1、放射治療設(shè)備,基本概念,放 射 能使物質(zhì)電離的電磁波或粒子流的輻射 過程稱為“放射”放射線 能使物質(zhì)電離的電磁波或粒子流稱為“放 射線”，簡稱“射線”. 放射源 能輸出“射線”的物質(zhì)(元素)或設(shè)備稱為 “放射源”。 放射性 某些物質(zhì)(元素)或設(shè)備能夠產(chǎn)生“電離輻 射”的性質(zhì)叫做“放射性”。,基本概念,電離輻射:能夠引起物質(zhì)電離的輻射 通常所說的“放射”、“放射線”、“放射源”等實際上就是特指“電離輻射”。電離輻射可以從原子或分子里面電離(ionize)出至少一個電子 電離:即經(jīng)過照射后能使物質(zhì)的原子或分子變成“離子”，從而改變物質(zhì)的原有特性。 離子:帶有電荷的原子或分子，或組合在一起的原子或分

2、子團(tuán)。帶正電荷的離子稱“正離子”，帶負(fù)電荷的離子稱“負(fù)離子”。指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一個或幾個電子使其達(dá)到最外層電子數(shù)為8個（如第一層是最外層，則為2個）的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。,基本概念,放射性核素內(nèi)部發(fā)出的射線用希臘字母表示 射線、射線和射線就分別表示從放射性核素內(nèi)部發(fā)出的中子、電子和光子 不是從放射性核素內(nèi)部發(fā)出用大寫的英文字母或者實際名稱表示 X射線、電子射線(簡稱電子線)、質(zhì)子射線等。 射線與電子射線都是由放射源向外發(fā)射的電子流 物理特性基本相同，區(qū)別在于來源不同，能量不同 射線與X射線都是電磁輻射(光子)，單從放射治療的效果與作用而言，兩者基本相同，只是來源不同，能量不同而已。

3、,“射線”裝置,X線機、CT、ECT、PET等各種醫(yī)學(xué)影像檢查設(shè)備（診斷）,“射線”裝置,放射治療設(shè)備： 鈷-60治療機 醫(yī)用直線加速器 刀、X刀 近距離后裝治療機 質(zhì)子加速器等,“射線”裝置,根據(jù)不同的醫(yī)學(xué)需求 選用了不同的“放射源” 輸出的“射線”具有各自特定的能量和劑量 完成特定的醫(yī)學(xué)檢查或醫(yī)學(xué)治療目的。,放射源類型,放射治療使用的放射源放射性核素人工射線裝置 放射性核素天然放射性核素 226鐳人工放射性核素 60鈷 92銥,放射源類型,放射性核素的特點 每時每刻都有射線輸出 時間 輻射能力 放射性核素的衰減特性 半衰期：射線衰減到初始狀態(tài)的一半時所需要的時間 鐳- 1590年 60鈷-

4、5.27年 192銥-74天 半衰期，甚至衰減報廢以后的放射性核素仍然會有射線輸出,放射源類型,人工射線裝置：能夠產(chǎn)生并輸出高能射線的各種射線裝備 X線機 加速器 特點： 工作時輸出射線 停機時沒有放射性 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 輸出射線的能量越高、性能越先進(jìn)、結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，價格就越昂貴 放射治療使用的人工射線裝置，正在朝著多功能、高性能、高精度的方向發(fā)展。,放射線類型,放射源：天然放射源和人工放射源 放射源本質(zhì)： 光子輻射(電磁輻射)粒子輻射 光子各類放射性核素產(chǎn)生的射線（60鈷 192銥） 加速器等設(shè)備產(chǎn)生的X射線 波長很短、頻率非常高的電磁波輻射，或者說是光子輻射。,放射線類型,粒子 放射性核素：粒

5、子(中子) 粒子質(zhì)量為6.6410-27kg. 粒子帶正電荷，由兩粒帶正電荷的質(zhì)子和兩粒中性的中子組成，相等于一個氦原子核。 粒子(電子) 加速器等設(shè)備 電子束 質(zhì)子束 中子束 重粒子束(碳離子等),放射線類型,人工射線裝置 kV級X射線治療機放射出的是 X射線 質(zhì)子加速器放射出的是帶電粒子質(zhì)子 醫(yī)用電子直線加速器光子束 X射線粒子束電子射線,放射線類型,同一種放射源，并不一定只能發(fā)射一種射線 有的放射性核素既可以發(fā)射射線，同時又發(fā)射射線和射線 同一個放射源發(fā)射的不同的射線，往往具有不同的強度或能量，因而具有不同的放射特性 正是利用各種射線具有不同放射特性的特點，才為放射診斷技術(shù)和放射治療技術(shù)

6、提供了多種可能的選擇，以滿足臨床的不同,放射線類型,直接致電離輻射：帶電粒子(正電離子和負(fù)電離子)引起物質(zhì)的直接電離 間接致電離輻射： 光子(X射線和射線)和中性粒子不是直接引起物質(zhì)電離,放射線類型,電磁波(電磁輻射) 無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線 傳播速度：30萬千米/秒(真空) “波長”和“頻率”不相同，外在表現(xiàn)和特點不同,電磁輻射“波粒二重性”,電磁輻射 “波”的特性 “粒子”特性 雙重特性 波長不同有很大的差異 波長越長 “波”的特性越強波長越短，“粒子”特性越強。,電磁輻射“波粒二重性”,無線電波、微波等向外輻射時，“粒子”特性非常微弱，一般是用波動理論進(jìn)行描述，所

7、以，通常叫做電磁波； 紅外線，可見光、紫外線而言，“波”的特性依次減弱，“粒子”特性依次增強， 紅外線的“波”的特性略強，“粒子”特性較弱； 紫外線則是“波”的特性較弱，“粒子”特性略強； 而可見光的“波粒二重性”最為典型；,電磁輻射“波粒二重性”,電磁波譜的另一端，X射線和射線主要以“粒子”特性表現(xiàn)，幾乎顯不出“波”的特性 可以把X射線和射線看成是“粒子”，但這種粒子具有自己的特殊性質(zhì)，為了有所區(qū)別，人們把這種“粒子”叫做“光子”。 在放射治療醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，人們往往把“光子”的概念等同于X射線或射線,X射線射線的特點,X射線和射線具有穿透物質(zhì)的能力 特定能量的X射線或射線而言，物質(zhì)的密度越小,穿

