放射治疗设备介绍.pptx

放射治疗设备放射治疗设备放射治疗设备介绍第1页基本概念基本概念放放 射射 能使能使物质电离物质电离电磁波或粒子流电磁波或粒子流辐射辐射 过程过程称为称为“放射放射”放射线放射线 能使物质电离能使物质电离电磁波或粒子流电磁波或粒子流称为称为“放放 射线射线”，简称，简称“射线射线”.放射源放射源 能输出能输出“射线射线”物质物质(元素元素)或设备或设备称为称为 “放射源放射源”。放射性放射性 一些物质一些物质(元素元素)或设备能够产生或设备能够产生“电离辐电离辐 射射”性质叫做性质叫做“放射性放射性”。放射治疗设备介绍第2页基本概念基本概念电离辐射电离辐射:能够引发物质电离辐射能够引发物质电离辐射通常所说通常所说“放射放射”、“放射线放射线”、“放射源放射源”等实际上就是特指等实际上就是特指“电离辐射电离辐射”。电离辐射能够从。电离辐射能够从原子原子或或分子分子里面电离里面电离(ionize)出最少一个出最少一个电子电子电离电离:即经过照射后能使物质原子或分子变成即经过照射后能使物质原子或分子变成“离子离子”，从，从而改变物质原有特征。而改变物质原有特征。离子离子:带有带有电荷电荷原子或分子，或组合在一起原子或分子团。原子或分子，或组合在一起原子或分子团。带正电荷离子称带正电荷离子称“正离子正离子”，带负电荷离子称，带负电荷离子称“负离子负离子”。指原子因为本身或外界作用而失去或得到一个或几个电子指原子因为本身或外界作用而失去或得到一个或几个电子使其到达最外层电子数为使其到达最外层电子数为8个（如第一层是最外层，则为个（如第一层是最外层，则为2个）稳定结构。个）稳定结构。放射治疗设备介绍第3页基本概念基本概念放射性核素内部发出射线用希腊字母表示放射性核素内部发出射线用希腊字母表示射线、射线、射线和射线和射线就分别表示从放射性核素内部射线就分别表示从放射性核素内部发出中子、电子和光子发出中子、电子和光子不是从放射性核素内部发出用大写英文字母或者实际不是从放射性核素内部发出用大写英文字母或者实际名称表示名称表示X射线、电子射线射线、电子射线(简称电子线简称电子线)、质子射线等。、质子射线等。射线与电子射线都是由放射源向外发射电子流射线与电子射线都是由放射源向外发射电子流物理特征基本相同，区分在于起源不一样，能量不一物理特征基本相同，区分在于起源不一样，能量不一样样射线与射线与X射线都是电磁辐射射线都是电磁辐射(光子光子)，单从放射治疗效，单从放射治疗效果与作用而言，二者基本相同，只是起源不一样，能果与作用而言，二者基本相同，只是起源不一样，能量不一样而已。量不一样而已。放射治疗设备介绍第4页“射线射线”装置装置X线机、线机、CT、ECT、PET等各种医学影像检验设等各种医学影像检验设备（诊疗）备（诊疗）放射治疗设备介绍第5页“射线射线”装置装置放射治疗设备：放射治疗设备：钴钴-60治疗机治疗机医用直线加速器医用直线加速器刀、刀、X刀刀近距离后装治疗机近距离后装治疗机质子加速器等质子加速器等放射治疗设备介绍第6页“射线射线”装置装置依据不一样医学需求依据不一样医学需求选取了不一样选取了不一样“放射源放射源”输出输出“射线射线”含有各自特定能量和剂量含有各自特定能量和剂量完成特定医学检验或医学治疗目标。完成特定医学检验或医学治疗目标。放射治疗设备介绍第7页放射源类型放射源类型放射治疗使用放射源放射治疗使用放射源放射性核素放射性核素人工射线装置人工射线装置放射性核素放射性核素天然放射性核素天然放射性核素 226镭镭人工放射性核素人工放射性核素 60钴钴 92铱铱放射治疗设备介绍第8页放射源类型放射源类型放射性核素特点放射性核素特点 每时每刻都有射线输出每时每刻都有射线输出 时间时间 辐射能力辐射能力放射性核素衰减特征放射性核素衰减特征半衰期：射线衰减到初始状态二分之一时所需要半衰期：射线衰减到初始状态二分之一时所需要时间时间镭镭-1590年年 60钴钴-5.27年年 192铱铱-74天天半衰期，甚至衰减报废以后放射性核素依然会有射半衰期，甚至衰减报废以后放射性核素依然会有射线输出线输出放射治疗设备介绍第9页放射源类型放射源类型人工射线装置：人工射线装置：能够产生并输出高能射线各种射线装备能够产生并输出高能射线各种射线装备 X线机线机 加速器加速器特点：特点：工作时输出射线工作时输出射线 停机时没有放射性停机时没有放射性 结构比较复杂结构比较复杂输出射线能量越高、性能越先进、结构越复杂，输出射线能量越高、性能越先进、结构越复杂，价格就越昂贵价格就越昂贵放射治疗使用人工射线装置，正在朝着多功效、放射治疗使用人工射线装置，正在朝着多功效、高性能、高精度方向发展。