放射治疗设备复习资料.doc

一、名词解释
1、放射治疗: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。
3、射线特性:射线对一切生物都会产生物理效应、化学效应和生物反应等一系列生物效应。射线的这种特性叫电离辐射，利用射线的这一特性治疗肿瘤。
4、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：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、放射治疗计划系统是多光栅适形放射治疗系统的核心组成部分，其在放射治疗中的应用，使放射治疗进入精确放疗年代
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：表示射线束的中心对称轴线，临床上一般用放射源S穿过照射野中心的连线作为射野中心轴
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)：表示射线源到体膜表面照射野中心的距离（等中心在皮肤表面）
15、源瘤距(STD)：表示射线源沿照射野中心轴到肿瘤内所考虑点的距离（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。
18、辐射束（radiation beam）: 当辐射源可以看作点源时，由辐射源发出的、通过一个立体角内空间范围的电离辐射通量，泄漏辐射和散射辐射不构成辐射束。
19、辐射束轴（radiation beam axis）: 对于一个对称的辐射束，通过辐射源中心以及限束装置两对有效边缘中分线交点的直线。
20、辐射野（radiation field）: 与辐射束相交的一个平面内的区域，在此区域内辐射强度超过某一比例或指定的水平。
21、剂量监测计数的定义是：剂量监测系统显示的，可以计算吸收剂量的计数。
22、计划设计：定义为确定一个治疗方案的全过程。传统上，它通常被理解为计算机根据输入的患者治疗部位的解剖材料如外轮廓、靶区及重要组织和器官的轮廓及相关组织的密度等，安排合适的射野(如体外照射)或合理布源(如近距离照射)，包括使用楔形滤过板、射野挡块或组织补偿器等进行剂量计算，得到所需要的剂量分布。
23、等中心 :在机器运行的全部角度范围内，机器的三个旋转轴（轴转机架 的旋转轴、辐射头的公转轴、治疗床的公转轴）应相较于一点，该点称为等中心点
二、            填空
1、放射治疗是从1895年 伦琴发现X射线后开始的 。X射线的发现同时开启了 放射治疗与放射诊断 两个医学学科。
2、按存在形式，辐射可分为 电磁辐射 与 粒子辐射 两大类。
3、尽管有不同的方法来表征电离辐射的能量，放射治疗最关心的是 电离辐射在某一处的吸收剂量及空间分布，直接使用的是深度吸收剂量特性。
4、国际辐射单位和测量委员会（ICRU） 制定了一系列有关辐射量和单位的定义。
5、吸收剂量和比释动能具有相同的量级，国际制（SI）单位为焦／千克（J·kg-1），专用单位是戈瑞（ GY ）。吸收剂量的早期单位也是拉德（rad），1 GY ＝100rad。
6、吸收剂量率（absorbed dose rate）： 单位时间内的吸收剂量，等于时间间隔dt内的吸收剂量增量dD除以dt的商。
7、放射治疗主要分为 远距离放射治疗 和 近距离放射治疗 两大类。
8、放射治疗按照精确先进等级可以分为常规放疗、精确（适形）放疗、调强放疗
9、放射治疗按照发展的顺序组合可以分成 常规放疗、适形放疗、立体定向放射手术、立体定向放射治疗（三维适形放疗和三维逆向计划调强放疗）
10、钴-60治疗机一般由以下部分组成：① 一个密封的钴-60放射源 ；② 一个源容器及防护机头；③具有开关的遮线器装置；④具有定向限束的准直器；⑤支持机头的治疗机架，用以调节线束方向 ；⑥治疗床；⑦ 计时器及运动控制系统；⑧辐射安全及联锁系统。
10、加速管主要有两种基本结构: 盘荷波导 加速管和 边耦合 加速管。
11、微波功率源主要有两种， 磁控管 和 速调管 。行波医用电子直线加速器和低能医用电子直线加速器使用 磁控管 作为微波功率源。中高能驻波医用电子直线加速器使用 速调管 作为功率源。
12、电子直线加速器有两种加速方式： 行波加速 和 驻波加速 。
13、按加速场不同，医用电子直线加速器可分为医用 行波电子直线加速器 和医用 驻波电子直线加速器 。
14、驻波工作方式，就是 在一系列双圆筒电极之间，分别接上频率相同的交变电流，如果频率fa和双圆筒电极缝隙之间距离D满足式D=v/2fa的关系，则电子可以得以持续加速