8、透能力越強; 物質(zhì)的密度越大，穿透能力越弱 X線機、CT機設(shè)計原理,X射線射線的特點,不同的物質(zhì)對X射線和射線具有不同的穿透能力，通常是物質(zhì)的原子序數(shù)越高，X射線或射線的穿透能力越弱 根據(jù)這一特點，選用穿透能力弱的材料對X射線和射線進(jìn)行控制與防護(hù)，鉛被廣泛應(yīng)用 。,X射線射線的特點,“電離輻射”是X射線和射線的另一個重要特點。能量越高，輻射深度越深，“電離”性能越強。 醫(yī)用直線加速器、鈷-60治療機、近距離后裝治療機等現(xiàn)代腫瘤放射治療設(shè)備就是按照X射線和射線的這一特性而設(shè)計生產(chǎn)并逐漸發(fā)展起來的。,粒子輻射,粒子輻射包括帶電粒子輻射和中性粒子輻射(電子、質(zhì)子、中子等) 帶電粒子帶正電的粒子-正電

9、粒子帶負(fù)電的粒子-負(fù)電粒子 粒子輻射按質(zhì)量輕粒子重粒子 電子和質(zhì)子是帶電粒子電子是負(fù)電粒子質(zhì)子是正電粒子 中子是中性粒子,粒子輻射,粒子的質(zhì)量 電子-輕粒子 質(zhì)子 中子-較重的離子 碳、氧、氮等粒子-重粒子 一個質(zhì)子=一個電子的電荷量=1.60Xl0-19C(庫侖)； 一個質(zhì)子的質(zhì)量1.67X10-27kg= 1836倍個電子質(zhì)量 兩者的質(zhì)量差別巨大碳離子等重離子的質(zhì)量更大,粒子輻射,不同的粒子輻射 不同的射線裝置或射線設(shè)備來產(chǎn)生 不同的設(shè)備所輸出的粒子輻射具有各不相同的放射特性 利用各具特色的放射特性，輸出各種粒子束的放射治療設(shè)備，以滿足臨床放療的不同需求。,直接致電離輻射,具有比較明顯的“

10、射程” 即電子線、質(zhì)子束和重離子束這三條曲線都有比較明顯的終點，這是帶電粒子輻射的共同特點。 電子的射程很淺，只適合于皮膚和較淺部位病變的治療,直接致電離輻射,質(zhì)子和重離子的射程比較遠(yuǎn)最大優(yōu)勢： “布拉格峰”：達(dá)到最大射程以后的射線劑量迅速降低到零點的曲線 有效保護(hù)后面的正常組織，比較適合于重要器官周圍病變的治療。 重粒子的“布拉格峰”比質(zhì)子的“布拉格峰”更加尖銳，對某些特定的病變而言具有更大的優(yōu)越性，設(shè)備更加笨重和復(fù)雜，故目前很少應(yīng)用。質(zhì)子加速器和重粒子加速器設(shè)備的造價太昂貴等原因，目前還難以廣泛推廣應(yīng)用。,間接致電離輻射,射線沒有“射程”kV級K射線、射線、高能X射線、中子束這四條曲線幾乎

11、沒有終點，這是間接致電離輻射包括光子和中性粒子(中子)的共同特點，但它們的最大劑量點的深度隨能量的增加而加深， 為了表示這種射線的特點，通常將從表面到最大劑量點的區(qū)域稱之為“建成區(qū)”。通過選擇合適的能量即根據(jù)病灶深度選擇合適的“建成區(qū)”，并采取合理布野照射技術(shù)，這類射線可以適合于多數(shù)病灶的放射治療。 高能X射線和中子束的劑量特性曲線比較接近，似乎兩者沒有什么區(qū)別，而實際上，從放射生物學(xué)的角度分析，兩者還是有較大差別的。另外，因中子設(shè)備更加復(fù)雜昂貴，故目前很少應(yīng)用。,常用放射治療設(shè)備,放射治療設(shè)備的照射方式：外照射 內(nèi)照射 外照射（遠(yuǎn)距離照射）是將放射源置于體外一定距離進(jìn)行照射，放射線需經(jīng)皮膚和

12、正常組織才能到達(dá)腫瘤或病變組織。根據(jù)不同病灶，只要選擇合適的射線類型和能量，精心設(shè)計治療計劃和治療方案，就可以達(dá)到預(yù)計的治療效果。 內(nèi)照射（近距離照射）是采用某種方式將放射源置于人體的自然腔道或組織間進(jìn)行近距離直接照射，由于內(nèi)照射距離近，一般選用低能量放射源，只要選擇合適的適應(yīng)證，也可以達(dá)到比較理想的治療效果。 內(nèi)照射治療既可以單獨實施，也可以與外照射配合實施，具體采用哪種照射方式，要根據(jù)不同的病灶由放療醫(yī)師來確定具體的治療實施方案。,外照射 內(nèi)照射,常用的放射治療設(shè)備,kV級X射線治療機 鈷-60治療機 醫(yī)用電子直線加速器 內(nèi)照射近距離后裝治療機 質(zhì)子加速器 在普通醫(yī)用電子直線加速器上輔加動

13、態(tài)多葉光闌(MLC)、實時驗證系統(tǒng)和呼吸門控系統(tǒng)等裝置，使得“適形治療”和“調(diào)強治療”等精確放射治療技術(shù)獲得了飛速發(fā)展。,kV級X射線治療機和鈷-60治療機是早期的外照射設(shè)備，前者目前已趨于淘汰；后者由于設(shè)備結(jié)構(gòu)比較簡單，成本較低，具有較好的臨床意義，目前在中小醫(yī)院仍有一定的市場。 而在大型綜合性醫(yī)院和專業(yè)腫瘤醫(yī)院，作為主流外照射設(shè)備，醫(yī)用電子直線加速器正在放療界得到迅速推廣和應(yīng)用。 在計算機控制下，以192銥作為放射源的近距離后裝治療機是目前應(yīng)用最為廣泛的內(nèi)照射設(shè)備。 而性能更加優(yōu)越的重粒子加速器等高能粒子加速器，由于結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，價格昂貴等原因，目前和今后相當(dāng)長的時間內(nèi)還難以推廣應(yīng)用。 放

14、射治療究竟選用何種放療設(shè)備，選用何種放射源，用多高的能量進(jìn)行照射，要根據(jù)實際臨床需要和當(dāng)時的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平綜合考慮來確定。,為了進(jìn)行有效的放射治療，還必須配備相應(yīng)的放療輔助設(shè)備。主要包括： 模擬定位機 治療計劃系統(tǒng) 擋鉛制作系統(tǒng) 患者定位體架等 CT模擬機”定位計劃系統(tǒng) “模擬機CT”定位計劃系統(tǒng),第二節(jié) kV級X射線治療機,基本結(jié)構(gòu),1X射線管 2高低電壓發(fā)生器 3控制系統(tǒng) 4機械裝置和輔助設(shè)備,X射線管,X射線管 是kV級X射線治療機的心臟，是產(chǎn)生X射線的關(guān)鍵部件。它主要包括陰極(燈絲)和陽極(鎢靶)兩大部分。,高低電壓發(fā)生器,高低電壓發(fā)生器 低壓部分主要是燈絲變壓器，電壓可以調(diào)節(jié)，供給燈絲