高性能、高精度方向发展。放射治疗设备介绍第10页放射线类型放射线类型放射源：天然放射源和人工放射源放射源：天然放射源和人工放射源放射源本质：放射源本质：光子辐射光子辐射(电磁辐射电磁辐射)粒子辐射粒子辐射光子光子各类放射性核素产生各类放射性核素产生射线（射线（60钴钴 192铱）铱）加速器等设备产生加速器等设备产生X射线射线波长很短、频率非常高电磁波辐射，或者说是光波长很短、频率非常高电磁波辐射，或者说是光子辐射。子辐射。放射治疗设备介绍第11页放射线类型放射线类型粒子粒子 放射性核素：放射性核素：粒子粒子(中子中子)粒子质量为粒子质量为6.6410-27kg.粒子带正电荷，由两粒带正电荷质子粒子带正电荷，由两粒带正电荷质子和两粒中性中子组成，相等于一个氦原子核。和两粒中性中子组成，相等于一个氦原子核。粒子粒子(电子电子)加速器等设备加速器等设备 电子束电子束 质子束质子束 中子束中子束 重粒子束重粒子束(碳离子等碳离子等)放射治疗设备介绍第12页放射线类型放射线类型人工射线装置人工射线装置kV级级X射线治疗机放射出是射线治疗机放射出是 X射线射线质子加速器放射出是带电粒子质子加速器放射出是带电粒子质子质子医用电子直线加速器医用电子直线加速器光子束光子束 X射线射线粒子束粒子束电子射线电子射线放射治疗设备介绍第13页放射线类型放射线类型同一个放射源，并不一定只能发射一个射线同一个放射源，并不一定只能发射一个射线有放射性核素既能够发射有放射性核素既能够发射射线，同时又发射射线，同时又发射射射线和线和射线射线同一个放射源发射不一样射线，往往含有不一样同一个放射源发射不一样射线，往往含有不一样强度或能量，因而含有不一样放射特征强度或能量，因而含有不一样放射特征正是利用各种射线含有不一样放射特征特点，才正是利用各种射线含有不一样放射特征特点，才为放射诊疗技术和放射治疗技术提供了各种可能为放射诊疗技术和放射治疗技术提供了各种可能选择，以满足临床不一样选择，以满足临床不一样放射治疗设备介绍第14页放射线类型放射线类型直接致电离辐射直接致电离辐射：带电粒子(正电离子和负电离子)引发物质直接电离间接致电离辐射：间接致电离辐射：光子(X射线和射线)和中性粒子不是直接引发物质电离放射治疗设备介绍第15页放射线类型放射线类型电磁波电磁波(电磁辐射电磁辐射)无线电波、红外线、可见光、紫外线、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线、射线射线传输速度：传输速度：30万千米万千米/秒秒(真空真空)“波长波长”和和“频率频率”不相同，外在表现和特点不一样不相同，外在表现和特点不一样放射治疗设备介绍第16页放射治疗设备介绍第17页放射治疗设备介绍第18页电磁辐射电磁辐射“波粒二重性波粒二重性”电磁辐射电磁辐射“波波”特征特征“粒子粒子”特征特征双重特征双重特征 波长不一样有很大差异波长不一样有很大差异波长越长波长越长“波波”特征越强特征越强波长越短，波长越短，“粒子粒子”特征越强。特征越强。放射治疗设备介绍第19页电磁辐射电磁辐射“波粒二重性波粒二重性”无线电波、微波等向外辐射时，无线电波、微波等向外辐射时，“粒子粒子”特征非常特征非常微弱，普通是用波动理论进行描述，所以，通常微弱，普通是用波动理论进行描述，所以，通常叫做电磁波；叫做电磁波；红外线，可见光、紫外线而言，红外线，可见光、紫外线而言，“波波”特征依次减特征依次减弱，弱，“粒子粒子”特征依次增强，特征依次增强，红外线红外线“波波”特征略强，特征略强，“粒子粒子”特征较弱；特征较弱；紫外线则是紫外线则是“波波”特征较弱，特征较弱，“粒子粒子”特征略强；特征略强；而可见光而可见光“波粒二重性波粒二重性”最为经典；最为经典；放射治疗设备介绍第20页电磁辐射电磁辐射“波粒二重性波粒二重性”电磁波谱另一端，电磁波谱另一端，X射线和射线和射线主要以射线主要以“粒子粒子”特特征表现，几乎显不出征表现，几乎显不出“波波”特征特征能够把能够把X射线和射线和射线看成是射线看成是“粒子粒子”，但这种粒子，但这种粒子含有自己特殊性质，为了有所区分，人们把这种含有自己特殊性质，为了有所区分，人们把这种“粒子粒子”叫做叫做“光子光子”。