腫瘤放射治療裝置

沈陽東軟醫(yī)療系統(tǒng)有限公司田新智腫瘤放射治療裝置2023/2/1放射治療（Radiotherapy）是利用輻射對惡性腫瘤進行照射使其生長受到抑制而致死的一種療法，簡稱放療。放療的基本原則是破壞惡性腫瘤和保存正常組織。放射治療是從發(fā)現(xiàn)X射線及放射性物質(zhì)后才開始的。隨著放射物理學(xué)、放射生物學(xué)、臨床腫瘤學(xué)及各種放射治療裝置的發(fā)展，已和手術(shù)治療、化學(xué)治療一起成為治療惡性腫瘤的三大主要手段。約有70%的惡性腫瘤患者需要進行放射治療。

2023/2/1一、放射治療裝置分類1.外照射治療機(1)同位素遠距離治療機（如鈷-60）

(2)X射線治療機（如深部X線機）(3)醫(yī)用電子加速器(4)醫(yī)用質(zhì)子加速器(5)醫(yī)用中子發(fā)生器(6)醫(yī)用重離子加速器(7)醫(yī)用-介子發(fā)生器2023/2/12.內(nèi)照射治療機

(1)射線后裝機

(2)中子后裝機

3.立體定向放射外科治療裝置

(1)γ-刀

(2)X-刀

(3)質(zhì)子刀(4)中子刀

在外照射治療機中，最常用的是醫(yī)用電子直線加速器，其次是鈷60遠距離治療機。在內(nèi)照射治療機中，主要是同位素后裝機。

2023/2/1其中醫(yī)用電子直線加速器分類

X射線能量范圍及能量分檔電子射線能量范圍及能量分檔應(yīng)用范圍低能機4~6MeV，1檔無深部腫瘤中能機6~10MeV，1～2檔5~15MeV，3~5檔大部分深部腫瘤、部分表淺腫瘤高能機6~10MeV，15~25MeV，各1～2檔5~25MeV，5~8檔同上2023/2/1二、加速器的發(fā)展2023/2/1同源

IGRTKV級

IGRT2023/2/1三、電子直線加速器系統(tǒng)組成

醫(yī)用電子直線加速器由(1)加速系統(tǒng)，(2)輻射系統(tǒng)，(3)劑量檢測系統(tǒng)，(4)機架及治療床運動系統(tǒng)，(5)電氣控制系統(tǒng)，(6)溫控及充氣系統(tǒng)六部分組成。1.加速系統(tǒng)

加速系統(tǒng)是醫(yī)用電子直線加速器的核心，由加速管、微波傳輸系統(tǒng)、微波功率源、高壓脈沖調(diào)制器等組成。按加速方式的不同又可分為行波和駐波兩種加速系統(tǒng)。

2023/2/1(a)行波加速系統(tǒng)(b)駐波加速系統(tǒng)a-加速結(jié)構(gòu)B-引出系統(tǒng)C-環(huán)流器D-耦合波導(dǎo)E-聚焦及導(dǎo)向線圈G-電子槍I-隔離器L-吸收負載M-高壓脈沖調(diào)制器P-離子泵S-微波功率源T-脈沖變壓器W-波導(dǎo)窗醫(yī)用電子直線加速器加速系統(tǒng)2023/2/1(1)加速管

加速管由電子槍、加速結(jié)構(gòu)、引出系統(tǒng)、離子泵組成。電子槍產(chǎn)生供加速的電子，其陰極被加熱后產(chǎn)生熱發(fā)射電子，在陰極和陽極間的高壓電場作用下，以一定的初始能量從陽極中心孔道穿出注入加速結(jié)構(gòu)。2023/2/12023/2/1可治療用電子束輻射場

限光筒270O

偏轉(zhuǎn)磁鐵初級散射泊次級散射泊初級準直錐電離室上光闌

下光闌2023/2/1(2)微波傳輸系統(tǒng)微波傳輸系統(tǒng)主要由傳輸波導(dǎo)構(gòu)成。在行波傳輸系統(tǒng)中，隔離器用來吸收反向傳輸?shù)奈⒉ㄒ员Ｗo微波功率源。在駐波傳輸系統(tǒng)中，由于反射功率強，需采用環(huán)流器作為隔離器件。(3)微波功率源低、中能機常用磁控管作微波功率源。磁控管是微波自激震蕩器，體積小，工作電壓低，但其工作頻率易漂移，因此需采用自動穩(wěn)頻系統(tǒng)，提高頻率穩(wěn)定度。高能機需較高的微波功率，常用多腔速調(diào)管作為微波功率源。速調(diào)管是微波功率放大器，體積大，工作電壓高，需要有前置激勵來驅(qū)動，頻率比較穩(wěn)定，但也需自動調(diào)頻系統(tǒng)使其與負載變化保持一致。

2023/2/1微波源—磁控管（磁鐵）對低功率磁控管一般采用永久磁鐵(鋁鎳鈷,釹鐵硼,釤鈷)中功率磁控管采用電磁鐵。磁場的方向與磁控管的陰極軸平行。2023/2/1微波傳輸系統(tǒng)組成：2023/2/1(4)高壓脈沖調(diào)制器其作用是向微波功率源提供脈沖高壓，工作原理是利用儲能放電的原理形成高壓脈沖，經(jīng)脈沖變壓器放大后供微波功率源使用。2023/2/12023/2/12.輻射系統(tǒng)

