加速器六輻射系統(tǒng)詳解演示文稿

加速器六輻射系統(tǒng)詳解演示(Shi)文稿第一頁，共七十頁。優(yōu)(You)選加速器六輻射系統(tǒng)第二頁，共七十頁。一、輻照頭功(Gong)能運(yùn)用射線調(diào)制技術(shù)，將加速管產(chǎn)生的自然分布的輻射束流轉(zhuǎn)換為滿足臨床需要的具有一定均勻性和對稱性要求的輻射束流；應(yīng)用射線準(zhǔn)直部件，將輻射束流限制在一定的照射區(qū)域內(nèi)，得到臨床需要的不同尺寸的輻射野。第三頁，共七十頁。二、X輻射系(Xi)統(tǒng)移動靶機(jī)構(gòu)均整過濾器機(jī)構(gòu)電離室楔形板或鉛擋塊楔形角度不同，楔形因子不同第四頁，共七十頁。1、X射(She)線靶分固定式和移動式兩種：對只提供X射線的低能醫(yī)用電子直線加速器，靶組件是固定式的，通常是與加速管焊接在一起的。對可提供X射線和電子束兩種輻射質(zhì)的醫(yī)用電子直線加速器（一般為中高能機(jī)），均采用移動式靶機(jī)構(gòu)。移動式靶組件又分內(nèi)置式和外置式兩種形式。內(nèi)置式其靶組件的主體在偏轉(zhuǎn)盒內(nèi)引出窗上方真空區(qū)域內(nèi)，外置式則在引出窗下方非真空區(qū)域。移動式靶組件設(shè)置有多個工位，總體上分X射線和電子束兩大工位類型：X射線工位上焊接有重金屬靶塊，其作用是將從加速管直接或經(jīng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)引出的電子束通過轟擊重金屬靶產(chǎn)生韌致輻射形成最初的X輻射線束。電子束工位一般為中空的通道或在通道中焊接有一層輕金屬箔，其作用是讓從加速管直接或經(jīng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)引出的電子束無阻攔地或經(jīng)過一定程度初級散射后通過。為獲得高的X射線產(chǎn)額，靶材料均選用高Z（原子序數(shù)）材料，即重金屬材料。如鎢、金等。當(dāng)電子束打靶能量≥10MeV，就會產(chǎn)生中子射線，即中子污染。第五頁，共七十頁。內(nèi)(Nei)置靶引出窗靶移動氣缸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)盒第六頁，共七十頁。2、X輻射準(zhǔn)(Zhun)直系統(tǒng)術(shù)語：準(zhǔn)直系統(tǒng)：產(chǎn)生一定形狀輪廓輻射野的部件稱為準(zhǔn)直系統(tǒng)規(guī)則野準(zhǔn)直系統(tǒng)：產(chǎn)生規(guī)則形狀（方形、矩形或圓形）輪廓輻射野的部件稱為規(guī)則野準(zhǔn)直系統(tǒng)X輻射規(guī)則野準(zhǔn)直系統(tǒng)包括：初級準(zhǔn)直器次級準(zhǔn)直器附加準(zhǔn)直器第七頁，共七十頁。2.1初(Chu)級準(zhǔn)直器(PrimaryCollimator)：形狀為圓錐形孔的準(zhǔn)直器又稱初級準(zhǔn)直錐，安裝在電子引出窗（或靶）下方，為電子輻射和X輻射所共用。作用：一方面它決定了該加速器所能提供的最大輻射野范圍，另一方面，它阻擋了最大輻射野范圍外的由輻射源產(chǎn)生的初級輻射。第八頁，共七十頁。設(shè)(She)計原則：材料：鎢合金、貧化鈾、鉛錐孔的確定：距源100cm處直徑為49.5cm的圓形輻射野，該圓形區(qū)域稱為M區(qū)域。（初級準(zhǔn)直器半錐角約為14°）準(zhǔn)直錐上孔直徑：輻射源的直徑限制在直徑4mm以內(nèi)位置第九頁，共七十頁。2.2次級(Ji)準(zhǔn)直器(SecondaryCollimator)由上下兩層光闌組成，兩層光闌垂直交叉布局，四個光闌的工作面在空間形成四棱錐體，對輻射束加以準(zhǔn)直。俗稱上下光闌根據(jù)開合運(yùn)動的對稱性分類：a．對稱準(zhǔn)直系統(tǒng)b.非對稱準(zhǔn)直系統(tǒng)