在放射治疗医学领域，人们往往把在放射治疗医学领域，人们往往把“光子光子”概念等概念等同于同于X射线或射线或射线射线放射治疗设备介绍第21页X射线射线射线特点射线特点X射线和射线和射线含有穿透物质能力射线含有穿透物质能力特定能量特定能量X射线或射线或射线而言，物质密度越小射线而言，物质密度越小,穿透穿透能力越强能力越强;物质密度越大，穿透能力越弱物质密度越大，穿透能力越弱X线机、线机、CT机设计原理机设计原理放射治疗设备介绍第22页X射线射线射线特点射线特点不一样物质对不一样物质对X射线和射线和射线含有不一样穿透能力，射线含有不一样穿透能力，通常是物质原子序数越高，通常是物质原子序数越高，X射线或射线或射线穿透能射线穿透能力越弱力越弱依据这一特点，选取穿透能力弱材料对依据这一特点，选取穿透能力弱材料对X射线和射线和射线进行控制与防护，铅被广泛应用射线进行控制与防护，铅被广泛应用。放射治疗设备介绍第23页X射线射线射线特点射线特点“电离辐射电离辐射”是是X射线和射线和射线另一个主要特点。能射线另一个主要特点。能量越高，辐射深度越深，量越高，辐射深度越深，“电离电离”性能越强。性能越强。医用直线加速器、钴医用直线加速器、钴-60治疗机、近距离后装治疗治疗机、近距离后装治疗机等当代肿瘤放射治疗设备就是按照机等当代肿瘤放射治疗设备就是按照X射线和射线和射射线这一特征而设计生产并逐步发展起来。线这一特征而设计生产并逐步发展起来。放射治疗设备介绍第24页粒子辐射粒子辐射粒子辐射包含带电粒子辐射和中性粒子辐射粒子辐射包含带电粒子辐射和中性粒子辐射(电子、电子、质子、中子等质子、中子等)带电粒子带电粒子带正电粒子带正电粒子-正电粒子正电粒子带负电粒子带负电粒子-负电粒子负电粒子粒子辐射按质量粒子辐射按质量轻粒子轻粒子重粒子重粒子电子和质子是带电粒子电子和质子是带电粒子电子是负电粒子电子是负电粒子质子是正电粒子质子是正电粒子中子是中性粒子中子是中性粒子 放射治疗设备介绍第25页粒子辐射粒子辐射粒子质量粒子质量 电子电子-轻粒子轻粒子 质子质子 中子中子-较重离子较重离子 碳、氧、氮等粒子碳、氧、氮等粒子-重粒子重粒子一个质子一个质子=一个电子电荷量一个电子电荷量=1.60Xl0-19C(库仑库仑)；一个质子质量一个质子质量1.67X10-27kg=1836倍个电子质量倍个电子质量 二者质量差异巨大二者质量差异巨大碳离子等重离子质量更大碳离子等重离子质量更大放射治疗设备介绍第26页粒子辐射粒子辐射不一样粒子辐射不一样粒子辐射不一样射线装置或射线设备来产生不一样射线装置或射线设备来产生不一样设备所输出粒子辐射含有各不相同放射特不一样设备所输出粒子辐射含有各不相同放射特征征利用各具特色放射特征，输出各种粒子束放射治利用各具特色放射特征，输出各种粒子束放射治疗设备，以满足临床放疗不一样需求。疗设备，以满足临床放疗不一样需求。放射治疗设备介绍第27页放射治疗设备介绍第28页直接致电离辐射直接致电离辐射含有比较显著含有比较显著“射程射程”即电子线、质子束和重离子束即电子线、质子束和重离子束这三条曲线都有比较显著终点，这是带电粒子辐射这三条曲线都有比较显著终点，这是带电粒子辐射共同特点。共同特点。电子射程很浅，只适合于皮肤和较浅部位病变治疗电子射程很浅，只适合于皮肤和较浅部位病变治疗放射治疗设备介绍第29页直接致电离辐射直接致电离辐射质子和重离子射程比较远质子和重离子射程比较远最大优势：最大优势：“布拉格峰布拉格峰”：到达最大射程以后射线剂量快速降到达最大射程以后射线剂量快速降低到零点曲线低到零点曲线有效保护后面正常组织，比较适合于主要器官周有效保护后面正常组织，比较适合于主要器官周围病变治疗。围病变治疗。重粒子重粒子“布拉格峰布拉格峰”比质子比质子“布拉格峰布拉格峰”愈加尖锐，愈加尖锐，对一些特定病变而言含有更大优越性，设备愈加对一些特定病变而言含有更大优越性，设备愈加粗笨和复杂，故当前极少应用。质子加速器和重粗笨和复杂，故当前极少应用。质子加速器和重粒子加速器设备造价太昂贵等原因，当前还难以粒子加速器设备造价太昂贵等原因，当前还难以广泛推广应用。广泛推广应用。放射治疗设备介绍第30页放射治疗设备介绍第31页间接致电离辐射间接致电离辐射射线没有射线没有“射程射程”kV级级K射线、射线、射线、高能射线、高能X射线、中射线、中子束这四条曲线几乎没有终点，这是间子束这四条曲线几乎没有终点，这是间接致电离辐射接致电离辐射包含光子和中性粒子包含光子和中性粒子(中子中子)共同特点，但它们最大剂量点深共同特点，但它们最大剂量点深度随能量增加而加深，度随能量增加而加深，为了表示这种射线特点，通常将从表面为了表示这种射线特点，通常将从表面到最大剂量点区域称之为到最大剂量点区域称之为“建成区建成区”。