在物理意义上讲X线的质是由不同波长的X线分布情况来决定的，波长越短则X线质越高；但一般习惯上认为X线管电压越高质也就高，因为管电压越高，电子在真空加速电场内的速度也就高，能量就高，打到靶上产生波长短的X线也就相应多了，X线质也提高，但不是射线质的单位只是电压单位。影响X线质的因素很多，就两台同型号X线机而言，尽管它们的管电压相同（相等），但因受X线管管壁吸收的影响，各机的细微结构不同，管电压的波形各异，滤过板的种类和厚度的微小差异，因此所产生的X线能量也会不同。因为X线能谱很复杂，它的平均能量计算较困难，因此临床一般用表示X线的射线质。：使原射线的强度衰减到一半时所需的吸收体的厚度，即称为以该吸收体的。知道了就能了解射线的穿透性，越高，说明该射线穿透性越强，质也越高。一般低能X线120以下用铝表示；120~400用铜表示。
六 X线治疗室要求
一）机房的面积与环境 治疗用的X线机一定要将治疗室与操作室分开，并要考虑到邻室的防护问题。各部件间的相对位置应便于操作，不妨碍运动部件的行程和运转，同时也要考虑电缆接线的长度，适当地安排治疗室与操作室之间的距离。X线机机房的大小，除足够容纳机器外，必须有足够和余地，以方便病人的出入，其最小面积也不应使各运动部件的行程和运转受到限制。同时，机房面积越小，X线的散乱线对人体损害作用也越大，而且在夏季治疗时过于闷热，也不利于机器的散热。故机房面积的确定，除上述外并应根据其结构形式、工作量的大小等来决定，要尽量地使其宽敞，通风良好，保持室内干燥、空气新鲜。
二）X线机治疗室的防护与安全 X线治疗的特点是：管电压较高，管电流甚小，X线质硬，穿透力强。连续工作时间长，X线对人的损害效能也大，故必须认真做好X线防护工作以保证病人与工作人员的安全。
1．现在出厂的深部治疗机，一般均可以使X线管、治疗床、高压发生器、循环冷却装置等装在一个治疗室内，而控制台放置在另一室内，工作人员通过含有一定铅当量的玻璃窗口或反光镜来观察病人。
2．治疗室与操作室之间是隔墙、门窗和经常有人办公的邻室或地下室的墙、地板都应按主防护的标准进行设计，如管电压250，管电流15的治疗机，其墙壁距X线管的2m以外应置不低于6铅或相应铅当量防护值（混凝土建筑厚度应为230，砖墙厚度应为340）。如墙壁距X线管在2m之内，安置的铅厚度应不低于8，或混凝土建筑厚度应为260，砖墙厚长应为425。
深部X线机机头和限束装置的防护设计都必须低于最高充许泄漏标准，例如在X线机限束装置附近,以使用的治疗距离为半径,以靶为中心的球面上各点,泄漏量不得超过主线束1%。
3．治疗前必须在X线管窗前安装相应的滤过板，一般机器都有此保护电路，即不插入滤过板时，高压不予接通，不能治疗。如无此电路，应严密注意，不可忽略，以防其波长较长的X线对病人皮肤的伤害。在用复合滤过板（铜、铝合金）时，要注意铜面靠里，铝片向病人，不可倒置使用。
4．适当地选用遮线筒，以能包括被照射的病灶部分略大，以不超过1为限，不可过大
5．不应被X线照射的正常组织，需用铅板遮住保护，小面积的照射，可将铅板制成与病体灶体积相仿的孔。保护铅板的厚度：一般在150以下的，可用1的铅板；200以上需用2厚的铅板；100以下的浅部治疗，可用铅当量0.5的铅橡皮即可。应设法使病人固定，以防止被照射中心移位。
6．在治疗时，应将X线管附近之其他无用物质，尤其是金属物体清除，以防过多的产生散射线。
7．在治疗开始后，工作人员不能停留在治疗室，关闭防护门，要保证防护门与设备连锁工作正常，同时在治疗期间要随时观察病人情况。
8．开机前一定要先将水冷开关节门开大，满足冷却要求，接通主机电源后，首先要调节电源电压，使电源电压表指针域内，这样才能使各部件的工作正常。