第十頁，共七十頁。a．對稱準(zhǔn)(Zhun)直系統(tǒng)每對光闌只能同時相向閉合或相離打開。通過上下兩對光闌的開合運(yùn)動，可形成相對于輻射束軸對稱的方形輻射野或矩形輻射野。

第十一頁，共七十頁。b.非對稱準(zhǔn)直系統(tǒng)-獨(dú)立(Li)準(zhǔn)直器每塊光闌可以獨(dú)立運(yùn)動，也可成對聯(lián)動，光闌還可穿過束流軸線。稱之為非對稱準(zhǔn)直系統(tǒng)（有的設(shè)計保留一對對稱光闌）第十二頁，共七十頁。非對稱準(zhǔn)(Zhun)直系統(tǒng)應(yīng)用主要用于常規(guī)矩形野照射、半野（切線野）照射、可擴(kuò)展進(jìn)行動態(tài)楔形照射。當(dāng)一側(cè)矩形準(zhǔn)直器恰好位于射線中心軸的位置時，由此形成切線射野。第十三頁，共七十頁。設(shè)計原(Yuan)則材料：鎢、鉛、貧化鈾為了減少X射線在準(zhǔn)直器側(cè)壁的散射和準(zhǔn)直器邊緣部分的透射半影，光闌的內(nèi)側(cè)面應(yīng)與射線的發(fā)射方向相切。光闌的厚度要足夠厚，以確保x射線穿過準(zhǔn)直器的透射量應(yīng)小于中心射線強(qiáng)度的2％。第十四頁，共七十頁。輻射野光(Guang)學(xué)模擬系統(tǒng)X線源靶點燈光反光鏡燈光過濾罩光源系統(tǒng)：模擬（點）光源、反光鏡模擬（點）光源：安裝于準(zhǔn)直器側(cè)面，便于觀察和調(diào)節(jié)調(diào)整光源X.Y兩方向和光源距離的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后螺釘固定注意：由于受輻照的影響，應(yīng)不定期更換鏡片，使用時間取決于照射量多少。第十五頁，共七十頁。遮(Zhe)光板由于加速管靶點尺寸、光源尺寸、射線和光線的復(fù)雜性、制造誤差等因素的影響，通常光野常常比射野略大，特別是上光闌，為了改善光射野的重合性，在光闌下表面增加一薄片，稱之為遮光板。鋁、薄銅片遮光板第十六頁，共七十頁。2.3附(Fu)加準(zhǔn)直器立體定向或適形放射治療圓形準(zhǔn)直器多葉準(zhǔn)直器第十七頁，共七十頁。多(Duo)葉準(zhǔn)直器第十八頁，共七十頁。適形(Xing)調(diào)強(qiáng)調(diào)強(qiáng)與適形治療的劑量分布的主要區(qū)別是：調(diào)強(qiáng)可使靶區(qū)內(nèi)劑量分布達(dá)到預(yù)定目標(biāo)函數(shù)的要求第十九頁，共七十頁。2.4X輻射的均(Jun)勻分布標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語：(1)X輻射野的均整度(2)X輻射野的對稱性第二十頁，共七十頁。3.1X輻射野(Ye)的均整度定義：是指在一個輻射野的限定部分內(nèi)，最高與最低吸收劑量之比。測量時使標(biāo)準(zhǔn)體模入射面與輻射束軸垂直，并在其特定深度與規(guī)定的輻射條件下測量吸收劑量。第二十一頁，共七十頁。X射線輻射野均整區(qū)(Qu)的劃分：第二十二頁，共七十頁。上圖中ｄｍ、ｄｄ數(shù)(Shu)值：表中的LＦ為方形射野邊長射野邊長ＬF（ｃｍ）ｄｍｄｄ５≤ＬＦ≤101ｃｍ2ｃｍ10＜ＬＦ≤300.1ＬＦ0.2ＬＦ30＜ＬＦ3ｃｍ6ｃｍ第二十三頁，共七十頁。x輻(Fu)射野均整度的要求：在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下，在吸收劑量率的全部范圍內(nèi)，對應(yīng)每一標(biāo)稱能量，測量輻射野內(nèi)最大吸收劑量點與輻射野內(nèi)最小吸收劑量點吸收劑量的比值：a．對5cm×5cm至30cm×30cm輻射野，不得大于106％；b．對大于30cm×30cm至最大方形野，不得大于110％；第二十四頁，共七十頁。圖(Tu)例：第二十五頁，共七十頁。2.4.1X輻(Fu)射野的對稱性定義：是指均整區(qū)域內(nèi)對稱于射線束軸的任意兩點吸收劑量之最大比值。第二十六頁，共七十頁。Ｘ輻射野對稱性(Xing)的要求：在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下，對大于5cm×5cm的所有輻射野，均整區(qū)域內(nèi)對稱于射線束軸的任意兩點吸收劑量之最大比值(大值比小值)不得大于103％。

