第三讲外照射放射治疗设备ppt课件

第三讲外照射放射治疗设备第三讲外照射放射治疗设备1（优选）第三讲外照射放射治疗设备（优选）第三讲外照射放射治疗设备2 2 X射线束与X射线机能量范围临床使用的X线束典型能量范围10kvp50MV之间，由动能为10keV50MeV的电子打靶产生。原理1.电子打靶大部份在靶内转换为热能。2.特征辐射和韧致辐射X射线 X射线束与X射线机3 3特征辐射概念回顾由入射电子与靶材料的原子轨道电子间的相互库伦作用产生（碰撞损失）电子壳层跃迁发射的光子能谱是不连续的，能量由发生跃迁的特定靶原子决定，因而称为特征辐射特征辐射概念回顾由入射电子与靶材料的原子轨道电子间的相互库伦4 4韧致辐射（连续谱）X线概念回顾韧致辐射X线由入射电子与靶材料的原子核之间的相互库伦作用产生。入射电子减速以韧致辐射光子损失一部分动能。能谱韧致辐射可能产生的光子能谱范围为0到入射电子动能，形成连续的辐射能谱。韧致辐射（连续谱）X线5 5临床X射线束临床用临床用X射线谱是由连续的轫致辐射光谱上叠射线谱是由连续的轫致辐射光谱上叠加靶材料的线状特征辐射光谱组成。轫致加靶材料的线状特征辐射光谱组成。轫致辐射光谱由辐射光谱由X线靶产生，特征辐射能谱则与线靶产生，特征辐射能谱则与靶和射线路径上的衰减材料有关。靶和射线路径上的衰减材料有关。e.g100kev的电子打击钨靶产生的的电子打击钨靶产生的X射线中，射线中，大约有大约有20%是特征辐射光子，是特征辐射光子，80%是轫是轫致辐射光子。致辐射光子。临床X射线束临床用X射线谱是由连续的轫致辐射光谱上叠加靶材料6 6X射线质的描述描述参数光子束的光谱半价层（halfvalue layer，HVL）标称加速电位（nominal accelerating potential，NAP）射线束在组织等效介质里的穿透能力X射线质的描述描述参数7 7n nX射线光谱是最能准确描述射束质的，但它非常难测量。n n半价层（HVL），用于描述浅层x射线和深部x射线能级的射线质。n n标称加速电位（NAP），描述兆伏级x射线束的质。可以通过测量标称源轴距（SAD）100cm时，10*10cm射野中深度为10cm和20cm处的电离比来确定。n n目前剂量学规范建议用水模体中10cm处的组织体模比或百分深度剂量（PDD）来表示兆伏级射线束的有效能量第三讲外照射放射治疗设备ppt课件8 8放射治疗用的X射线机n n放疗用的浅层和深部X射线均由X线机产生n nX线管（coolidge氏管）内产生x射线束的电子由加热灯丝（阴极）产生，并由高压发生器提供的直流静电场对其真空中向靶（阳极）方向进行加速。n n浅层和深部X线范围的X线生产效率仅为1%或更少。绝大部分电子线动能沉积在靶内（=99%）并转化为热量。n n靶材料必须具有高原子序数与高熔点放射治疗用的X射线机放疗用的浅层和深部X射线均由X线机产生9 9射线束和射线单位n n射线放射源是人造放射性同位素组成n n远距离治疗机组成部件n n放射性辐射源（包括射线准直器和容源器）n n等中心旋转的机架与支座n n患者治疗床面n n机器控制台n n 射线束和射线单位射线放射源是人造放射性同位素组成1010远距离治疗辐射源n n圆柱型放射源的直径通常为12cmn n辐射源的直径越小，其物理半影越小。n n60Co源的放射性活度一般在5000至10000Ci，在距源80cm处可提供100200cGy/min的剂量率。n n60Co核素以5.26年半衰期衰变为60Ni并释放最大能量为320kev的射线。n n常用的辐射源包括60Co，Cs137等远距离治疗辐射源圆柱型放射源的直径通常为12cm111160Co治疗机n n放射源治疗头内容纳钴源，由屏蔽铅的不锈钢外壳和源驱动机构组成。n n放射源位移有两种方式抽屉式和旋转式n n靶区处方剂量由两个计时器控制执行主计时器和辅助计时器。n n几何半影60Co治疗机放射源治疗头内容纳钴源，由屏蔽铅的不锈钢外壳和1212n n钴60治疗机的半影n n 半影指的是在照射野边缘，随着距射线束中心轴距离的增加，剂量迅速变化的区域。半影通常定义为在照射野的边缘，剂量分别为射线束中心轴剂量80%和20%的两点之间的宽度。n n 按照半影的不同成因，半影可分为散射半影、穿射半影和几何半影。