放射物理 放射治療的常用設(shè)備

1、第二章放射治療的常用設(shè)備 腫瘤放射治療學(xué) 第二篇 腫瘤放射治療學(xué)的物理學(xué)根底重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：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(jī)的結(jié)構(gòu)和功能后裝治療系統(tǒng)組成質(zhì)子治療系統(tǒng)組成難點(diǎn)：醫(yī)用電子直線加速器的工作原理和射線束模式質(zhì)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(jié)構(gòu)三、醫(yī)用電子直線加速器臨床應(yīng)用特點(diǎn)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(jié)構(gòu)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(zhǔn)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(qiáng)度角分布進(jìn)行修整，在等中心平面上形成強(qiáng)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(zhuǎn)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(shù)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(shí)際治療時，人體外表是一個曲面，電子線限光筒不可能嚴(yán)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(yīng)用特點(diǎn)：X射線和電子線能量更高、強(qiáng)度更大輸出劑量率為25Gy/min甚至更高一臺設(shè)備可以有不同能量檔的X射線、電子線X射線靶點(diǎn)小，與點(diǎn)源的近似度更高，照射野邊界更銳利，劑量半影更小。設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，日常維護(hù)及質(zhì)量保證技術(shù)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(dǎo)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(dǎo)功能第二節(jié)模擬定位

4、機(jī) 目錄一、常規(guī)X射線透視模擬定位機(jī)二、CT模擬定位機(jī)第二節(jié) 模擬定位機(jī) 一、常規(guī)X射線透視模擬定位機(jī)一X射線模擬定位機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)準(zhǔn)直器治療床膠片盒影像增強(qiáng)劑機(jī)架第二節(jié) 模擬定位機(jī) 二X線透視模擬機(jī)的功能為臨床制定治療方案提供有關(guān)腫瘤位置、大小和周邊重要器官解剖關(guān)系的影像信息；用于照射方案的驗(yàn)證，包括確定照射野大小、射野角度、擋塊形狀是否準(zhǔn)確、機(jī)架轉(zhuǎn)動、患者體位設(shè)計是否合理等。第二節(jié) 模擬定位機(jī) 二、CT模擬定位機(jī)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(jī)械運(yùn)動及照射野模擬軟件； 激光燈系統(tǒng)。第二節(jié) 模擬定位機(jī) 二CT模擬定位機(jī)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(guān)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(dǎo)入治療方案系統(tǒng)進(jìn)行三維劑量計算和方案設(shè)計。第三節(jié)近距離后裝治療機(jī)目錄一、近距離后裝治療機(jī)結(jié)構(gòu)二、近距離后裝治療機(jī)特點(diǎn)第三節(jié) 近距離后裝治療機(jī)一、近距離后裝治療機(jī)結(jié)構(gòu)放射源施源器放射源驅(qū)動單元治療方案系統(tǒng)第三節(jié) 近距離后裝治療機(jī)二、近距離后裝治療機(jī)特點(diǎn)放射源微型化，可以到達(dá)體內(nèi)需要治療的各個部位，駐留位置和時間由計算機(jī)精確控制，實(shí)現(xiàn)理想的劑量分布。利用高活度銥源可以實(shí)現(xiàn)高劑量率治療，縮短了照射時間。治療方案由計算機(jī)模擬生成，不同治療方案可以進(jìn)行優(yōu)化

6、比較。第四節(jié)質(zhì)子治療設(shè)備介紹目錄一、質(zhì)子治療的開展歷史二、質(zhì)子治療設(shè)備第四節(jié) 質(zhì)子治療設(shè)備介紹一、質(zhì)子治療的開展歷史質(zhì)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(xué) Lawrence Berkeley 實(shí)驗(yàn)室LBL進(jìn)行了世界上第一例質(zhì)子束的治療；1992 年，美國 Loma Linda 大學(xué)醫(yī)學(xué)中心LLUMC啟用了世界上第一臺醫(yī)學(xué)專用質(zhì)子放療裝置；1985 年成立了國際性的質(zhì)子放療合作組PTCOG；截止2021年底，全球有49家臨床質(zhì)子治療中心，以及24家質(zhì)子科研中心，并有38家在建，已有超過十萬人接受了質(zhì)子治療。第四節(jié) 質(zhì)子治療設(shè)備介紹二、質(zhì)子治療設(shè)備質(zhì)子治療系統(tǒng)包括：質(zhì)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(zhì)子治療設(shè)備介紹目前加速質(zhì)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(zhì)子加速器的主要形態(tài)。放療質(zhì)子束能量一般為230250Mev。盤旋加速器的原理如下圖：小結(jié)：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(jī)包括常規(guī)X射線透視模擬定位機(jī)和CT模擬定位機(jī)， CT模擬定位機(jī)能提供病人的橫斷圖像信息，用于三維放療方案設(shè)計和劑量計算。3.