15、進(jìn)行加熱，以便形成“電子源”。 高壓部分可以產(chǎn)生幾百千伏(kV)的高電壓。該電壓一般是采用自耦變壓器調(diào)節(jié)。高電壓加在球管陽極，以便在鎢靶和燈絲之間形成加速電場。,控制系統(tǒng),X射線治療機的控制中心 各種控制電路和控制臺上的開關(guān) 調(diào)節(jié)旋鈕 各種監(jiān)視儀表 可以進(jìn)行電源控制、電壓和電流的調(diào)節(jié)、工作方式的選擇等操作。,機械裝置和輔助設(shè)備,完整的機械裝置 相應(yīng)的輔助設(shè)備 支架 立柱 導(dǎo)軌 患者床 定位裝置、顯示裝置和存儲與輸出裝置等設(shè)備。,濾過板,由于kV級X射線治療機所產(chǎn)生的X射線能譜比較復(fù)雜，其中的低能X射線對治療不但無益，反而會造成皮膚量過高，因此，每臺X射線治療機都要根據(jù)不同的管電壓配備適當(dāng)材料、

16、適當(dāng)厚度的濾過板，用濾過之后的X射線進(jìn)行放射治療。,kV級X射線治療機的基本工作原理,燈絲通電加熱 陰極形成局部電子云團(tuán)(“電子源”) 陽極與陰極之間施加正向高電壓(管電壓) 在鎢靶和燈絲之間形成正向強電場 在正向強電場的作用下，“電子源”向鎢靶高速運動 電子撞擊鎢靶，產(chǎn)生于治療病變的kV級X射線,半價層(HVL),對kV級X射線治療機而言，不能用管電壓來表示X射線的質(zhì)。臨床上，一般是用“半價層(HVL)”來定義X射線的射線質(zhì)。 半價層(HVL)是指使原射線的強度衰減到一半時所需的吸收體的厚度，就稱為以該吸收體的厚度表示的半價層。 半價層越高，穿透力越高，射線的質(zhì)就越高，即射線的能量越高。一般

17、120 kV以下的淺層K射線用鋁(A1)表示半價層，120400 kV的中、深層X射線用銅(Cu)加鋁(A1)表示半價層(HVL)。,X射線治療機類型和適用范圍,kV級X射線治療機的管電壓越高，適合治療的病灶越深，但主要適合于人體表淺組織的病變 深層X射線治療機，也只適合治療體表下較深的腫瘤或淋巴結(jié)腫瘤(一般是皮下25cm) 出于材料耐壓、極間打火和安全等因素的考慮，限制了管電壓的進(jìn)一步提高，難以滿足更深部位病灶的治療需要。因此，kV級X射線治療機的適應(yīng)范圍有限，趨于淘汰也就在所難免了,第三節(jié) 外照射鈷-60治療機,放射性核素60鈷發(fā)射出的射線可以達(dá)到兆伏(MV)級能量 具有更強的穿透能力 可

18、以治療淺表組織的病變 適合于治療更深處的病變 結(jié)構(gòu)比較簡單，制造和運行成本都比較低， 自20世紀(jì)60年代起，外照射鈷-60治療機就逐步取代了kV級X射線治療機而成為臨床放射治療設(shè)備的主流機型,鈷-60治療機,鈷-60治療機按結(jié)構(gòu):固定式和旋轉(zhuǎn)式 固定式鈷-60治療機是早期產(chǎn)品，已被旋轉(zhuǎn)式鈷-60治療機逐步取代。 旋轉(zhuǎn)式鈷-60治療機的機架可以作360旋轉(zhuǎn)，機頭也可朝一定方向移動，照射起來方便，可以做多種治療，如等中心治療、切野照射等，有些還能作鐘擺照射和定角照射等等。,旋轉(zhuǎn)式鈷-60治療機的基本結(jié)構(gòu),治療機頭 準(zhǔn)直器 治療機架 治療機床 控制操作部分,治療機頭,鈷-60治療機的關(guān)鍵部件:治療機

19、頭 鈷源:放射性核素60鈷 遮線器裝置:使放射源能在關(guān)機儲存和開機照射狀態(tài)之間自如轉(zhuǎn)換，治療機頭內(nèi)必須安裝。當(dāng)遮線器處于關(guān)位時，射線束被遮擋，治療機處于安全狀態(tài)；當(dāng)遮線器處于開位時，射線束從機頭射出，處于治療狀態(tài)。 常用遮線器有：鎢門式遮線器、旋轉(zhuǎn)式遮線器、水銀柱式遮線器和抽屜式遮線器 抽屜式遮線器是目前最常用的一種方式,抽屜式遮線器的工作原理,將鈷源的儲源杯裝在一只抽屜中，防護(hù)機頭中間有一條可以自由運動的滑道，抽屜的運動動力靠壓縮空氣完成，在壓縮空氣的氣路中，有一套二位五路的電控閥門，把壓縮空氣注入到氣缸的左端或右端，使抽屜自由運動，達(dá)到放射源自由開啟或關(guān)閉的功能。 遮線器用機頭本身防護(hù)，機

20、頭是用鉛澆鑄而成，外殼用鋼板成型。在鈷源儲存處用凈化鈾和鎢加強防護(hù)。鈷源固定在鋼柱中心，鋼柱沿軌道可以滑行，利用空氣壓縮機使鋼柱移動，變換安全位和照射位。 抽屜式遮線器的特點是結(jié)構(gòu)比較簡單。萬一鈷源鋼柱運動時被卡住，該機器有強行回源按鈕，啟動后可自動強行回源或采用其他回源措施。,由于60鈷是活度很高的放射源，必須加強放射防護(hù)才能保證使用安全，因此，治療機頭主要的就是一個大安全防護(hù)殼，它用高密度材料做成，一般是由鉛或鎢合金澆鑄而成，外表面則用鋼材做套殼。 根據(jù)國際放射防護(hù)委員會(ICRP)推薦，機頭的基本防護(hù)要求是，任何一個遠(yuǎn)距離核素治療機，當(dāng)機器處于關(guān)閉位置時，在距離放射源1mm處測量，各方向

21、平均劑量應(yīng)小于2mR/h(毫倫琴/時)，同時，在此距離處不應(yīng)有超過10mR/h的地方。 根據(jù)這一要求，對千居里鈷-60治療機而言，需要大約10-6的衰減系數(shù)，或近似20個半價層。為了達(dá)到這一要求，通常儲源容器是用鎢或鈾合金制作的，容器周圍再用鉛做防護(hù)層，機頭的外殼用鋼材料做成。,準(zhǔn)直器系統(tǒng),準(zhǔn)直器就是限制線束的范圍，即限定一定的照射野大小以適應(yīng)治療需要。 根據(jù)國際放射防護(hù)委員會(ICRP)推薦：準(zhǔn)直器的厚度應(yīng)使漏射量不超過有用照射量的5，按照這個要求，60鈷準(zhǔn)直器的最小吸收厚度應(yīng)為4.5個半價層。準(zhǔn)直器所需鉛厚為5.7cm，一般取6cm。擺位時托架上的鉛擋塊也應(yīng)不小于6cm。 準(zhǔn)直器一般有固定