钴60治疗机的半影1313模拟定位机与CT模拟定位机靶区定位和射野设计的主要步骤为病人资料获取确定靶区与邻近器官的位置信息定义和标记病人坐标系统设计治疗照射野将数据传输至治疗计划系统生成用于治疗验证的影像模拟定位机与CT模拟定位机1414现在模拟定位机可提供以下功能n n肿瘤与相邻正常组织定位n n治疗模拟n n治疗计划验证n n治疗监控现在模拟定位机可提供以下功能1515若准直器处滴水，关闭电闸。射线束在组织等效介质里的穿透能力温控机组是稳定加速器冷却水循环的设备，可制冷或加热水温。在粒子加速路径上必须有电场靶区处方剂量由两个计时器控制执行主计时器和辅助计时器。在粒子加速路径上必须有电场按紧急开关，切断大闸刀确定靶区与邻近器官的位置信息g100kev的电子打击钨靶产生的X射线中，大约有20%是特征辐射光子，80%是轫致辐射光子。目前剂量学规范建议用水模体中10cm处的组织体模比或百分深度剂量（PDD）来表示兆伏级射线束的有效能量若准直器处滴水，关闭电闸。第三讲外照射放射治疗设备射线放射源是人造放射性同位素组成第三讲外照射放射治疗设备现代高能直加提供两档光子（如6和18MV）靶材料必须具有高原子序数与高熔点60Co源的放射性活度一般在5000至10000Ci，在距源80cm处可提供100200cGy/min的剂量率。按紧急开关，切断大闸刀X射线束与X射线机辐射源的直径越小，其物理半影越小。CT模拟定位机n n平面治疗床它使得患者在模拟定位时的体位与在兆伏级治疗机的体位可以保持一致。n n激光标示系统有两种类型包括，安装在旋转机架上的激光灯和一套由一支安装在墙上可沿患者头脚方向运动的移动激光灯和两支固定的横向激光灯组成的系统。n n虚拟模拟机由一套软件系统组成。用软件可以使用数字重建放射照片进行治疗模拟。若准直器处滴水，关闭电闸。CT模拟定位机平面治疗床它使得患者1616粒子加速器包括电子直线加速器、电子回旋加速器、电子感应加速器、回旋加速器。粒子进行加速的基本条件被加速的粒子必须带电在粒子加速路径上必须有电场粒子加速器包括电子直线加速器、电子回旋加速器、电子感应加速器1717直线加速器n n医用直加属于循环式加速器，能量范围为425Mev。n n利用脉冲式微波波段的射频电场加速电子。n n现代高能直加提供两档光子（如6和18MV）n n 及多档电子能量（如6，9，12，16和22Mev）直线加速器医用直加属于循环式加速器，能量范围为425Mev。1818直线加速器的结构1.1.注入系统（电子枪）2.2.射频功率发生系统3.3.加速波导管4.4.微波功率传输5.5.辅助系统6.6.电子束流输运7.7.治疗机头直线加速器的结构注入系统（电子枪）1919整机工作原理n n当电控系统发出高压启动指令和同步触发脉冲后，调制器开始谐振充放电，产生12kv、4us的高压脉冲。该高压脉冲经过脉冲变压器升压馈送到磁控管，磁控管产生2.6MW的微波功率经波导传输系统馈送到加速管，并在加速管中建立高梯度的驻波加速场n n在磁控管被触发的同时，电子枪电源也被同步触发。从电子枪发射出的同步电子束注入到加速管中后被微波场不断加速。在加速管末端，电子束被加速到6MV左右并直接轰击钨靶产生X射线。整机工作原理当电控系统发出高压启动指令和同步触发脉冲后，调制2020n n真空泵电源一方面推动钛泵维持加速管内的高真空，另一方面监测加速管内的真空度。当管内的真空度变坏时就向操作台发出真空故障信号。n nAFC微波鉴相装置向主控系统提供了微波频率误差信号，根据这一信号的大小和正负主控系统向AFC调谐机构发出驱动信号以保证微波系统工作在加速管谐振频率。n n温控机组向磁控管，微波传输元件、加速管、X线靶提供冷却水，以保证系统工作的恒温要求。第三讲外照射放射治疗设备ppt课件2121现代电子直线加速器的结构现代电子直线加速器的结构2222第三讲外照射放射治疗设备ppt课件2323直线加速器的详细结构概述l l操作台（显示器、键盘、操作台（显示器、键盘、操作盒、操作盒、TVTV显示器）显示器）l l操作盒（低压及高压钥匙操作盒（低压及高压钥匙开关、照射键、停止键、开关、照射键、停止键、故障复位键、频率调谐控故障复位键、频率调谐控制键、调谐机构位置头表、制键、调谐机构位置头表、及红色紧急键）及红色紧急键）l l主控柜（控制电源、主控柜（控制电源、STDSTD工业控制计算机系统、主工业控制计算机系统、主控系统的硬件电路、微波控系统的硬件电路、微波鉴相取样组件）鉴相取样组件）l l调制器机柜高压脉冲调制调制器机柜高压脉冲调制器是磁控管和电子枪的高器是磁控管和电子枪的高压脉冲电源。