第二十七頁，共七十頁。第二十八頁，共七十頁。2.4.2X輻射角(Jiao)分布圖第二十九頁，共七十頁。移動靶(Ba)機(jī)構(gòu)電離室初級準(zhǔn)直器均整過濾器eX射線主強(qiáng)度方向是：電子前進(jìn)的軸線方向。X射線能譜:≤打靶電子能量的連續(xù)能譜0電子束最大能量

均整過濾器的作用：使角度分布的Ｘ輻射“均整”成強(qiáng)度均勻分布的射線第三十頁，共七十頁。(1)單(Dan)均整過濾器單均整過濾器是一塊用一種高原子序數(shù)材料制成的錐形圓盤，厚度較薄，所占空間體積小。只有一檔能量X輻射時使用第三十一頁，共七十頁。(2)復(fù)合均整過(Guo)濾器對于高能x輻射，如果全用高原子序數(shù)材料中子產(chǎn)額較高。如果全用低原子序數(shù)材料勢必要有很高的厚度，所占空間體積大，并因錐角尖銳對安裝位置誤差鉸敏感。用于低能X輻射時，如果全用低原子序數(shù)材料，在較淺深度處均整度變壞。對于高能加速器，單均整過濾器不易同時滿足不同能量X輻射均整的要求。復(fù)合均整過濾器是用高原于序數(shù)材料和低原子序數(shù)材料兩種組合而成，以低原子序數(shù)材料為主，常和復(fù)合靶配合使用。第三十二頁，共七十頁。（3）打靶位置、方向(Xiang)對ｘ輻射均整的影響：第三十三頁，共七十頁。2.5、產(chǎn)生Ｘ輻射楔形分布(Bu)的方法（一）楔形角（二）楔形因子（三）楔形過濾器

第三十四頁，共七十頁。(一)楔(Xie)形角定義：在標(biāo)準(zhǔn)源皮距條件下，水體模表面射野大小為10cm×10ｃm，在參考深度處（?。洌?0cm）的等劑量曲線與1/2射野寬的兩個交點連線與通過射野中心軸在參考深度處的垂線的夾角第三十五頁，共七十頁。（二(Er)）楔形因子定義：在參考深度處(一般取楔形角定義的參考深度，即d＝10cm)，射野大小為10cm×10cm，加與不加楔形板時射野中心軸上該點劑量率之比。