经。经过选择适当能量即依据病灶深度选择适过选择适当能量即依据病灶深度选择适当当“建成区建成区”，并采取合理布野照射技术，并采取合理布野照射技术，这类射线能够适合于多数病灶放射治疗。这类射线能够适合于多数病灶放射治疗。高能高能X射线和中子束剂量特征曲线比较射线和中子束剂量特征曲线比较靠近，似乎二者没有什么区分，而实际靠近，似乎二者没有什么区分，而实际上，从放射生物学角度分析，二者还是上，从放射生物学角度分析，二者还是有较大差异。另外，因中子设备愈加复有较大差异。另外，因中子设备愈加复杂昂贵，故当前极少应用。杂昂贵，故当前极少应用。放射治疗设备介绍第32页放射治疗设备介绍第33页惯用放射治疗设备惯用放射治疗设备 放射治疗设备照射方式：外照射放射治疗设备照射方式：外照射 内照射内照射外照射（远距离照射）是将放射源置于体外一定距离进行外照射（远距离照射）是将放射源置于体外一定距离进行照射，放射线需经皮肤和正常组织才能抵达肿瘤或病变组照射，放射线需经皮肤和正常组织才能抵达肿瘤或病变组织。依据不一样病灶，只要选择适当射线类型和能量，精织。依据不一样病灶，只要选择适当射线类型和能量，精心设计治疗计划和治疗方案，就能够抵达预计治疗效果。心设计治疗计划和治疗方案，就能够抵达预计治疗效果。内照射（近距离照射）是采取某种方式将放射源置于人体内照射（近距离照射）是采取某种方式将放射源置于人体自然腔道或组织间进行近距离直接照射，因为内照射距离自然腔道或组织间进行近距离直接照射，因为内照射距离近，普通选取低能量放射源，只要选择适当适应证，也能近，普通选取低能量放射源，只要选择适当适应证，也能够抵达比较理想治疗效果。够抵达比较理想治疗效果。内照射治疗既能够单独实施，也能够与外照射配合实施，内照射治疗既能够单独实施，也能够与外照射配合实施，详细采取哪种照射方式，要依据不一样病灶由放疗医师来详细采取哪种照射方式，要依据不一样病灶由放疗医师来确定详细治疗实施方案。确定详细治疗实施方案。放射治疗设备介绍第34页外照射外照射 内照射内照射放射治疗设备介绍第35页惯用放射治疗设备惯用放射治疗设备kV级级X射线治疗机射线治疗机钴钴-60治疗机治疗机医用电子直线加速器医用电子直线加速器内照射近距离后装治疗机内照射近距离后装治疗机质子加速器质子加速器在普通医用电子直线加速在普通医用电子直线加速器上辅加动态多叶光阑器上辅加动态多叶光阑(MLC)、实时验证系统和、实时验证系统和呼吸门控系统等装置，使呼吸门控系统等装置，使得得“适形治疗适形治疗”和和“调强治调强治疗疗”等准确放射治疗技术等准确放射治疗技术取得了飞速发展。取得了飞速发展。放射治疗设备介绍第36页kV级级X射线治疗机和钴射线治疗机和钴-60治疗机是早期外照射设备，前治疗机是早期外照射设备，前者当前已趋于淘汰；后者因为设备结构比较简单，成本较者当前已趋于淘汰；后者因为设备结构比较简单，成本较低，含有很好临床意义，当前在中小医院仍有一定市场。低，含有很好临床意义，当前在中小医院仍有一定市场。而在大型综合性医院和专业肿瘤医院，作为主流外照射设而在大型综合性医院和专业肿瘤医院，作为主流外照射设备，医用电子直线加速器正在放疗界得到快速推广和应用。备，医用电子直线加速器正在放疗界得到快速推广和应用。在计算机控制下，以在计算机控制下，以192铱作为放射源近距离后装治疗机铱作为放射源近距离后装治疗机是当前应用最为广泛内照射设备。是当前应用最为广泛内照射设备。而性能愈加优越重粒子加速器等高能粒子加速器，因为结而性能愈加优越重粒子加速器等高能粒子加速器，因为结构愈加复杂，价格昂贵等原因，当前和今后相当长时间内构愈加复杂，价格昂贵等原因，当前和今后相当长时间内还难以推广应用。还难以推广应用。放射治疗终究选取何种放疗设备，选取何种放射源，用多放射治疗终究选取何种放疗设备，选取何种放射源，用多高能量进行照射，要依据实际临床需要和当初经济技术水高能量进行照射，要依据实际临床需要和当初经济技术水平综合考虑来确定。平综合考虑来确定。放射治疗设备介绍第37页为了进行有效放射治疗，还必须配置对应放疗辅为了进行有效放射治疗，还必须配置对应放疗辅助设备。主要包含：助设备。