22、和可調(diào)兩種，因為準(zhǔn)直器本身很笨重，所以固定的很少有人使用，大多數(shù)是可調(diào)的準(zhǔn)直器。由于鈷源包殼是直徑為20mm以上的不銹鋼容器，并非“點源”，因此，“半影”較大,鈷-60治療機的幾何半影示意圖,點發(fā)出的射線束(實線)是正常的投影區(qū)域，A和B兩處發(fā)出的射線束(虛線)就形成了半影區(qū)。 為了減少幾何半影，準(zhǔn)直器距體表越近越好，但太近了不利于機器轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)，同時由于準(zhǔn)直器的散射劑量破壞建成效應(yīng)反而提高了表面劑量，因此準(zhǔn)直器一般距離體表不能低于1520cm。為了減少穿射半影，準(zhǔn)直器的厚度應(yīng)大于4.5半價層，也就是說用鉛作準(zhǔn)直器時厚度應(yīng)大于7cm，而且均采用復(fù)式球面結(jié)構(gòu)。,治療機架,治療機架是機器的支撐裝置，

23、整個機器的所有部件都由機架將其連為一體，直立固定式鈷-60機的機架較為簡單，主要就是支撐防護(hù)機頭和平衡體，而回轉(zhuǎn)式機器除有支撐作用外，還是等中心技術(shù)的最基本組成部分。,治療床,承載足夠體重的患者 射線通過時，要求吸收劑量小散射少 床面能垂直升降患者上下床左右移動縱向移動床座和床面可旋轉(zhuǎn)角度90度,鈷-60治療機的控制系統(tǒng),電氣控制 機械控制 安全保護(hù)控制 控制臺總電源開關(guān)、源位指示燈、雙道計時系統(tǒng)、治療機控制鑰匙開關(guān)、門連鎖指示、氣源壓力系統(tǒng)、機頭機架角度指示、電視監(jiān)控和對講機等。,安全連鎖,鈷-60治療機必須設(shè)置一系列的安全連鎖裝置，這些裝置都連接到主控電路中，也就是說，無論哪一個安全連鎖不

24、在正常位置，機器都不能順利出源治療。,60鈷是一種放射性核素，是由普通金屬60鈷在反應(yīng)堆中經(jīng)熱中子照射轟擊所產(chǎn)生的不穩(wěn)定核素。 人們就是利用60鈷在核衰變過程中放射出的射線對腫瘤進(jìn)行放射治療。 由于60鈷是核反應(yīng)堆的產(chǎn)物，所以稱為人工放射性核素。 鈷源放射出的7射線平均能量為1.25MV，半衰期是5.27年(5年零3個月)，大約平均每月衰減1.1，使用壽命一般是7.6年。 臨床上常用的鈷源多是顆粒狀，鈷粒被封裝在金屬不銹鋼包殼里面。目前常用的鈷源包殼外形有23.4mmX36.7mm和26mmX27mm兩種規(guī)格。,封裝好的鈷源，平時被存儲在機頭的“源容器”內(nèi)。 治療時，通過特制的機械裝置，將鈷源

25、自動推到照射窗口處。通過準(zhǔn)直器等射線控制與遮擋裝置進(jìn)行放射治療。治療結(jié)束后，機器會自動將鈷源拉回“源容器”內(nèi)儲存。由于”鈷源是活度很高的放射性核素，如果回源不到位，就會造成放射事故，因此，必須隨時檢查鈷源歸位情況，以保證患者和工作人員不會因為意外照射而受到傷害。,射線的劑量特性,射線的輻射能量：1.25MV 比kV級X射線的輻射能量高出許多，但“建成區(qū)”仍然太淺，皮膚受量仍然較大 不是很適合于深部腫瘤的放射治療,鈷-60治療機的優(yōu)缺點,射線的劑量分布特性不夠理想，皮膚受量較大，能量不可調(diào)節(jié)，適應(yīng)證受到一定限制 需要定期換源，對工作人員具有較大的放射危險性。 主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，因此，

26、在中小醫(yī)院，目前仍有一定的市場。,第四節(jié) 醫(yī)用電子直線加速器,醫(yī)用電子直線加速器,輸出能量較高 劑量分布特性較好 輸出不同能量的光子(X射線) 不同能量的電子 醫(yī)用電子直線加速器是放射治療領(lǐng)域的主流機型,醫(yī)用電子加速器類型,感應(yīng)加速器 回旋加速器 直線加速器 直線加速器性價比最高,基本結(jié)構(gòu),支臂式 滾桶式 支臂式機架的特點:主機和所有元器件都安裝在一個房間內(nèi)，結(jié)構(gòu)比較緊湊 滾筒式機架結(jié)構(gòu):主要部分被安裝在假墻后面的滾筒上，治療室顯得比較簡潔 不論哪種形式，都有一個基礎(chǔ)底架，水平安裝在地基上并與地基固定。,醫(yī)用電子直線加速器的基本結(jié)構(gòu)原理,基本結(jié)構(gòu)：加速管微波源電子槍真空系統(tǒng)束流輸出系統(tǒng)水冷系統(tǒng)

27、治療床系統(tǒng)自動控制系統(tǒng),加速管是加速器的核心部件 微波源是磁控管或速調(diào)管，提供10cm波段的電磁波(頻率為2998MHz或2856MHz)電子槍發(fā)射供加速的電子 真空系統(tǒng)由鈦泵和真空器件構(gòu)成，作用是保持加速管內(nèi)部和電子槍等部位的高度真空狀態(tài)，以避免燒壞燈絲、腔內(nèi)打火和能量損失等 束流輸出系統(tǒng)主要在機頭部分，包括束流的偏轉(zhuǎn)、靶窗轉(zhuǎn)換、束流均整、束流準(zhǔn)直、劑量檢測等功能， 水冷系統(tǒng)的作用是對加速管、微波源(磁控管或速調(diào)管)和偏轉(zhuǎn)磁鐵等產(chǎn)生熱能的部件進(jìn)行冷卻，以保持設(shè)備穩(wěn)定運行 治療床系統(tǒng)則是對患者進(jìn)行放射治療時的床體結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行X、Y、Z三個方向的直線運動和治療床整體繞等中心的旋轉(zhuǎn)運動，以滿足不