第三十六頁，共七十頁。（三）楔形過(Guo)濾器臨床作用：組織補(bǔ)償：患者體表面的傾斜多照射野使靶區(qū)獲得均勻的劑量分布：第三十七頁，共七十頁。(三)楔(Xie)形過濾器按形成劑量分布的方法分類：1．固定角度楔形過濾器2．動態(tài)楔形過濾系統(tǒng)第三十八頁，共七十頁。1．固定角(Jiao)度楔形過濾器：15°,30°,45°和60°楔形角物理楔形板用平射野和60°楔形射野按一定劑量比例混合分兩次照射可形成所0~60°間任意楔形角度的等劑量分布。第三十九頁，共七十頁。2、動態(tài)楔(Xie)形過濾系統(tǒng)DynamicWedge用計算機(jī)控制非對稱準(zhǔn)直系統(tǒng)的其中一對光闌的某一側(cè)鎢門，按特定的方式運(yùn)動，來實現(xiàn)楔形劑量分布，形成虛擬楔形射野。第四十頁，共七十頁。動態(tài)楔(Xie)形劑量分布的形成：將劑量分布轉(zhuǎn)化為一個對稱全射野和一系列非對稱子射野楔形角取決于子射野的MU值第四十一頁，共七十頁。三、電子(Zi)輻射術(shù)語：（1）電子輻射野的均整度（2）電子輻射野對稱性第四十二頁，共七十頁。3.1電子輻射野均整(Zheng)度與X輻射野均整度定義有所不同，它用主軸（X/Y)上某條等劑量線與輻射野邊界的距離來表征。第四十三頁，共七十頁。電子輻(Fu)射野的均整度要求：在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下，對每一標(biāo)稱能量及不小于5cm×5cm的所有電子輻射野：a．在基準(zhǔn)深度(90%)處，兩個主軸上80％等劑量曲線與幾何射野投影邊的距離應(yīng)不大于15mm。b，在標(biāo)準(zhǔn)測試深度(Rp/2)處，兩個主軸上90％等劑量曲線與幾何射野投影邊的距離應(yīng)不大于10mm，在兩個對角線上90％等劑量曲線與幾何射野投影邊的距離應(yīng)不大于20mm。第四十四頁，共七十頁。PDD曲(Qu)線第四十五頁，共七十頁。等劑量曲線(Xian)圖（主軸面、兩深度平面）第四十六頁，共七十頁。3.2電子輻射(She)野對稱性定義：為對稱于輻射束軸的任意兩點吸收劑量之比。第四十七頁，共七十頁。電子輻射野(Ye)對稱性的要求在標(biāo)準(zhǔn)測試深度，90%等劑量線內(nèi)推1cm的均整區(qū)域內(nèi)對稱于輻射束軸的任意兩點的吸收劑量（為不大于1cm2面積內(nèi)的平均值）之比（大比?。┎坏么笥?05%。第四十八頁，共七十頁。3.3電子線散(San)射過濾器加速管引出束流為直徑大約為2mm筆型束，該類型的電子束流不能直接用于臨床治療。為了在一定的治療距離和一定的輻射野大小范圍內(nèi)獲得較為均勻的劑量分布。采用在電子束流的引出口下方附加散射過濾器的方法，對筆型束流的角度分布進(jìn)行擴(kuò)展和散射第四十九頁，共七十頁。電子線散射過(Guo)濾器與X射線均整過濾器作用類似。其作用是將電子束強(qiáng)度的不均勻自然分布散射過濾為符合臨床治療要求的均勻分布。工作原理與X射線均整過濾器不同。它是利用單一方向高速運(yùn)動的電子在金屬箔（一般為銅或鋁）里與金屬原子發(fā)生彈性或非彈性碰撞，其結(jié)果是增加了電子橫向運(yùn)動分量，運(yùn)動方向發(fā)生了改變，即所謂的散射效應(yīng)。大量電子作用的結(jié)果就使得電子束的強(qiáng)度分布從不均勻的自然分布變?yōu)榫鶆蚍植?。為增?qiáng)電子束的散射效果，達(dá)到更好的均勻分布，可以采用復(fù)合散射過濾器。即兩種或兩種以上金屬材料組成的散射過濾器。第五十頁，共七十頁。(1)單散射(She)過濾器單散射過濾器由單一材料制成，通常用重金屬材料如鉛或銅制成。為了達(dá)到一定的散射效果，需要散射過濾器有一定的厚度；但過厚會附加能量損失和產(chǎn)生X輻射污染。準(zhǔn)直：需配接觸式限光筒使用第五十一頁，共七十頁。(2)復(fù)合散射過濾(Lv)器應(yīng)用雙散射過濾器并適當(dāng)?shù)剡x擇其厚度和形狀可以明顯地改變電子束流的均整質(zhì)量，且散射過濾器的總厚度比用單個散射過濾器時要薄的多，有利于降低電子束流的能量損失和能量的分散，改善了深度劑量分布特征，增加了劑量率和能量的均勻性。準(zhǔn)直：即可使用非接觸式限束器，也可使用接觸式限束器第五十二頁，共七十頁。用(Yong)散射箔對電子束均整的三種類型單散射過濾器單散射過濾器復(fù)合散射過濾器第五十三頁，共七十頁。3.4電子束輻(Fu)射系統(tǒng)實例限光筒270O偏轉(zhuǎn)磁鐵初級散射泊次級散射泊初級準(zhǔn)直錐電離室上光闌