主要包含：模确定位机模确定位机治疗计划系统治疗计划系统挡铅制作系统挡铅制作系统患者定位体架等患者定位体架等CT模拟机模拟机”定位定位计划系统计划系统“模拟机模拟机CT”定位定位计划系统计划系统放射治疗设备介绍第38页第二节第二节 kV级级X射线治疗机射线治疗机放射治疗设备介绍第39页基本结构基本结构 1X射线管射线管 2高低电压发生器高低电压发生器 3控制系统控制系统 4机械装置和辅助设备机械装置和辅助设备 放射治疗设备介绍第40页X射线管射线管X射线管射线管 是是kV级级X射线治疗机心脏，是产生射线治疗机心脏，是产生X射射线关键部件。它主要包含阴极线关键部件。它主要包含阴极(灯丝灯丝)和阳极和阳极(钨靶钨靶)两大部分。两大部分。放射治疗设备介绍第41页高低电压发生器高低电压发生器高低电压发生器高低电压发生器 低压部分低压部分主要是灯丝变压器，电压能够调整，供主要是灯丝变压器，电压能够调整，供给灯丝进行加热，方便形成给灯丝进行加热，方便形成“电子源电子源”。高压部分高压部分能够产生几百千伏能够产生几百千伏(kV)高电压。该电压高电压。该电压普通是采取自耦普通是采取自耦变压器变压器调整。高电压加在球管阳调整。高电压加在球管阳极，方便在钨靶和灯丝之间形成加速电场。极，方便在钨靶和灯丝之间形成加速电场。放射治疗设备介绍第42页控制系统控制系统X射线治疗机控制中心射线治疗机控制中心各种控制电路和控制台上开关各种控制电路和控制台上开关调整旋钮调整旋钮各种监视仪表各种监视仪表能够进行电源控制、电压和电流调整、工作方式能够进行电源控制、电压和电流调整、工作方式选择等操作。选择等操作。放射治疗设备介绍第43页机械装置和辅助设备机械装置和辅助设备完整机械装置完整机械装置对应辅助设备对应辅助设备支架支架立柱立柱导轨导轨患者床患者床定位装置、显示装置和存放与输出装置等设备。定位装置、显示装置和存放与输出装置等设备。放射治疗设备介绍第44页滤过板滤过板因为因为kV级级X射线治疗机所产生射线治疗机所产生X射线能谱比较复杂，射线能谱比较复杂，其中低能其中低能X射线对治疗不但无益，反而会造成皮肤射线对治疗不但无益，反而会造成皮肤量过高，所以，每台量过高，所以，每台X射线治疗机都要依据不一样射线治疗机都要依据不一样管电压配置适当材料、适当厚度滤过板，用滤过管电压配置适当材料、适当厚度滤过板，用滤过之后之后X射线进行放射治疗。射线进行放射治疗。放射治疗设备介绍第45页kV级级X射线治疗机基本工作原理射线治疗机基本工作原理灯丝通电加热灯丝通电加热阴极形成局部电子云团阴极形成局部电子云团(“电子源电子源”)阳极与阴极之间施加正向阳极与阴极之间施加正向高电压高电压(管电压管电压)在钨靶和灯丝之间形成正在钨靶和灯丝之间形成正向强电场向强电场在正向强电场作用下，在正向强电场作用下，“电子源电子源”向钨靶高速运动向钨靶高速运动电子撞击钨靶，产生于治电子撞击钨靶，产生于治疗病变疗病变kV级级X射线射线放射治疗设备介绍第46页半价层半价层(HVL)对对kV级级X射线治疗机而言，不能用管电压来表示射线治疗机而言，不能用管电压来表示X射线质。临床上，普通是用射线质。临床上，普通是用“半价层半价层(HVL)”来定义来定义X射线射线质。射线射线质。半价层半价层(HVL)是指使原射线强度衰减到二分之一是指使原射线强度衰减到二分之一时所需吸收体厚度，就称为以该吸收体厚度表示时所需吸收体厚度，就称为以该吸收体厚度表示半价层。半价层。半价层越高，穿透力越高，射线质就越高，即射半价层越高，穿透力越高，射线质就越高，即射线能量越高。普通线能量越高。普通120 kV以下浅层以下浅层K射线用铝射线用铝(A1)表示半价层，表示半价层，120400 kV中、深层中、深层X射线用射线用铜铜(Cu)加铝加铝(A1)表示半价层表示半价层(HVL)。放射治疗设备介绍第47页X射线治疗机类型和适用范围射线治疗机类型和适用范围 kV级级X射线治疗机管电压越高，适合治疗病灶越深，但主要适合于人射线治疗机管电压越高，适合治疗病灶越深，但主要适合于人体表浅组织病变体表浅组织病变深层深层X射线治疗机，也只适合治疗体表下较深肿瘤或淋巴结肿瘤射线治疗机，也只适合治疗体表下较深肿瘤或淋巴结肿瘤(普通普通是皮下是皮下25cm)出于材料耐压、极间打火和安全等原因考虑，限制了管电压深入提升，出于材料耐压、极间打火和安全等原因考虑，限制了管电压深入提升，难以满足更深部位病灶治疗需要。所以，难以满足更深部位病灶治疗需要。