28、同部位的治療需求； 自動控制系統(tǒng)包括功能控制和故障檢測兩大功能，在正常情況下，操作人員通過計算機對各大系統(tǒng)進(jìn)行工作控制，發(fā)生各類故障時，計算機會自動進(jìn)行檢測報警，并禁止治療，以保證絕對安全。 另外，每臺加速器還包括微波傳輸與檢測系統(tǒng)、電子束聚焦對中系統(tǒng)、高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)和機械運動系統(tǒng)等。,電子直線加速器的基本工作原理,電子在電場中會受到電場力的作用而運動，電子因受電場力的加速而獲得能量。在電子直線加速器的加速管內(nèi)部，“諧振腔”在微波的激勵下產(chǎn)生沿軸線向前移動的高壓電場，電子被持續(xù)加速而獲得能量。不難理解，電場強度越強，加速距離越長，電子獲得的能量就越高，這些獲得高能量的電子，直接引出就是電子射

29、線，打靶以后就可以輸出X射線。,kV級X射線治療機的工作原理也是電子在電場力作用下被加速而獲得能量，然后打靶產(chǎn)生X射線。要想獲得更高能量(MV級)的X射線，必須大幅度提高陽極電壓。然而，受結(jié)構(gòu)原理和材料耐壓等技術(shù)條件的限制，kV級X射線治療機的結(jié)構(gòu)原理已經(jīng)難以勝任更高能量的射線輸出，必須尋求新的電子加速結(jié)構(gòu)。電子直線加速器就是為了滿足兆伏級(MV)射線的需求才逐步發(fā)展起來的。 根據(jù)微波在加速管中的不同工作方式，電子直線加速器可分為行波加速器和駐波加速器兩種類型。,行波加速原理,行波加速管一般是“盤荷波導(dǎo)”結(jié)構(gòu)，是在一段光滑的圓形波導(dǎo)上周期性的放置具有中心圓孔的圓形膜片組成，這種結(jié)構(gòu)稱為“諧振腔

30、”。 在行波加速管中，微波電磁場以波的形式沿中心軸向前傳播時，就會在諧振腔中激勵生成行波電場，注入的電子就像踏著沖浪板一樣，騎在行波電場上加速前進(jìn)。如果能保持行波電場的速度始終與被加速的電子速度一致，就會持續(xù)不斷地對電子進(jìn)行加速，被加速的電子的能量就會不斷增加，這就是行波加速原理。 采用行波加速管的加速器就叫做行波加速器。實際上，行波加速管可以分為兩個加速階段，在加速管的開始部分，由于電子速度低，圓盤及其孔的直徑較大，圓盤間距也小，使波的傳播速度慢些，隨電子速度逐漸增快，圓盤直徑逐漸綿小，間距增大，但這一段很短，很快就能使電子速度接近光速，通常這一部分叫做聚束段；之后，圓盤間距保持不變，腔的大

31、小也逐漸一致。在這一階段，電子速度基本不再增加，而電子能量的增加，主要表現(xiàn)在電子相對質(zhì)量的增加，因此，與其說是加速器，倒不如說是加能器。根據(jù)相對論理論，電子速度永遠(yuǎn)不會超過光速，但電子能量可以無限制增加，這就是高能電子直線加速器得以實現(xiàn)的理論基礎(chǔ)。,駐波加速原理,駐波加速管也是由多個諧振腔鏈接起來的，而諧振腔的大小和距離是相等的。在諧振腔軸線上有可讓電子通過的中心孔，在腔中建立起隨時間振蕩的軸向電場，軸向電場的大小和方向是隨時間交變的，而這種振蕩的包絡(luò)線都是原地不動，駐型波形，故稱為駐波，這種加速管就叫做駐波加速管，采用駐波加速管的加速器就叫做駐波加速器。 駐波加速過程是，電場隨時間漸漸從小到

32、大，而方向又正好適合加速電子時，電場方向卻是減速的，但過一會，場值隨時間變成減速方向時，腔電場的方向變得正好能加速電子。因此可以設(shè)想，如果讓電子在腔的場強正好由負(fù)變正那一瞬間(場強正是加速方向)注人其中，電子在前進(jìn)時，場強不斷增加，電子不斷獲得能量，場強到達(dá)峰值時，電子也正好到達(dá)腔的中央。其后場強開始下降，電子在后半腔中飛行，當(dāng)場強開始由正變負(fù)時，電子正好飛出1#腔進(jìn)入下一個腔。這時2#腔的場強又正好由負(fù)變正。電子在2#腔中又能繼續(xù)加速獲得能量。如果這種安排能得到滿足，電子就可不斷獲得能量。這就是駐波加速原理。,行波與駐波結(jié)構(gòu)的比較,從臨床角度，關(guān)心的主要是射線的輸出特性 從加速管的長度來看，

33、對低能醫(yī)用電子直線加速器，駐波管要比行波管的增益高得多，因此駐波管比行波管短許多。例如同樣是6MV的醫(yī)用電子直線加速器，采用駐波加速結(jié)構(gòu)，加速管僅長30cm，可以做成直立式，無需偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，而采用行波加速結(jié)構(gòu)，長度在l00cm以上，只能水平安裝于機架上，必須采用偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)把電子束引向下方。 中、高能量醫(yī)用電子直線加速器，兩者增益差別不大，盡管駐波加速管要比行波加速管短些，但無論是行波還是駐波方式，加速管長度都在l00cm以上，只能水平安裝，都需要配備偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，此時采用哪一種加速方式，在長度方面的差別已無關(guān)緊要。 從能諧和控制特性來看，行波加速管的聚束特性要優(yōu)于駐波加速管，因此行波加速管的能譜比駐波

34、加速管的能譜好，這就決定了駐波加速管對自動穩(wěn)頻系統(tǒng)、微波傳輸系統(tǒng)和束流偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)等的技術(shù)要求要高于行波加速管；行波加速管的能量調(diào)節(jié)也比駐波加速管容易些。 兩種加速管都能滿足臨床需要。因此，簡單地評價哪種加速管更優(yōu)是沒有道理的。,輸出特性,醫(yī)用電子直線加速器是既可以輸出不同能量的X射線、也可以輸出不同能量電子射線的放射治療設(shè)備。 按照輸出X射線能量的不同，將加速器分為低能、中能、高能三類 低能醫(yī)用直線加速器只能輸出4MV或6MV的單能X射線(單光子)； 中能醫(yī)用直線加速器不但可以輸出4MV或6MV的單能X射線(單光子)，還可以輸出能量從415MeV的多檔電子射線； 高能醫(yī)用直線加速器則可以輸出低能