9．治疗前一定要认真阅读治疗计划单，将管电压、管电流、滤过板、照射距离、限束筒、照射时间，预选到相应条件，摆好位再核实一下，然后开机，开机时随时注意管电压、管电流指示，如有变动可用微调调到相应位置。
10．机器使用完毕后，切断总电源，关闭好水调节门，并将控制台上的各治疗参数值置于最低位。
七 X线深部治疗机各种常见故障现象及检修
故障现象
主要故障原因
处理方法
（一）机器控载运转正常，但按下高压（或治疗）按钮后不产生X线
1、 限时器未拨时间，滤过板未插好
2、油循环、水冷却未开或流量不足
3、管电压调节器未置于最低位
4、高压控制继电器接点接触不良
5、其它控制、保护电路发生故障
1、预置治疗时间，插好滤过板
2、检查油循环装置，保证水流量充足
3、将管电压调节器置于最低位
4、检查该继电器的接点接触情况
5、检查控制、保护电路及其元件
（二）X线剂量率下降，治疗效果不显著
1、X线管衰老
2、管电流、管电压数值不准确
3、整流管衰老，管电压下降
1、更换X线球管
2、重新校准调整管电流与管电压
3、更换高压整流管
（三）治疗时，表指针忽高忽低不稳
1、高压部件有打火放电现象
2、高压电缆插头与插座接触不良
3、高压初级继电器主接点触不良
4、千伏调节器接触不良
5、X线管灯丝或稳定装置电路发生故障
1、对高压部件除尘并检查其绝缘耐压情况
2、对插头和插座除尘并保证两者接触良好
3、检查各高压继电器接点的接触情况
4、消除接触性故障
5、检测稳定装置电路和电气参数，并校准调整之

（四）治疗时间未到，保护系统自动切断高压
1、限时器故障或高压接触器接点接触不良
2、停水或水流量下降
3、电压波动范围大于自动补偿范围
4、某电路负载电流增大或工作电压降低
1、检查限时器及高压接触器接点情况
2、停止治疗
3、停止治疗，同时查清电压波动来源
4、逐一检查各有关电路的电气元件及参数值
（五）油循环电机发热或转速降低
1、在工作时三相中有一相断路
2、电机绕组有断路或短路现象
1、检查相线保险丝是否熔断
2、用欧姆表测量各绕组的阻值
（六）管电压调不到预置的数值
1、千伏指示仪表发生故障
2、千伏表外串电阻阻值改变
3、分段加压继电器中有的不工作
4、千伏调节器接触电阻大
1、检查千伏表、测量高压初级电压
2、检测该电阻阻值，根据曲线进行调整
3、检测该继电器线圈电压及相关的控制元件
4、检查炭轮接触情况
（七）按下高压（或治疗）按钮时表指数剧升，过载系统立即切断高压
1、X线球管漏气
2、某一根高压电缆、高压插头或插座击穿
3、其它高压机件有击穿或严重漏电现象
1、更换X线球管
2、 更换击穿的高压电缆，高压插头或插座
3、 更换损坏部件
第三节 远距离钴-60治疗机
自从加拿大20世纪50年代初期生产了钴-60远距离治疗机以来，至今已有半个世纪的历史。钴-60是一种放射性同位素，是由钴-59在反应堆中经热中子照射轰击所产生的不稳定放射性同位素。反应堆中子密度高轰击时间长，可以得到高强度小体积钴-60源。钴-60衰变过程中，首先辐射能量为0.31的β射线，然后连续释放能量分别为1.17及1.33 的γ射线，平均能量为1.25，衰变最终产物是镍-60（60）的稳定同位素。
钴-60治疗机放射源的强度一般用贝克勒尔（）表示（常规也可用居里，表示），考虑源的自吸收及源容器和准直器等因素影响，习惯将其强度表示为距离放射源一米处每分种的照射量（）或每小时照射量（）。
一 钴-60射线主要优点
1．钴-60源射线穿透力较强，深部剂量较高，适于治疗较深的部位肿瘤。
2．建成区皮肤吸收量低，最大剂量点不在表面，而在皮下0.5厘米处，因此皮肤反应轻。
