放射源与放射治疗机设备讲义

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 放射源与放射治疗机,第一节 放射源,一、,放射源的种类与照射方式,1,、,放射源的,种类,：,（,1,）,、,、,射线,放射性同位素,（,2,）,X,线,X,线治疗机和加速器,（,3,）,电子束、质子束、中子束、负,介子束以及其它重粒子束,各类加速器,2,、,照射方式,：,（,1,）,体外照射：,从距离病人体外一定距离集中照射某一部位；,（,2,）,近距离照射,：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；,二、临床常用放射源的物理特性,放射性同位素放射,、,、,三种射线。,放疗主要使用,、,两种射线，而且应用,射线多于,应用,射线。,除钴,-60,、铯,-137,外，其余同位素只用于近距离照射。,常用放射性同位素源,镭,-226,源,：,镭的,半衰期为,1590,年,氡为,3.8,天，,一般应用镭的,射线进行治疗，,镭的能谱复杂，平均,能量,0.83MeV,，,最高能量,3.3,MeV,天然放射性同位素,常用放射性同位素源,2.,铯,-137,源,：从原子核反应堆的裂变物中提取。,铯,-137,的,射线能量是单能，为,0.662MeV,，,半衰期为,33,年,，平,均每年衰变,2%,。,常用放射性同位素源,3.,钴,-60,源,：能量为,1.17MeV,及,1.33MeV,两种,射,线，平均能量为,1.25MeV,。,钴,-60,的半衰期为,5.27,年,，即每月衰,减,1.1%,。,常用放射性同位素源,4.,铱,-192,源,：,射线平均能量为,360keV,，半衰期,为,74,天,。,110 Ci,的高活度的铱,-192,源普遍,用于高剂量率的后装治疗。,常用放射性同位素源,5.,碘,-125,源,：碘,-125,的平均能量为,28 keV,，,半衰,期为,59,天,，通常作成粒状源，用于高、,低剂量率的临时性或永久性插植治疗。,新型放射源,钯,-103,（,103,Pd),镅,-241,（,241,Am),钐,-145,（,145,Sm),镱,-169,（,169,Yb),能量低，易防护,第二节 常用的放射治疗设备,一、,X,线治疗机,临床治疗用的,X,线机根据,能量,高低分为：,临界,X,线（,6,10kV,），,接触治疗,X,线（,10,60kV,），,浅层治疗,X,线（,60,160kV,），,深部治疗,X,线（,180,400kV,），,高能,X,线（,2MV,50MV,）：主要由各类加速器产生。,普通,X,线机的特点,能量低、,深度剂量低、,易于散射、,剂量分布差,故仅适用于皮肤癌等表浅肿瘤的治疗,二,、钴-60治疗机,（一）钴,-60,线的,特点：,1.,穿透力强,;,2.,保护皮肤,;,3.,骨和软组织有同等的吸收剂量,;,4.,旁向散射小,;,5.,经济、可靠,;,6.,缺点,：存在半影、半衰期短以及防护等问题。,1,、半影,：射野边缘剂量随离开中心轴距离增加而,急剧变化的范围，用,P,80%,20%,表示。,80%,20%,P80%20%,（,二,）钴-60半影的种类及产生原因,2,、半影的种类：,几何半影,：源具有一定尺寸,穿射半影,：准直器端面与边缘射束不平行,散射半影,：由于组织中的散射线造成,几何半影,：缩小放射源直径,穿射半影,：采用带有半影消除装置的复式球面准直器,散射半影,：无法消除，但散射半影的大小随入射线的,能量增大而减小。,3,、半影的消除：,三,、 医用加速器,1,、医用加速器的,种类,电子感应加速器：利用涡旋电场加速,电子直线加速器：采用微波电场,电子回旋加速器：利用微波激励的超高频电场加,速电子,电子直线加速器,医用电子直线加速器,2,、结构,：其主要由加速管、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、照射头、,治疗床等组成。