35、和高能兩檔X射線(稱為雙光子)及多檔電子射線。其中，低能X射線一般是4MV或6MV，高能X射線一般是15MV或18MV，電子射線可從425MeV范圍內(nèi)選擇6檔以上電子束。 顯然，高能醫(yī)用直線加速器可選的射線能量多，適用范圍廣，是放射治療技術(shù)的首選設(shè)備。當(dāng)然，也就包含了中、低能醫(yī)用 電子直線加速器的射線輸出特性。,X射線模式及輸出特性,在選定X射線治療模式時，加速器會自動將“靶窗轉(zhuǎn)換裝置”的“X線靶”對準(zhǔn)電子束，電子打靶就會產(chǎn)生X射線，顯然，打靶前的電子能量越高，輸出的X射線的能量就越高。這時，在射野范圍內(nèi)，輸出的X射線呈中間強，周邊弱的“峰”形束流，為了使射野內(nèi)的束流強度均勻，加速器會自動將中

36、間呈凸出狀的圓錐形“均整塊”移到靶的下面，由于均整塊中間厚，周邊薄，射線穿過以后，中央部分的射線強度被減弱，這樣，就會輸出能量均勻平坦的X射線束。 在均整塊前方安裝的是用來監(jiān)測輸出射線的“電離室”。通常，該電離室是多極透射型平行板結(jié)構(gòu)，它包括2道劑量檢測通道和2組4道或3組6道劑量均整度檢測通道。這樣，就可以即時檢測輸出射線的劑量特性和均整程度。 機頭內(nèi)部設(shè)置的初級準(zhǔn)直器的作用是將射線限定為一束圓錐形束流。次級準(zhǔn)直器通常是由兩對4個鉛門對稱設(shè)置，每個鉛門可以獨立運動，這樣，就可以根據(jù)被照病變的大小合理設(shè)定照射區(qū)域(射野)，但這時的照射區(qū)域是方形射野，對不規(guī)則的照射區(qū)域，一般是在托盤上擺放特制形

37、狀的鉛擋塊使之符合治療區(qū)域的形狀要求。為了開展精確放射治療技術(shù)，近年來生產(chǎn)的高能醫(yī)用電子直線加速器，已經(jīng)將次級準(zhǔn)直器改為動態(tài)多葉準(zhǔn)直器(MLC) 。 這種準(zhǔn)直器一般是由幾十對相對獨立的葉片構(gòu)成，每個葉片由一個步進(jìn)電機控制，可以獨立運動，各個葉片的運動是由計算機控制自動完成的，從而可以達(dá)到“適型治療”和“調(diào)強治療”技術(shù)，以達(dá)到精確治療目的,動態(tài)多葉準(zhǔn)直器(MLC),是由幾十對相對獨立的葉片構(gòu)成，每個葉片由一個步進(jìn)電機控制，可以獨立運動，各個葉片的運動是由計算機控制自動完成的，從而可以達(dá)到“適型治療”和“調(diào)強治療”技術(shù)，以達(dá)到精確治療目的,a自動 b手動,Prescription,Fluence,

38、Courtesy of UNC,Verify,Deliver,兆伏(MV)級X射線百分深度劑量曲線圖,也畫出了60鈷發(fā)出的射線的曲線圖。 光子能量越高，建成區(qū)(最大劑量點)越深，深度劑量(最大劑量點后)也隨之增加，而皮膚劑量相應(yīng)減少。 可以針對不同位置和不同深度的病變組織，選用不同能量的光子進(jìn)行照射，以達(dá)到最佳的治療效果。,電子射線模式及輸出特性,在選定電子射線治療模式時，加速器會自動將“X線靶”移開，把“窗”對準(zhǔn)電子束，電子射線直接從“窗孔”引出，但這時引出的電子束是窄束射線，束流直徑只有3mm左右，不能滿足臨床治療要求，這時，必須讓窄束射線展開成為散射狀束流。 當(dāng)選定電子射線治療模式時，加

39、速器會自動將均整塊移開，并將與電子束能量相適應(yīng)的金屬“散射箔”移到窗口的下面，經(jīng)過散射箔的散射以后，電子射線束就成為散射狀束流。然后經(jīng)過電離室檢測、次級準(zhǔn)直器和電子束限光筒的準(zhǔn)直限束，最后到達(dá)病變部位。由于最后輸出的電子射線仍然易于散射，因此，電子束限光筒做得比較長，讓輸出端口直接貼近患者皮膚，以減少周圍組織的射線受量，最大限度地保護(hù)正常組織。,不同能量的電子射線百分深度劑量曲線,電子射線不但皮膚受量較大，而且具有一定的“射程”，能量越高，射程越深，而射程后面的深部組織基本受不到射線照射，這是電子射線最重要的劑量學(xué)特征。 高能電子射線射程之外，有很小一段彎曲的深度劑量曲線，這是由于電子束穿過散

40、射箔時，總要產(chǎn)生少量的X射線造成的，通常稱之為X線污染。因此，在選用較高能量的電子射線治療較深部位的病變時，X線污染不能忽略不計，而是應(yīng)該給予必要的考慮。,配套設(shè)備,機房的設(shè)計與建設(shè) 激光定位系統(tǒng) 模擬定位系統(tǒng) 治療計劃系統(tǒng) 擋鉗制作設(shè)備 體位固定設(shè)備 治療驗證與劑量檢測設(shè)備,治療計劃系統(tǒng),第五節(jié) 近距離后裝治療機,內(nèi)照射也稱為近距離照射，是通過人體的自然腔道或組織間置入的方法，將核素放射源直接貼近病變部位進(jìn)行照射。 其特點是對某些部位的病變例如食管癌、直腸痛、宮頸痛等直接實施放射治療，對周圍組織損傷較小，治療效果較好。,內(nèi)照射近距離后裝治療機的基本結(jié)構(gòu),后裝治療機 各種施源器 治療計劃系統(tǒng)

41、操作控制系統(tǒng),機座 立柱 機頭 放射源,內(nèi)照射近距離后裝治療機的基本工作原理,首先按照不同部位選用合適的“施源器”，并通過腔道或組織間置入的方法將施源器緊貼在病變部位，然后由控制系統(tǒng)自動將放射源送進(jìn)施源器實施近距離放射治療。由于事先置人施源器，然后，在計算機控制下，由機器自動將放射源送入治療部位的施源器內(nèi)，所以人們給這種設(shè)備取名為近距離后裝治療機，簡稱后裝機。,內(nèi)照射近距離后裝機的治療過程,首先對選定的施源器進(jìn)行消毒，然后將施源器放置在需要近距離治療的病變部位，如果是用于食管等部位的治療，還要在X線診斷機或模擬定位機上，通過透視并拍照的方法確認(rèn)施源器的確切位置，并通過專門的圖像輸入設(shè)備將拍攝的

