放射物理 放射治療的常用設備

1、第二章放射治療的常用設備 腫瘤放射治療學 第二篇 腫瘤放射治療學的物理學根底重點難點重點：醫(yī)用電子直線加速器的工作原理和射線束模式CT模擬定位機的結構和功能后裝治療系統(tǒng)組成質子治療系統(tǒng)組成難點：醫(yī)用電子直線加速器的工作原理和射線束模式質子盤旋加速器工作的原理第一節(jié)醫(yī)用電子直線加速器目錄一、醫(yī)用電子直線加速器的工作原理二、醫(yī)用電子直線加速器的根本結構三、醫(yī)用電子直線加速器臨床應用特點第一節(jié) 醫(yī)用電子直線加速器一、醫(yī)用電子直線加速器的工作原理利用微波的電場分量將來源于熱燈絲的電子在真空的加速管中加速到較高能量，通過散射箔展寬形成治療用電子束或讓高能電子束流打靶獲得高能X射線。根據(jù)加速管中微波傳播形

2、式，分為行波加速器和駐波加速器。第一節(jié) 醫(yī)用電子直線加速器二、醫(yī)用電子直線加速器的根本結構主要由加速管、微波源、微波傳輸系統(tǒng)、電子槍、束流系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、恒溫冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輔助治療系統(tǒng)等組成。第一節(jié) 醫(yī)用電子直線加速器一X射線治療模式：在加速管中被加速到高能的電子束流被引出后打在X線靶上產(chǎn)生X射線，經(jīng)過初級、次級準直器限束后只允許某個立體角內(nèi)的x射線射出成為治療線束，均整器對其強度角分布進行修整，在等中心平面上形成強度分布均勻的照射野。第一節(jié) 醫(yī)用電子直線加速器二電子束治療模式：加速管內(nèi)的高能電子束引出后，經(jīng)偏轉穿過電子窗直接引出，用于臨床電子束治療；引出束流采用散射箔技術讓非常窄的電子

3、射線束展寬，為臨床提供大面積的治療野。由于實際治療時，人體外表是一個曲面，電子線限光筒不可能嚴密地緊貼體表，往往會有35cm間隙。第一節(jié) 醫(yī)用電子直線加速器三、醫(yī)用電子直線加速器臨床應用特點：X射線和電子線能量更高、強度更大輸出劑量率為25Gy/min甚至更高一臺設備可以有不同能量檔的X射線、電子線X射線靶點小，與點源的近似度更高，照射野邊界更銳利，劑量半影更小。設備結構復雜，日常維護及質量保證技術要求較高。第一節(jié) 醫(yī)用電子直線加速器醫(yī)用直線加速器: Elekta Synergy(整合了影像引導功能第一節(jié) 醫(yī)用電子直線加速器醫(yī)用直線加速器:Varian iX (整合了影像引導功能第二節(jié)模擬定位

4、機 目錄一、常規(guī)X射線透視模擬定位機二、CT模擬定位機第二節(jié) 模擬定位機 一、常規(guī)X射線透視模擬定位機一X射線模擬定位機的工作原理和結構準直器治療床膠片盒影像增強劑機架第二節(jié) 模擬定位機 二X線透視模擬機的功能為臨床制定治療方案提供有關腫瘤位置、大小和周邊重要器官解剖關系的影像信息；用于照射方案的驗證，包括確定照射野大小、射野角度、擋塊形狀是否準確、機架轉動、患者體位設計是否合理等。第二節(jié) 模擬定位機 二、CT模擬定位機一組成： 大孔徑的螺旋CT CT圖像三維重建、虛擬模擬加速器治療機械運動及照射野模擬軟件； 激光燈系統(tǒng)。第二節(jié) 模擬定位機 二CT模擬定位機功能 逐層在橫斷圖像上確定靶區(qū)范圍和

5、靶區(qū)與周邊組織器官的解剖關系；用定位模擬軟件確定照射野大小、照射方向、卷入照射野內(nèi)的正常組織器官體積等；將CT圖像、靶區(qū)、周邊正常組織的勾畫輪廓信息導入治療方案系統(tǒng)進行三維劑量計算和方案設計。第三節(jié)近距離后裝治療機目錄一、近距離后裝治療機結構二、近距離后裝治療機特點第三節(jié) 近距離后裝治療機一、近距離后裝治療機結構放射源施源器放射源驅動單元治療方案系統(tǒng)第三節(jié) 近距離后裝治療機二、近距離后裝治療機特點放射源微型化，可以到達體內(nèi)需要治療的各個部位，駐留位置和時間由計算機精確控制，實現(xiàn)理想的劑量分布。利用高活度銥源可以實現(xiàn)高劑量率治療，縮短了照射時間。治療方案由計算機模擬生成，不同治療方案可以進行優(yōu)化

6、比較。第四節(jié)質子治療設備介紹目錄一、質子治療的開展歷史二、質子治療設備第四節(jié) 質子治療設備介紹一、質子治療的開展歷史質子束放射治療的想法是 1946 年由 Wilson 首先提出；1954 年 Tobias 等人在美國加州大學 Lawrence Berkeley 實驗室LBL進行了世界上第一例質子束的治療；1992 年，美國 Loma Linda 大學醫(yī)學中心LLUMC啟用了世界上第一臺醫(yī)學專用質子放療裝置；1985 年成立了國際性的質子放療合作組PTCOG；截止2021年底，全球有49家臨床質子治療中心，以及24家質子科研中心，并有38家在建，已有超過十萬人接受了質子治療。第四節(jié) 質子治療設備介紹二、質子治療設備質子治療系統(tǒng)包括：質子束加速器、束流傳輸系統(tǒng)、治療室治療頭以及患者定位系統(tǒng)。第四節(jié) 質子治療設備介紹目前加速質子的加速器主要有盤旋加速器和同步加速器兩大類，其中盤旋加速器是目前醫(yī)用質子加速器的主要形態(tài)。放療質子束能量一般為230250Mev。盤旋加速器的原理如下圖：小結：1. 醫(yī)用電子直線加速器是利用加速的高能電子打靶獲得高能X射線，有高能X射線及高能電子束兩種射線束模式用于臨床的放射治療。2. 模擬定位機包括常規(guī)X射線透視模擬定位機和CT模擬定位機， CT模擬定位機能提供病人的橫斷圖像信息，用于三維放療方案設計和劑量計算。3.