3．钴-60射线在骨组织中的吸收量比一般X线低得多，因而骨损伤小，适用骨后病变治疗。同其他组织交界面等剂量曲线变形小，治疗剂量比较精确。
4．钴-60γ线次级射线主要向前，旁边向散射较少，射野边缘以外正常组织受量较少，降低全身积分量，全身反应轻。钴-60γ线和2-4 X射线性能相似，但钴-60治疗机结构简单、成本低、维修方便、经济可靠。但是，由于钴-60半衰期比较短（5.3年）需要经常更换放射源，治疗和不治疗期间放射源都在衰变，影响工作人员的身体健康。另外，钴60-源的体积不可能做的很小，存在钴-60源半影问题，这些已被医用电子直线加速器所克服。
二 钴-60远距离治疗机的类型

1．固定式钴-60治疗机又称立式钴-60治疗机 它的机头可上下运动，一般活动范围在135厘米左右。同时机头可朝一个方向转动给角度，一般不超过110度。治疗床与机身分体，可以推开治疗床，换用椅子坐位治疗或机头升高病人躺低位床，可用大面积照射野，照射距离变化较灵活。床的方向可任意转动，治疗头颈病人比较适宜，但做切线照射不太方便，等中心治疗也较困难。
2．旋转式钴-60治疗机 机架可做360度的旋转，机头也可朝一定的方向转动，照射起来方便。可以做多种治疗，如等中心治疗、切线野照射，有些旋转治疗机还可做钟摆照射和定角照射等等。
三 钴-60远距离治疗机的一般结构
一）钴源
一般是由Ф1高1的钴-60圆柱状小颗粒组成，放在一个Ф2-3，高2的很薄的不锈钢密封容器中。也有用Ф2-3，厚1的钴-60薄片组成2高的钴源，同样密封在很薄的不锈钢容器中。
二）源的容器及防护机头
1．放射源的容器 钴-60源是密封在很薄的不锈钢容器中，但由于其放射性活度大，不便于应用、防护和更换，因此把它再固定在一个长60-80称之为源屉的钢柱中心内，源底面暴露，也有用圆形、椰圆或正方形钢柱的，其道理一样。
2．防护机头 治疗机头主要的就是一个安全防护壳，它用高密度材料做成，一般用铅或钨合金浇铸而成，外表用钢做套壳。
3．机头防护要求 根据国际放射防护委员（）推荐，任何一个远距离同位素治疗机，当钴-60源处于关闭位置时，距离钴-60源1m处，各方向平均剂量小于2小时，在此距离处不应有超过10小时的地方。根据这种要求对千居里钴-60治疗机，需要大约10-6的衰减系数，或近似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，外面用钢做套。
三）遮线器装置
遮线器就是截断钴-60源射线的装置。当遮线器处于开位时，射线束通过一定方向出来，进行治疗。当遮线器处于关闭位时，射线束被截断，只有少部分漏射线出来。遮线器有许多不同的形式。
加拿大产的型旋转治疗机的遮线器是钴源固定下面由钨块遮挡，钨块靠空气压缩推动，照射时靠空气压缩机推开挡块，治疗结束时，压缩机空气排出，用强力弹簧将挡块送回遮挡窗口。其优点是放射源不动，照射中心固定准确重复性好。只是有时因遮线器轨道不清洁卡住，清洗较困难。
加拿大产的型固定式钴-60治疗机的遮线器是用水银柱遮挡，源也是固定的。除上述优点外，它的防护较好，照射时水银靠空气压缩机将水银压到水银储存槽内，并顶住阀门。照射结束后没有气压，水银自动流回低位水银内。
加拿大产780型远距离钴-60旋转治疗机。容量为200带有楔形板治疗装置。它的遮线器用本身防护，机头是用铅浇铸而成，外壳用钢板成型。在钴源固定在源屉中心，源屉沿轨道可以滑行，利用空气压缩机使源屉移动，变换安全位和照射位，结构简单。当源屉运动中被卡住时，该设备有强回源按钮，启动后可自动强回源或采用其它回源措施。