,3,、电子直线加速器的特点：,电子束,：肿瘤后剂量骤然下降,调节能量可调节电子束的深度,皮肤量介于,X,线和钴,-60,之间,X,射线,：深度剂量高 ，皮肤剂量低,加速器设备复杂，对水、电要求高，维修难，价格高，但在维修和操作时没有射线。,4,、直线加速器,X,射线、电子束能量,X,射线,：约,80%,的深部肿瘤用,6MV X,射线；而对某些较,深部位的肿瘤，使用较高能量的,X,射线,(1518MV),电子束,：,适用于治疗较浅的偏位肿瘤，治疗靶区后缘深,度,16cm,的肿瘤。,例如,Varian 2300 C/D,医用直线加速器,可产生,6MV,15MV,两挡,X,射线,和,4MeV,，,6MeV,，,9MeV,，,12MeV,，,16MeV,，,20MeV,电子束。,四、,近距离治疗后装机,1、近距离治疗放射源：,选择条件：1）能量，即在组织中有足够的穿透力；,2）易于防护；,3）半衰期不易过长；,4）易制成微型源,铱-192源,治疗后装机,治疗后装机,五、,高LET射线,轻粒子 ：,深部X射线、钴-60射线、加速器的X射,线均为电磁辐射粒子，称为光子 。光子和,电子因其质量较小，称为轻粒子 。,重粒子 ：,快中子、质子、负介子以及氮、碳、氧、,氖离子等,LET定义为,射线粒子在单位厚度的介质中能量损失、,转移的大小,除质子外，所有重粒子的,LET,值都较高，故重粒子又称为高,LET,射线。,使用高,LET,射线可以减低氧的增强效应和增加生物效应，并可以克服细胞周期对放射敏感性的影响。,高,LET,射线的物理生物特性：,物理特点是具有,Bragg,峰,生物特点是,相对生物效应高，氧增强比低。,高,LET,有各种各样的放射源，其不同源有不,同的特点,1,、质子束和氮离子束：,具有显著的高,LET,物理学特点,而无生物学特点,其优点是：剂量分布好，旁向散射少，穿透性,强，局部剂量高，在组织内形成布喇,格峰型百分深度剂量分布，以物理方,式改善了靶区与正常组织间的剂量比例。,适用于治疗垂体瘤等周围有重要器官和组织的肿瘤,只用单一射野，就可能获得理想的剂量分布，简化了射野设计，提高肿瘤治疗剂量的准确性。,2,、快中子：,仅有高,LET,治疗的生物学优点，没有,物理学优点，即无,Bragg,峰。,能量至少在,14MeV,以上，由于其传能线密度,（,LET,）值高，以生物方式改善了肿瘤组织与正常组织的射线效应；,3、以重粒子为代表,（如碳、氢、氧）,：,集中了快中子的生物学特点和质子的物理学特点，兼备物理和生物的双重优势，,是一种较好的放射源。,它们具有一定的射程,；,它们突出的优点是在射程的末端被元素所俘获而使,其爆炸，产生短射程的电离碎片，而致使局部剂量,高且LET高。,七 模拟定位机,1、普通模拟定位机,模拟定位机,是用来模拟加速器或,60,C,O,治疗机治疗,条件的专用X射线成像系统。,六、模拟定位机,常规模拟定位机的,六大功能,靶区及重要器官的定位,确定靶区（或危及器官）的运动范围,治疗方案的确认（治疗前模拟）,勾画射野和定位、摆位参考标记,拍射野定位片或证实片,检查射野挡块的形状几位置,计划模拟验证,0DR,模拟机,270,DR,0,DRR,计划系统,270,DRR,计划模拟验证,模拟机 图像,计划系统,CT,图像,2、CT模拟机,1)专用CT模拟定位机,一台CT,一套计划系统,一套激光定位器,2)通用CT扫描机 机房内加激光定位器,计划系统,网络,3）带CT功能的模拟定位机与多功能计划系,统联网组成CT模拟定位系统,小结,1.,放射源的,种类,钴,-60,源,铱,-192,源,2.,钴,-60,线的,特点,3.,钴,-60,半影的,种类,4.,电子直线加速器的,特点,5.,高,LET,射线的物理生物,特性,物理特点,是具有,Bragg,峰,生物特点,是相对生物效应高，氧增强比低。,6.,模拟定位机的,功能,