15、行波加速原理的核心是电子速度和行波相速之间必须满足同步条件： v（z）=vp(z) 。
16、驻波加速能得以持续进行，必须满足同步加速条件，同步加速条件可表为D/C＝T/2 即 即电子渡越腔体（腔长为D）的时间正好等于微波振荡的半周期T/2 。
17、作为放射治疗装置的医用电子加速器，其电离辐射是由其核心部件加速管所提供的电子束转换产生的，加速管中电子束是由 电子枪 的电子注产生的， 电子枪的电子注 则是由阴极发射产生的。
18、放射治疗的效果与肿瘤所吸收的辐射能量即吸收剂量直接有关，因此放射治疗的中心工作是如何准确地照射，使肿瘤部位达到预定的吸收剂量。 这个量的单位就是 剂量监测计数 或称 机器单位 ，俗称 “跳数” 。
19、剂量监测系统由 剂量监测电离室和剂量监测电路组成 。剂量监测电离室安装在医用电子加速器的 辐射头 中。
20、电离室是一种探测电离辐射的气体探测器。
21、电子束在医用电子直线加速器的加速管中完成加速后被用于产生治疗用的X辐射或电子辐射。如果使用的是 电子辐射 ，则在加速器的终端用引出窗经散射箔将电子束引出加速管；如果使用的是 X辐射 ，则在加速器的终端设置靶，将电子束转换为X辐射。
22、医用加速器设有照射头，由 电子束引出窗、靶、初级准直器、均整块、散射箔、内外二套光阑、电离室、楔形过滤器、附件架、限光筒、光野灯与反射镜、源皮距离灯和屏蔽块 等组成。照射头需提供足够的屏蔽使辐射泄漏水平符合辐射防护标准规定。
23、微波源提供加速管建立加速场所需的射频功率，绝大多数的医用电子直线加速器是工作于S波段，标称频率为 2998 MHz或 2856 MHz；作为微波源使用的有 磁控管 和 速调管 。
24、按照基本要求，医用电子加速器的机械系统设计了立式机架、有足够辐射屏蔽的限束系统(辐射头)、携带辐射头旋转的旋转机架和具有至少四个自由度的患者支撑系统(治疗床)。同时，为实现辐射束可以从任何方向射向靶区中心，设计中采用了 等中心原理 ，使辐射头、机架和治疗床的旋转轴线相交于一点。
25、、定位系统包括 照射前的定位、模拟、计划、摆位、治疗中的验证 等，其主体是 模拟机 。
26、定位系统原则上可以分为 模拟定位系统 和 数字定位系统 两大类。

27、模拟定位系统由 X射线模拟机、二维治疗计划系统及一些辅助部件 组成。模拟定位系统适用于 常规辐射治疗 。
28、数字定位系统由 CT模拟机、正向或逆向三维治疗计划系统、立体定向定位部件 等组成。数字定位系统适用于 精确定位、精确计划、精确照射 的精确放射治疗。
29、射野影像系统(portal imaging system)的主要功能是 在治疗中验证治疗摆位的正确性 。射野影像系统是医用电子加速器备选部件。
三、            问答题：
1、常用的外放射设备有哪些？
X线治疗机、钴60治疗机、医用加速器、近距离治疗设备，如192铱、137铯后装治疗机，可行腔内治疗和组织间照射等，放射治疗的辅助设备，模拟定位机、TPS等。
（一）、外放射设备 1、 X线治疗机 2、 钴—60(60Co)治疗机 3、 电子直线加速器 4、 质子治疗机 5、 中子治疗机 6、 模拟定位机 7、 放射治疗与医学成像 8、 放射治疗中的计算机技术
（二）、近距离放射治疗设备 1、腔内管内照射技术 2、组织间插植和摸板技术 3、手术中置管 术后照射 4、敷帖治疗 5。后装治疗机
（三）、放疗新技术 1、 调强适形放疗 2 、立体定向治疗技术（X—刀，γ—刀） 3、其他放疗新技术
2、简述医用电子直线加速器的结构与工作原理
答：结构：微波系统，加速波导系统，束流控制系统，冷却水系统，检测控制系统，其他辅助设施。主要由加速管，微波功率源，微波传输系统，电子枪，束流系统，真空系统，恒温水冷却系统，电源及控制系统，偏转系统，照射头，治疗床等组成。
工作原理：高压加上后，磁控管产生高能微波，注入器控制电子枪注入到加速管中电子的数量和速度，电子在加速管中获得微波能量完成加速达到光速，形成高能电子束，经过270度偏转后打靶，从而产生治疗所需的射线。
3、简述钴60治疗机的结构与工作原理
答：结构：1、一个密封的钴-60放射源2、一个源容器及防护机头3、具有开关的遮线器装置4、具有定向限束的准直器5、支持机头的治疗机架，用以调节线束方向6、治疗床7、计时器及运动控制系统8、辐射安全及联锁系统
工作原理：钴源采用气动机构来推动，治疗时，只要使电磁线通电，将气源接通，汽缸活塞推杆将钴源筒推出300毫米，停留在放射口处进行照射。当定时照射结束（用定时钟控制治疗时间），钴源筒便主动退回，将钴源稳定，可靠的停放在储藏位置，治疗过程中当突然发生断电时，钴源筒能自动返回原位，以确保治疗安全。