所以，kV级级X射线治疗机适应范围射线治疗机适应范围有限，趋于淘汰也就在所难免了有限，趋于淘汰也就在所难免了 放射治疗设备介绍第48页第三节第三节 外照射钴外照射钴-60治疗机治疗机 放射性核素放射性核素60钴发射出钴发射出射线能够到达兆伏射线能够到达兆伏(MV)级级能量能量含有更强穿透能力含有更强穿透能力能够治疗浅表组织病变能够治疗浅表组织病变适合于治疗更深处病变适合于治疗更深处病变结构比较简单，制造和运行成本都比较低，结构比较简单，制造和运行成本都比较低，自自20世纪世纪60年代起，外照射钴年代起，外照射钴-60治疗机就逐步取治疗机就逐步取代了代了kV级级X射线治疗机而成为临床放射治疗设备射线治疗机而成为临床放射治疗设备主流机型主流机型 放射治疗设备介绍第49页钴钴-60治疗机治疗机钴钴-60治疗机按结构治疗机按结构:固定式和旋转式固定式和旋转式固定式钴固定式钴-60治疗机是早期产品，已被旋转式钴治疗机是早期产品，已被旋转式钴-60治疗机逐步取代。治疗机逐步取代。旋转式钴旋转式钴-60治疗机机架能够作治疗机机架能够作360旋转，机头也旋转，机头也可朝一定方向移动，照射起来方便，能够做各种可朝一定方向移动，照射起来方便，能够做各种治疗，如等中心治疗、切野照射等，有些还能作治疗，如等中心治疗、切野照射等，有些还能作钟摆照射和定角照射等等。钟摆照射和定角照射等等。放射治疗设备介绍第50页旋转式钴旋转式钴-60治疗机基本结构治疗机基本结构治疗机头治疗机头准直器准直器治疗机架治疗机架治疗机床治疗机床控制操作部分控制操作部分放射治疗设备介绍第51页治疗机头治疗机头钴钴-60治疗机关键部件治疗机关键部件:治疗机头治疗机头钴源钴源:放射性核素放射性核素60钴钴遮线器装置遮线器装置:使放射源能在关机储存和开机照射状使放射源能在关机储存和开机照射状态之间自如转换，治疗机头内必须安装。态之间自如转换，治疗机头内必须安装。当遮线器处于关位时，射线束被遮挡，治疗机处当遮线器处于关位时，射线束被遮挡，治疗机处于安全状态；当遮线器处于开位时，射线束从机于安全状态；当遮线器处于开位时，射线束从机头射出，处于治疗状态。头射出，处于治疗状态。惯用遮线器有：钨门式遮线器、旋转式遮线器、惯用遮线器有：钨门式遮线器、旋转式遮线器、水银柱式遮线器和抽屉式遮线器水银柱式遮线器和抽屉式遮线器抽屉式遮线器是当前最惯用一个方式抽屉式遮线器是当前最惯用一个方式放射治疗设备介绍第52页抽屉式遮线器工作原理抽屉式遮线器工作原理将钴源储源杯装在一只抽屉中，防护机头中间有一条能够自由运动滑道，抽将钴源储源杯装在一只抽屉中，防护机头中间有一条能够自由运动滑道，抽屉运动动力靠压缩空气完成，在压缩空气气路中，有一套二位五路电控阀门，屉运动动力靠压缩空气完成，在压缩空气气路中，有一套二位五路电控阀门，把压缩空气注入到气缸左端或右端，使抽屉自由运动，到达放射源自由开启把压缩空气注入到气缸左端或右端，使抽屉自由运动，到达放射源自由开启或关闭功效。或关闭功效。遮线器用机头本身防护，机头是用铅浇铸而成，外壳用钢板成型。在钴源储遮线器用机头本身防护，机头是用铅浇铸而成，外壳用钢板成型。在钴源储存处用净化铀和钨加强防护。钴源固定在钢柱中心，钢柱沿轨道能够滑行，存处用净化铀和钨加强防护。钴源固定在钢柱中心，钢柱沿轨道能够滑行，利用空气压缩机使钢柱移动，变换安全位和照射位。利用空气压缩机使钢柱移动，变换安全位和照射位。抽屉式遮线器特点是结构比较简单。万一钴源钢柱运动时被卡住，该机器有抽屉式遮线器特点是结构比较简单。万一钴源钢柱运动时被卡住，该机器有强行回源按钮，开启后可自动强行回源或采取其它回源办法。强行回源按钮，开启后可自动强行回源或采取其它回源办法。放射治疗设备介绍第53页 因为因为60钴是活度很高放射源，必须加强放射防护才能确保钴是活度很高放射源，必须加强放射防护才能确保使用安全，所以，治疗机头主要就是一个大安全防护壳，使用安全，所以，治疗机头主要就是一个大安全防护壳，它用高密度材料做成，普通是由铅或钨合金浇铸而成，外它用高密度材料做成，普通是由铅或钨合金浇铸而成，外表面则用钢材做套壳。表面则用钢材做套壳。依据国际放射防护委员会依据国际放射防护委员会(ICRP)推荐，机头基本防护要推荐，机头基本防护要求是，任何一个远距离核素治疗机，当机器处于关闭位置求是，任何一个远距离核素治疗机，当机器处于关闭位置时，在距离放射源时，在距离放射源1mm处测量，各方向平均剂量应小于处测量，各方向平均剂量应小于2mR/h(毫伦琴毫伦琴/时时)，同时，在此距离处不应有超出，同时，在此距离处不应有超出10mR/h地方。