42、X線片輸入到治療計劃系統(tǒng)的計算機內(nèi)，通過專業(yè)軟件設(shè)計治療計劃。同時，要將施源器與后裝治療機接通。待準(zhǔn)備工作完成之后，工作人員退出治療室，然后通過操作控制系統(tǒng)，執(zhí)行計劃系統(tǒng)傳送過來的治療計劃。當(dāng)完成一定量的輻照之后，在電腦的控制下，放射源自動退回到儲源器，完成1次照射過程，從而實現(xiàn)近距離后裝治療。這種治療模式既可以保證治療精度，又能保證工作人員安全，所以受到放射治療界的廣泛認(rèn)可，從而獲得了廣泛的推廣應(yīng)用。,第六節(jié) 模擬定位機,模擬定位機的基本結(jié)構(gòu),X射線管(俗稱球管) 高低電壓發(fā)生器 影像增強器 可上下移動和等中心旋轉(zhuǎn)的機架 可作360旋轉(zhuǎn)的X線機頭 機頭內(nèi)設(shè)有準(zhǔn)直器和射野“井”型界定線 模擬床

43、跟加速器治療床的結(jié)構(gòu)原理完全一樣，能做上下左右和前后三個方向的運動，并能做等中心旋轉(zhuǎn)； 影像增強器也能做三維方向的移動，以方便成像定位。 控制操作系統(tǒng)、激光定位燈系統(tǒng)等,X線機頭和準(zhǔn)直器是模擬定位機的關(guān)鍵組成部分之一。 準(zhǔn)直器由遮線器和射野“井”型界定線組成，前者為調(diào)節(jié)和限定透視或照相時的X線野大小，后者為模擬治療機照射野的位置和大小，二者運動相互獨立。 射野“井”型界定線有兩個用途： 用于界定病變和器官的位置，即射野位置和范圍； 用于雙曝光，觀察病變與周圍器官的關(guān)系。 準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)與加速器治療機的準(zhǔn)直器一樣，能夠隨機頭一起旋轉(zhuǎn)。為適應(yīng)新型直線加速器的獨立準(zhǔn)直器，現(xiàn)代模擬機的準(zhǔn)直器的遮線器和射

44、野“井”型界定線均做成獨立運動式，并且能與對稱式模式自動切換。X線機頭內(nèi)還帶有燈光射野指示系統(tǒng)，可以模擬加速器的射野大小。 機頭下方有安裝鉛擋塊托架的插槽，托架結(jié)構(gòu)也與加速器的托架完全一樣，可以承擔(dān)足夠重量的鉛擋塊。 模擬機的床面必須是X射線的透明體，而且應(yīng)具有治療床的剛性和承重能力，一般用碳纖維材料制成。,工作原理,模擬定位機除了具有透視和拍照功能之外，還具有模擬加速器相關(guān)機械參數(shù)的功能。當(dāng)對患者實施模擬定位時，先將患者扶到模擬床上躺下，并粗調(diào)機架高度和治療床的前后左右及上下位置，使需要治療的病變部位大概處于等中心處。然后，工作人員退出機房，并關(guān)好防護(hù)門。在控制室內(nèi)，一邊透視，一邊遙控旋轉(zhuǎn)并

45、調(diào)整機架、機頭的角度和準(zhǔn)直器等相關(guān)機械運動部件的位置，使需要放射治療的部位正好處在射野“井”型界定線中間，如果需要，可在患者身體表面放置一根與需要放射治療的部位相似形狀的鉛絲，然后繼續(xù)透視調(diào)整，直到需治療部位正好處在射野“井”型界定線與鉛絲圍成的區(qū)域為止。這時，模擬定位機的機架角度、機頭角度和射野“井”型界定線的位置，就是在加速器上進(jìn)行放射治療時的機架角、機頭角和準(zhǔn)直器的開野位置，而鉛絲形狀就是需要制作鉛擋塊的邊緣形狀。模擬定位結(jié)束后，要在患者身體表面的射野“井”型界定線與鉛絲圍成的區(qū)域上，用專門的劃痕液或劃痕筆畫出邊界線。這樣，患者的照射區(qū)域和加速器的相關(guān)機械參數(shù)就可以確定下來。 因模擬機的

46、焦點到機架旋轉(zhuǎn)軸距離為80100cm，致使焦點到片盒距離達(dá)120140cm，而多數(shù)診斷型X線機的靶焦點到影像增強器表面或到膠片暗盒的距離為70cm，由于平方反比關(guān)系，模擬機約需8倍多的曝光量(mAs)才能獲得診斷X線的影像質(zhì)量。這就要求模擬定位機有高電壓大功率輸出的X線發(fā)生器和X線球管。X線球管的靶不僅要能承受短時間大電流的曝光，而且其焦點的大小必須適當(dāng)，以避免射野“井”型界定線的放大和變得模糊。 模擬機室也要設(shè)置與加速器室一樣的激光定位燈，用來確定模擬空間的等中心位置。這樣，才能保證通過模擬機制定的治療計劃可以在加速器上得以實現(xiàn)。,第七節(jié) 治療計劃系統(tǒng),治療計劃系統(tǒng)(TPS)的硬件配置,主要

47、部分是一套專門用來進(jìn)行放射治療計劃設(shè)計的計算機工作站。 較高配置的微型計算機 圖像輸入輸出設(shè)備（圖像掃描儀、磁帶機和打印機等） 為了適應(yīng)通過網(wǎng)絡(luò)直接從CT、MRI和PET等影像檢查設(shè)備或者醫(yī)院局域網(wǎng)的服務(wù)器上獲取數(shù)字圖像信息的需求，并通過網(wǎng)絡(luò)將設(shè)計好的放射治療計劃直接輸人到加速器等放射治療設(shè)備的控制系統(tǒng)，目前，治療計劃系統(tǒng)配備的計算機，都要配置可以在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備之間傳輸交換數(shù)字影像的DICOM接口，當(dāng)然，相應(yīng)的影像檢查設(shè)備和加速器控制系統(tǒng)的計算機也必須配置DICOM接口，才能實現(xiàn)相互進(jìn)行數(shù)字影像的傳輸交換功能。 對于立體定向放射治療(X刀、刀)和適型調(diào)強放射治療等精確放射治療技術(shù)來說，要設(shè)計精

48、確放射治療計劃，必須依靠三維立體定位坐標(biāo)體架來確定患者的精確位置。在通過CT或MRI等影像設(shè)備采集患者圖像資料時，必須讓患者與三維坐標(biāo)體架一起掃描，這樣，就可以獲取帶有三維坐標(biāo)標(biāo)記的患者斷面影像資料。 包含三維坐標(biāo)標(biāo)記的影像資料傳輸?shù)街委熡媱澫到y(tǒng)的計算機上，就可以進(jìn)行圖像重建并制定精確治療計劃?；颊呙看沃委煏r都必須使用同一個體架并恢復(fù)掃描采集影像時的體位。因此，三維立體定位坐標(biāo)體架也是現(xiàn)代放射治療計劃系統(tǒng)必備的硬件配置之一。,軟件功能,放射治療計劃的設(shè)計和實施，必須通過專門應(yīng)用軟件的支持才能得以實現(xiàn)，因此，軟件功能是非常重要的技術(shù)保證。一般來說，設(shè)計治療計劃的應(yīng)用軟件，分為二維計劃設(shè)計軟件和三