4、简述磁控管的构造和工作原理
答：构造：1、阴极及加热灯丝2、阳极及振荡系统3、磁铁4、能量输出装置5、调频机构6、冷却
工作原理：在磁控管作用空间的电子同时受到3个场的作用，即恒定电场、恒定磁场和高频电磁场。恒定电场将阳极电源（即外加的脉冲调制器）的能量转化为电子的动能；恒定磁场使电子运动轨迹弯曲，作旋转运动；回旋运动的电子流激发耦合腔链，产生微波频段的高频交变电磁场，反过来高频交变场将进一步与电子相互作用，使电子减速，将电子的动能转换为微波能。
5、简述模拟定位机的结构与工作原理
答：结构：机架（包括固定机架、旋转臂、X射线管移动臂、测距灯、影像增强器移动臂），X射线机头、准直器，治疗床，X射线发生装置，医用X射线电视系统（包括影像增强器、摄像头、监视器）
工作原理：模拟机的所有参数均与治疗机是一致的，除此之外它就是一台与普通X线摄影机是一样的通过对患者透视检查，确定肿瘤的位置，邻近器官，然后旋转机架到一定角度，直到穿过肿瘤中心的线束能较好的避开邻近的重要器官，记录下所有参数（到加速器治疗时使用这些参数来对位）
6、简述模拟定位机的作用
答：（1）为医生和计划设计者提供有关肿瘤和重要器官的影像信息，这些图像能直接应用于治疗计划设计。
（2）用于治疗方案的验证与模拟。
7、什么是计划设计？它怎样具体理解？
答：确定一个治疗方案的量化的过程，包括三个方面，1.CT/MRI/DSA等图像的输入和处理。2.医生对治疗方案包括靶区剂量及其分布、重要器官及其限量、剂量给定方式等要求及实现。3.计划确认及计划执行中精度的检查和误差分析等
8、简述放射治疗的过程及各过程的具体工作
答：（1）定位：在正式进行辐射照射，确定肿瘤靶区位置，模拟并选定照射方式使辐射集中于靶区，避开要害器官；（2）计划：进行剂量分布的计算，人工或借助计算机优化治疗方案；（3）照射：按选择的方式和参数进行摆位和照射。
9、简述三维治疗计划系统的组成与工作过程
答：主要硬件部分有：工作站、大屏幕显示器、数字化仪、胶片扫描仪、洗片机和彩色打印机。
工作过程：1、患者影像数据传输系统；2、CT/MRI影像定位标记自动识别与图象质量解析校验；3、图象登记；4、勾画和定义皮肤、靶区和有关重要器官的轮廓；5、靶区边界定义的准确与调整——图象融合；6、治疗计划设计评估；7、治疗计划评估（主要是射野验证、剂量分布等评估）；8、输出打印治疗计划报告。
10、简述放射治疗的发展过程
答：
11、临床剂量学的原则是什么？
答:1、肿瘤剂量要求真确。
2、治疗的肿瘤区域内，剂量分布要均匀，剂量变化不能超过正负5%，即要达到90%的剂量分布。
3、照射野设计应尽量提高治疗区域内剂量，降低照射区正常组织受量范围。
4、保护肿瘤周围重要器官免受照射，至少不能使它们接受超过其允许耐受剂量范围的照射。
12、简述X刀（伽马刀）治疗系统的组成、原理与治疗过程
答：系统组成：钴60放射源、钴源装置、主机、三维治疗床、定位装置、电器控制系统、治疗计划系统等组成
原理：放射性元素钴60放射出的y射线能杀死和杀伤有机体内的细胞，y射线对不同的器官的致死剂量或危险剂量并不相同。伽马射线全身治疗系统就是利用y射线让患者的病灶到致死剂量，而健康组织尽量至受到不造成损伤的微弱剂量，从而达到治疗目的
治疗过程：一般经历三个过程：病变三维空间定位，计划设计，放射治疗
13、简述立体放射治疗的两种实现方式及含义
答：立体放射治疗分为三维适形放射治疗和调强治疗两大分支。三维适形放射治疗是一种能够使高剂量区的剂量分布在三维方向上和病灶区的实际形状相一致的照射技术。实现方式有1.固定视野适形照射野法2.同步挡块法3.多叶准直器法。调强放疗是通过改变病灶区的射线度，使病灶区内任何一点都能达到理想的剂量。两种实现方式：1.在照射过程中利用多叶准直器叶片间距大小、运动方向和运动速度的动态变化达到调强的目的2.利用笔型射线束扫描式照射，通过调节打靶前电子束的打靶方向和束流强度而产生所需要不同强度的笔型射线束。
14、调强主要实现方式
答: 调强主要实现方式分为两类:第一类用加速器多叶光阑(MLC)进行调强，包括多叶准直器静态调强(step and shoot)、多叶准直器动态调强
(sliding window)。第二类剂量补偿器并采用逆向计划进行调强，此外，还有断层调强放疗、笔形束电磁扫描调强等。
15、            简述放射治疗的新技术与发展趋势
答:新技术:1、适应性照射2、图像引导的放射治疗3、断层放射治疗4、赛博刀5、生物适形调强放射治疗6、放射基因曾敏。
发展趋势:
16、 你所知道的其他肿瘤治疗设备有哪些？
中子刀、激光刀、肿瘤热疗系统、氩氦刀、超声聚能刀、重粒子治疗、多波段光辐照治疗机