压脉冲电源。l l温控机组是稳定加速器冷温控机组是稳定加速器冷却水循环的设备，可制冷却水循环的设备，可制冷或加热水温。或加热水温。l l机架组件加速管、真空泵、机架组件加速管、真空泵、电子枪灯丝电源、高压脉电子枪灯丝电源、高压脉冲变压器、磁控管、调谐冲变压器、磁控管、调谐器器直线加速器的详细结构概述操作台（显示器、键盘、操作盒、TV显2424操作台及操作盒结构操作台及操作盒结构2525主控柜主控柜2626第三讲外照射放射治疗设备ppt课件2727温控机组温控机组2828在粒子加速路径上必须有电场按紧急开关，切断大闸刀主控柜（控制电源、STD工业控制计算机系统、主控系统的硬件电路、微波鉴相取样组件）现代高能直加提供两档光子（如6和18MV）模拟定位机与CT模拟定位机电子打靶大部份在靶内转换为热能。射线束在组织等效介质里的穿透能力常用的辐射源包括60Co，Cs137等半价层（halfvalue layer，HVL）按紧急开关，切断大闸刀概念回顾韧致辐射X线由入射电子与靶材料的原子核之间的相互库伦作用产生。水流故障报警关闭低压开关，通知维修。圆柱型放射源的直径通常为12cm射线束在组织等效介质里的穿透能力按照半影的不同成因，半影可分为散射半影、穿射半影和几何半影。真空泵电源一方面推动钛泵维持加速管内的高真空，另一方面监测加速管内的真空度。确定靶区与邻近器官的位置信息标称加速电位（NAP），描述兆伏级x射线束的质。现代高能直加提供两档光子（如6和18MV）电子打靶大部份在靶内转换为热能。温控机组向磁控管，微波传输元件、加速管、X线靶提供冷却水，以保证系统工作的恒温要求。机架组件在粒子加速路径上必须有电场机架组件2929BJ6B直加的紧急措施l l辐照治疗不能停止l l动力电故障l l发现火情及烟雾l l紧急关机电路工作失败l l超剂量辐照l l气压过压报警l l温控故障报警l l真空度故障报警BJ6B直加的紧急措施辐照治疗不能停止3030辐照治疗不能停止l l立即按停止键，关高压l l仍不停，按红色开关l l还不停，关闭低压l l迅速撤离患者l l维修并记录已照射剂量辐照治疗不能停止立即按停止键，关高压3131动力电故障遇停电情况n n撤离患者n n记录已接受的辐射剂量 动力电故障遇停电情况3232发现火情及烟雾l l迅速记录累计照射剂量l l按紧急开关，切断大闸刀l l撤离患者l l所有人员撤离l l不要试图开机l l通知维修或消防发现火情及烟雾迅速记录累计照射剂量3333l l气压过压报警立即逆时针松开充气组件放气阀门，听到放气声后拧紧气瓶开关。正常气压范围在0.15MPa0.18MPal l水流故障报警关闭低压开关，通知维修。若准直器处滴水，关闭电闸。l l真空度故障报警立即关闭设备间调制器机柜内的电子枪电源空气开关关断，或直接按紧急开关气压过压报警立即逆时针松开充气组件放气阀门，听到放气声后拧紧3434靶材料必须具有高原子序数与高熔点操作台（显示器、键盘、操作盒、TV显示器）生成用于治疗验证的影像目前剂量学规范建议用水模体中10cm处的组织体模比或百分深度剂量（PDD）来表示兆伏级射线束的有效能量半价层（HVL），用于描述浅层x射线和深部x射线能级的射线质。真空泵电源一方面推动钛泵维持加速管内的高真空，另一方面监测加速管内的真空度。概念回顾由入射电子与靶材料的原子轨道电子间的相互库伦作用产生（碰撞损失）射线放射源是人造放射性同位素组成标称加速电位（NAP），描述兆伏级x射线束的质。半影通常定义为在照射野的边缘，剂量分别为射线束中心轴剂量80%和20%的两点之间的宽度。在磁控管被触发的同时，电子枪电源也被同步触发。调制器机柜高压脉冲调制器是磁控管和电子枪的高压脉冲电源。放射源位移有两种方式抽屉式和旋转式射线束在组织等效介质里的穿透能力概念回顾韧致辐射X线由入射电子与靶材料的原子核之间的相互库伦作用产生。常用的辐射源包括60Co，Cs137等按紧急开关，切断大闸刀温控机组是稳定加速器冷却水循环的设备，可制冷或加热水温。安全防护l lX X线辐射线辐射l l电磁波干扰电磁波干扰l l微波辐射微波辐射l l电击电击l l电导致的火灾电导致的火灾l l高温表面高温表面l l氟利昂产生的毒性氟利昂产生的毒性l l机械碰撞机械碰撞l l附件坠落附件坠落l l塑料部件的损坏塑料部件的损坏l l病人从治疗床上坠落病人从治疗床上坠落l l床公转无制动床公转无制动靶材料必须具有高原子序数与高熔点安全防护X线辐射3535