49、維計劃設(shè)計軟件兩種類型。二維計劃設(shè)計軟件是早期產(chǎn)品，將逐步被三維計劃設(shè)計軟件所取代。因此，本節(jié)主要介紹三維計劃設(shè)計軟件所必須具備的基本功能。 (一) 圖像處理功能 治療計劃所依據(jù)的影像資料是斷層掃描圖像，要進(jìn)行立體放射精確治療，首先要在計算機內(nèi)進(jìn)行三維圖像重建，形成所謂的立體“虛擬患者”。三維圖像重建的主要內(nèi)容包括：勾畫并形成患者的外廓形狀、重要器官的形狀和位置、病變組織的形狀和位置等等。同時，要能夠在各個不同的層面包括冠狀面、矢狀面和斜剖面等任意方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和剖視，以便于進(jìn)行最佳的照射野設(shè)計。在照射野的設(shè)計中，主要內(nèi)容包括：確定照射野的數(shù)量、選擇最佳的入射方向和各個照射野的形狀，從而確定加速

50、器的機架旋轉(zhuǎn)角度、機頭旋轉(zhuǎn)角度、準(zhǔn)直器(包括MLC)的開野大小和形狀等射野參數(shù)。不同的計劃軟件可能采用不同的設(shè)計思路，但所有放射治療的計劃設(shè)計軟件一定會具備上述的基本圖像處理功能。 (二) 劑量計算功能 劑量計算是治療計劃系統(tǒng)的核心內(nèi)容之一。劑量計算功能包括兩個方面，一是劑量計算，二是劑量優(yōu)化。因為患者體內(nèi)的腫瘤或者病變組織一般呈現(xiàn)不規(guī)則的立體幾何形狀，我們總是希望病變組織受量雖大，而周圍的正常組織特別是重要器官的受量要最小，因此，要根據(jù)前面確定的射野參數(shù)，選擇合適的射線能量和各個照射野的照射劑量，并迅速計算出多束射線共同形成的劑量分布情況。劑量分布原則是，病灶要全部處在高劑量區(qū)，正常組織要處

51、在低劑量區(qū)，而重要器官的劑量分布必須低于耐受劑量。如果劑量分布不夠理想，可以適當(dāng)調(diào)整相關(guān)參數(shù)進(jìn)行重新計算，直到比較理想為止。 (三) 計劃評估功能 治療計劃的評估分為定量評估法和品質(zhì)評估法。定量評估一般是采用體積直方圖(DVH)的方法來表示病變組織和正常組織接受的照射劑量百分比，從而評價所設(shè)計的治療計劃是否符合要求；品質(zhì)評估目前多是采用“等劑量曲線”法，在二維圖像上表示不同的劑量分布區(qū)域，這種方法比較直觀，因此，在放射治療計劃系統(tǒng)中得到了比較廣泛的應(yīng)用。為了適應(yīng)“適形治療”和“調(diào)強治療”放射治療技術(shù)的需要，目前比較先進(jìn)的放射治療計劃軟件可以采用“等劑量體積”的評估方法，顯示立體的或者說三維劑量

52、分布情況，通過這種方法，可以評價劑量的空間分布形狀和照射強度是否符合被照射病變組織的立體形狀，如果不相符合，可調(diào)整計劃重新評估，直到吻合為止。 需要說明的是，治療計劃軟件的上述三個功能，不是各自獨立，而是相互聯(lián)系，不可分割的統(tǒng)一體系。在設(shè)計治療計劃時，要反復(fù)運用圖形處理、劑量計算和計劃評估功能，才能夠設(shè)計出比較滿意的放射治療計劃。,第八節(jié) CT模擬機與模擬機CT,CT模擬機,CT模擬機其實是在CT掃描機的基礎(chǔ)上，通過增加一套激光射野模擬器和一套虛擬模擬工作站而構(gòu)成的虛擬模擬定位系統(tǒng)。 CT掃描機可以是一臺常規(guī)螺旋CT機，但由于常規(guī)CT機的床面呈下凹弧形，而加速器的床面是平板形，為了使患者在虛擬

53、模擬定位與實際放射治療時的體位保持一致，必須將CT機的床面改用平板形，材料為碳纖維面板，以減少由于散射可能對CT圖像的干擾； 激光射野模擬器由3只可以移動的激光定位燈和一臺安裝專用軟件的電腦構(gòu)成，一般是安裝在CT機房的患者掃描入口處的適當(dāng)部位，其作用除了可以指示機械等中心之外，還增加了指示射野投影位置的功能； 虛擬模擬工作站裝有一套可以進(jìn)行CT圖像的三維重建、立體顯示及射野模擬功能的軟件，這種軟件可以獨立使用，也可以融人三維治療計劃系統(tǒng)當(dāng)中，但這種計劃系統(tǒng)必須能與激光射野模擬器的計算機部分進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，使重建的三維圖像與模擬過程始終處于同一個患者坐標(biāo)系，以保證虛擬模擬定位所確定的靶區(qū)能夠處于加

54、速器的機械等中心位置。,模擬機CT,模擬機CT是在常規(guī)模擬定位機的基礎(chǔ)上，將準(zhǔn)直器沿患者橫向開成一條縫隙，在原來的影像增強器表面處放置上百個X射線探測器，在球管出束的同時，讓機架旋轉(zhuǎn)360將采集到的患者斷面掃描信息資料進(jìn)行反向處理，產(chǎn)生類似CT斷層掃描的圖像。但由于模擬定位機機架的旋轉(zhuǎn)速度不能太快，需要掃描的時間比較長，球管至射線探測器的距離較遠(yuǎn)等原因，使得成像質(zhì)量不夠理想，三維圖像重建質(zhì)量比較差。 模擬機CT技術(shù)還不夠成熟，目前臨床上還難以推廣應(yīng)用。,第九節(jié) 射野擋鉛制作設(shè)備,射野擋鉛與組織補償,射野擋鉛也稱為鉛擋塊。使用鉛擋塊的主要目的是將規(guī)則野變成不規(guī)則野，使射線束的射野形狀符合靶區(qū)的投影形狀，從而在實施放射治療時，最大限度地保護(hù)周圍的正常組織或某些重要器官；鉛擋塊的另一個作用是組織補償，通過設(shè)置適當(dāng)形狀和不同厚度的鉛擋塊，可以補償射線入射方向上的組織缺損(例如曲面)或