地方。依据这一要求，对千居里钴依据这一要求，对千居里钴-60治疗机而言，需要大约治疗机而言，需要大约10-6衰减系数，或近似衰减系数，或近似20个半价层。为了到达这一要求，通个半价层。为了到达这一要求，通常储源容器是用钨或铀合金制作，容器周围再用铅做防护常储源容器是用钨或铀合金制作，容器周围再用铅做防护层，机头外壳用钢材料做成。层，机头外壳用钢材料做成。放射治疗设备介绍第54页准直器系统准直器系统准直器就是限制线束范围，即限定一定照射野大准直器就是限制线束范围，即限定一定照射野大小以适应治疗需要。小以适应治疗需要。依据国际放射防护委员会依据国际放射防护委员会(ICRP)推荐：准直器厚推荐：准直器厚度应使漏射量不超出有用照射量度应使漏射量不超出有用照射量5，按照这个要，按照这个要求，求，60钴准直器最小吸收厚度应为钴准直器最小吸收厚度应为4.5个半价层。个半价层。准直器所需铅厚为准直器所需铅厚为5.7cm，普通取，普通取6cm。摆位时。摆位时托架上铅挡块也应大于托架上铅挡块也应大于6cm。准直器普通有固定和可调两种，因为准直器本身准直器普通有固定和可调两种，因为准直器本身很粗笨，所以固定极少有些人使用，大多数是可很粗笨，所以固定极少有些人使用，大多数是可调准直器。因为钴源包壳是直径为调准直器。因为钴源包壳是直径为20mm以上不以上不锈钢容器，并非锈钢容器，并非“点源点源”，所以，所以，“半影半影”较大较大放射治疗设备介绍第55页钴钴-60治疗机几何半影示意图治疗机几何半影示意图点发出射线束点发出射线束(实线实线)是正常投影是正常投影区域，区域，A和和B两处发出射线束两处发出射线束(虚虚线线)就形成了半影区。就形成了半影区。为了降低几何半影，准直器距体为了降低几何半影，准直器距体表越近越好，但太近了不利于机表越近越好，但太近了不利于机器转角旋转，同时因为准直器散器转角旋转，同时因为准直器散射剂量破坏建成效应反而提升了射剂量破坏建成效应反而提升了表面剂量，所以准直器普通距离表面剂量，所以准直器普通距离体表不能低于体表不能低于1520cm。为了。为了降低穿射半影，准直器厚度应大降低穿射半影，准直器厚度应大于于4.5半价层，也就是说用铅作准半价层，也就是说用铅作准直器时厚度应大于直器时厚度应大于7cm，而且均，而且均采取复式球面结构。采取复式球面结构。放射治疗设备介绍第56页治疗机架治疗机架 治疗机架是机器支撑装置，整个机器全部部件治疗机架是机器支撑装置，整个机器全部部件都由机架将其连为一体，直立固定式钴都由机架将其连为一体，直立固定式钴-60机机架机机架较为简单，主要就是支撑防护机头和平衡体，而较为简单，主要就是支撑防护机头和平衡体，而回转式机器除有支撑作用外，还是等中心技术最回转式机器除有支撑作用外，还是等中心技术最基本组成部分。基本组成部分。放射治疗设备介绍第57页治疗床治疗床承载足够体重患者承载足够体重患者射线经过时，要求吸收剂量小散射少射线经过时，要求吸收剂量小散射少床面能垂直升降床面能垂直升降患者上下床患者上下床左右移动左右移动纵向移动纵向移动床座和床面可旋转角度床座和床面可旋转角度90度度放射治疗设备介绍第58页钴钴-60治疗机控制系统治疗机控制系统电气控制电气控制机械控制机械控制安全保护控制安全保护控制控制台控制台总电源开关、源位指示灯、双道计时系统、治疗总电源开关、源位指示灯、双道计时系统、治疗机控制钥匙开关、门连锁指示、气源压力系统、机控制钥匙开关、门连锁指示、气源压力系统、机头机架角度指示、电视监控和对讲机等。机头机架角度指示、电视监控和对讲机等。放射治疗设备介绍第59页安全连锁安全连锁钴钴-60治疗机必须设置一系列安全连锁装置，这些治疗机必须设置一系列安全连锁装置，这些装置都连接到主控电路中，也就是说，不论哪一装置都连接到主控电路中，也就是说，不论哪一个安全连锁不在正常位置，机器都不能顺利出源个安全连锁不在正常位置，机器都不能顺利出源治疗。治疗。放射治疗设备介绍第60页 60钴是一个放射性核素，是由普通金属钴是一个放射性核素，是由普通金属60钴在反应堆中经钴在反应堆中经热中子照射轰击所产生不稳定核素。热中子照射轰击所产生不稳定核素。人们就是利用人们就是利用60钴在核衰变过程中放射出钴在核衰变过程中放射出射线对肿瘤进行射线对肿瘤进行放射治疗。