法国公司生产的型钴-60治疗机。最大容量为8000,它是将钴源镶在一个轮子上，照射时马达通电将放射源向下，处于治疗位。当治疗结束后，电源被切断，用强力弹簧把放射源拉回斜向上存储位。利用轮子本身直径可做遮线器，而且在安全存储位置。机头铝壳内嵌置有净化铀和钨做防护，安全可靠。在机构失灵时，有必要的应急措施，本机最大的优点是在放射源更换时，可以将整个机头的上半部，即放射头部送回工厂更换，免去治疗室换源处理。
四）准直器系统
准直器就是限制线束的范围，即限定一定的照射野大小以适应治疗需要。根据国际放射防护委员会（）推荐：准直器的厚度应使漏射量不超过有用照射量的5%，按照这个要求，钴-60准直器的最小吸收厚度应为4.5个半价层。例如铅1.27，准直器所需铅厚为5.7，一般取6。因此在用-60机治疗时铅厚应不小于6。准直器一般有固定和可调两种，因为准直器本身很笨重，所以固定的很少有人使用，大多数是可调的。在准直器的设计中要考虑钴-60半影问题。为了减少几何半影，准直器距体表越近越好，但太近了不利于机器转角旋转，同时由于准直器的散射剂量破坏建成效应反而提高了表面剂量，因此准直器一般距离体表不能小于15。为了减少穿射半影，准直器的厚度应大于4.5半价层，换言之，用铅做准直器时，厚度应大于7,而且均采用复式球面结构。
五）控制台
钴-60治疗机控制台配有总电源开关、源位指标灯、双道计时系统、治疗机控制钥匙开关、门连锁指示、气压指示、机头机架角度指示、电视监视器、对讲机或微机接口等。
六）治疗床
通常要求治疗床面能承受病人而且当射线通过时，其吸收剂量小散射少，同时床面能垂直升降，即满足治疗需要，病人上下床也方便，左右移动灵活，又可固定稳，纵向移动也同样要求，床位和床面都可旋转角度±90度。
七）遮挡屏
束遮挡屏主要有两个功能：一是平衡锤；二是屏蔽γ射线起到了防护的作用，从而可适当地缩小治疗室的面积，降低屏蔽防护造价成本。
四 半影问题
有以下三种原因造成钴-60治疗机有半影问题：
一）几何半影
源具有一定尺寸被限光筒限束后，分别受到面积不等的源照射，因此产生由高至低的剂量渐变分布。
二）穿射半影
即使是点状源由于限光器、准直器端面与边缘线束不平行，使线束穿透度不等，也造成剂量渐变分布。
三）散射半影
即使用点状源和球面形限光器，使几何半影和穿透半影消失，剂量分布也存在渐变段。这是由于介质内偏离射线方向上存在着旁向散射而造成几何野外的剂量。
四）半影的消除
射野剂量不均匀性的原因是由半影区造成了，半影区的构成是由几何半影、穿射半影、散射半影三种因素组成，前两种是由机器设计造成，散射半影小，射野面积小也可使散射半影小，应考虑设法减少半影，例如使用直径（S）较小的钴源；缩小准直器到病人体表之间，但注意此距离要保证大于等于15厘米以上，以避免治疗头及附件的次级电子污染将削减高能γ射线的皮肤保护效果；也可在准直器下方安一套消半影条装置，使它的投影位置与半影区重合切更靠进病人皮肤，从而削减了半影的剂量即使得照射野边缘锐化。消除穿射半影设计同心球面遮光器，使每一射线束都被相同足够厚的铅层所阻挡，最大程度消除穿射半影。
皮肤的几何半影 ()
肿瘤深度d处的几何半影 ()半影的计算。
源皮距（） 源限距（） 源直径 （）为限光筒至皮肤的距离

图表 3-1-1几何半影的产生和计算
五）灯光野与照射野的关
由于半影的关系，灯光野不能代表实际照射野，因为灯光野一般都采用了点源灯泡，是个点源。而钴-60却存在三种半影响射野的制定，在灯光内有100%到50%剂量，而灯光外50%至近似0%的剂量分布。一般都要把边缘线定到50%等剂量线所包括的区域内。
五 钴-60源的更换
钴-60源因不断衰变放射强度相应减少，治疗时间就需增加，那么收治人数量不断下降，当源强较弱时，就需更换新的钴-60源。换新钴-60源是一项细致、慎重的工作，应组织一个换源小组，由有经验