下光闌可治療用電子束輻射場第五十四頁，共七十頁。應(yīng)用Beam程序，蒙特(Te)卡羅模擬計算圖第五十五頁，共七十頁。應(yīng)用Beam程序，蒙特(Te)卡羅模擬計算圖第五十六頁，共七十頁。四、典型(Xing)加速器輻射頭結(jié)構(gòu)加速器輻射頭結(jié)構(gòu)形式大致分為三類：單光子低能加速器輻射頭直束雙線低能加速器輻射頭中高能加速器輻射頭第五十七頁，共七十頁。4.1單光子低(Di)能加速器輻射頭結(jié)構(gòu)加速管、靶初級準(zhǔn)直錐均整過濾器穿透型平板電離室輻射野光學(xué)模擬系統(tǒng)光闌系統(tǒng)十字線加速管后鉛屏蔽第五十八頁，共七十頁。加速管的安裝與調(diào)(Diao)整加速管安裝在一吊籃上調(diào)節(jié)吊籃的水平角度可調(diào)節(jié)束流角度，水平移動吊籃可調(diào)節(jié)加速管靶點的位置；用波導(dǎo)支架固定加速管波導(dǎo)，防止加速管充氣時受力。注意：調(diào)節(jié)時，要先放掉波導(dǎo)氣體，松開軟波導(dǎo)夾板，防止加速管調(diào)節(jié)時受力。第五十九頁，共七十頁。4.2直束雙(Shuang)線加速器輻射頭結(jié)構(gòu)第六十頁，共七十頁。限(Xian)光筒270°偏轉(zhuǎn)磁鐵初級散射泊次級散射泊初級準(zhǔn)直錐電離室上光闌

下光闌可治療用電子束輻射場eeXe4.3Siemens中高能加速器輻射頭結(jié)構(gòu)第六十一頁，共七十頁。Varian2100c高能加速器(Qi)輻射頭結(jié)構(gòu)第六十二頁，共七十頁。5、校(Xiao)準(zhǔn)方法日常校準(zhǔn)是確保機(jī)器保持正常使用精度的唯一方法。正確有效的方法可事半功倍。第六十三頁，共七十頁。X輻射規(guī)則野(Ye)的性能誤差要求：由于輻射束是不可見光，