放射治疗。因为因为60钴是核反应堆产物，所以称为人工放射性核素。钴是核反应堆产物，所以称为人工放射性核素。钴源放射出钴源放射出7射线平均能量为射线平均能量为1.25MV，半衰期是，半衰期是5.27年年(5年零年零3个月个月)，大约平均每个月衰减，大约平均每个月衰减1.1，使用寿命普通是，使用寿命普通是7.6年。年。临床上惯用钴源多是颗粒状，钴粒被封装在金属不锈钢包临床上惯用钴源多是颗粒状，钴粒被封装在金属不锈钢包壳里面。当前惯用钴源包壳外形有壳里面。当前惯用钴源包壳外形有23.4mmX36.7mm和和26mmX27mm两种规格。两种规格。放射治疗设备介绍第61页封装好钴源，平时被存放在机头封装好钴源，平时被存放在机头“源容器源容器”内。内。治疗时，经过特制机械装置，将钴源自动推到照治疗时，经过特制机械装置，将钴源自动推到照射窗口处。经过准直器等射线控制与遮挡装置进射窗口处。经过准直器等射线控制与遮挡装置进行放射治疗。治疗结束后，机器会自动将钴源拉行放射治疗。治疗结束后，机器会自动将钴源拉回回“源容器源容器”内储存。因为内储存。因为”钴源是活度很高放射性钴源是活度很高放射性核素，假如回源不到位，就会造成放射事故，所核素，假如回源不到位，就会造成放射事故，所以，必须随时检验钴源归位情况，以确保患者和以，必须随时检验钴源归位情况，以确保患者和工作人员不会因为意外照射而受到伤害。工作人员不会因为意外照射而受到伤害。放射治疗设备介绍第62页射线剂量特征射线剂量特征射线辐射能量：射线辐射能量：1.25MV比比kV级级X射线辐射能量高出许多，但射线辐射能量高出许多，但“建成区建成区”依依然太浅，皮肤受量依然较大然太浅，皮肤受量依然较大不是很适合于深部肿瘤放射治疗不是很适合于深部肿瘤放射治疗放射治疗设备介绍第63页钴钴-60治疗机优缺点治疗机优缺点射线剂量分布特征不够理想，皮肤受量较大，能射线剂量分布特征不够理想，皮肤受量较大，能量不可调整，适应证受到一定限制量不可调整，适应证受到一定限制需要定时换源，对工作人员含有较大放射危险性。需要定时换源，对工作人员含有较大放射危险性。主要优点是结构简单，成本较低，所以，在中小主要优点是结构简单，成本较低，所以，在中小医院，当前仍有一定市场。医院，当前仍有一定市场。放射治疗设备介绍第64页第四节第四节 医用电子直线加速器医用电子直线加速器放射治疗设备介绍第65页医用电子直线加速器医用电子直线加速器输出能量较高输出能量较高剂量分布特征很好剂量分布特征很好输出不一样能量光子输出不一样能量光子(X射线射线)不一样能量电子不一样能量电子医用电子直线加速器是放射治疗领域主流医用电子直线加速器是放射治疗领域主流机型机型放射治疗设备介绍第66页医用电子加速器类型医用电子加速器类型感应加速器感应加速器盘旋加速器盘旋加速器直线加速器直线加速器直线加速器性价比最高直线加速器性价比最高放射治疗设备介绍第67页基本结构基本结构支臂式支臂式 滚桶式滚桶式支臂式机架特点支臂式机架特点:主机和全部元器件都安装在一个房间内，主机和全部元器件都安装在一个房间内，结构比较紧凑结构比较紧凑滚筒式机架结构滚筒式机架结构:主要部分被安装在假墙后面滚筒上，治疗主要部分被安装在假墙后面滚筒上，治疗室显得比较简练室显得比较简练不论哪种形式，都有一个基础底架，水平不论哪种形式，都有一个基础底架，水平安装在地基上并与地基固定。安装在地基上并与地基固定。放射治疗设备介绍第68页放射治疗设备介绍第69页医用电子直线加速器基本结构原理医用电子直线加速器基本结构原理基本结构：基本结构：加速管加速管微波源微波源电子枪电子枪真空系统真空系统束流输出系统束流输出系统水冷系统水冷系统治疗床系统治疗床系统自动控制系统自动控制系统放射治疗设备介绍第70页加速管是加速器关键部件加速管是加速器关键部件微波源是磁控管或速调管，提供微波源是磁控管或速调管，提供10cm波段电磁波波段电磁波(频率为频率为2998MHz或或2856MHz)电子枪发射供加速电子电子枪发射供加速电子真空系统由钛泵和真空器件组成，作用是保持加速管内部和电子枪等部位高真空系统由钛泵和真空器件组成，作用是保持加速管内部和电子枪等部位高度真空状态，以防止烧坏灯丝、腔内打火和能量损失等度真空状态，以防止烧坏灯丝、腔内打火和能量损失等束流输出系统主要在机头部分，包含束流偏转、靶窗转换、束流均整、束流束流输出系统主要在机头部分，包含束流偏转、靶窗转换、束流均整、束流准直、剂量检测等