輻射系統(tǒng)的作用是使從加速系統(tǒng)產(chǎn)生的輻射符合放射治療的特殊要求（均整度、輻射野面積形狀等,如圖）。

a）X射線輻射系統(tǒng)b）電子射線輻射系統(tǒng)A-限束器C-準直器F-散射箔I-電離室J-光闌M-反射鏡P-均整塊T-靶W-楔形過濾器輻射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖X射線及電子射線的輻射系統(tǒng)如圖所示，其主要組成有：靶、均整塊、散射箔、準直器、上下光闌等。2023/2/1治療頭結(jié)構(gòu)1、治療頭旋轉(zhuǎn)范圍：0~90°；180°～360°光闌采用獨立光闌技術(shù)，其中，2、上獨立光闌運行范圍（單邊）：－10~+20cm（過中線）3、下獨立光闌運行范圍（單邊）：0~＋20cm（不過中線）2023/2/1靶——加速電子打靶后產(chǎn)生X射線。均整塊——使輻射野內(nèi)的X射線劑量分布均勻。散射靶——使從加速系統(tǒng)來的集束的電子射線在一定輻射野內(nèi)均勻散開。準直器——初步限制輻射的范圍。上下光闌——調(diào)節(jié)輻射野的形狀、面積。限束器——限定電子射線輻射野的范圍以及改善電子射線的均整度。楔形過濾器——在X射線輻射野內(nèi)產(chǎn)生非對稱的楔形劑量分布。

2023/2/13.劑量監(jiān)測系統(tǒng)

劑量監(jiān)測系統(tǒng)由電離室、前置放大器及監(jiān)測劑量儀組成。電離室位于輻射系統(tǒng)之內(nèi)，由若干片極片構(gòu)成，其中有兩對用于監(jiān)測輻射野內(nèi)相互垂直的兩個方向的均整度，有一片用于監(jiān)測輻射的能量變化，有兩片用于檢測輻射的吸收劑量。

4.機架及治療床運動系統(tǒng)

現(xiàn)代醫(yī)用電子直線加速器采用等中心原則的運動系統(tǒng)，即機架、輻射頭及治療床三者的旋轉(zhuǎn)軸線交于一點，該點稱為等中心，要求中心誤差在±2mm以內(nèi)。2023/2/1治療床運動參數(shù)：治療床垂直移動范圍：最低點745mm，最高點1345mm治療床公轉(zhuǎn)角度范圍：不小于180°（0～90°，270°～360°）治療橫向移動范圍：不小于480mm治療床縱向移動范圍：不小于1430m活動地板的升降范圍：－170mm～0

采用升降裝置的目的是降低系統(tǒng)等中心高度，目前為1300mm，為目前國內(nèi)外加速器中最低。2023/2/15.電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)由以下幾部分組成：(1)各種電源。(2)連鎖保護：包括水流、水溫、水壓、高壓過載、微波功率源打火等各種保護。(3)自動控制：包括自動頻率控制、自動劑量率控制、自動均整度控制、自動楔形過濾器控制、弧形旋轉(zhuǎn)控制等。(4)正常治療的程序控制：包括待機、預(yù)制、準備、出束等幾種狀態(tài)的程序控制。2023/2/1

6.溫控及充氣系統(tǒng)

溫控系統(tǒng)用來帶走加速管、靶、聚焦線圈、偏轉(zhuǎn)磁鐵線圈、微波功率源、隔離器（或環(huán)流器）及吸收負載等在工作中產(chǎn)生的熱量。充氣系統(tǒng)用于對微波傳輸系統(tǒng)抽真空后再充絕緣氣體，如氮氣、氟里昂等，以防止發(fā)生電場擊穿。

2023/2/1四、東軟6MV單光子機支持精確放療的技術(shù)保證和可發(fā)展空間全數(shù)字控制常規(guī)放療(對稱野+非對稱野）360°弧形放療動態(tài)楔治療劑量伺服穩(wěn)定保證穩(wěn)定性準確性小于1s的快速達峰能力附屬功能和裝置四獨立光闌旋轉(zhuǎn)治療治療信息管理系統(tǒng)（TIM）MLC2023/2/1NMSR600加速器系統(tǒng)組成2023/2/1控制臺2023/2/12023/2/1TPS現(xiàn)狀3D-RTPS系統(tǒng)軟件主要功能患者影像數(shù)據(jù)輸入；患者建模、靶區(qū)及器官勾畫；三維可視化；射束設(shè)置；三維光子束劑量計算；前向調(diào)強放射治療；放射治療計劃的評估;放射治療計劃的輸出；數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)。2023/2/1東軟CT-sim2023/2/12023/2/1TIM（TreatmentInformationManagement）相關(guān)介紹2023/2/1TIM放療信息管理系統(tǒng)設(shè)計和搭建目標：東軟成為中國放療行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)中樞東軟網(wǎng)絡(luò)集成優(yōu)勢TIM（miniRTIS）的主要功能模塊,具體完成以下功能病人信息的管理治療設(shè)備的管理設(shè)備使用狀態(tài)的監(jiān)控患者治療過程的管理（缺）患者治療數(shù)據(jù)的管理患者治療結(jié)果的驗證（缺）患者的預(yù)約管理和收費管理（缺）電子病歷記錄系統(tǒng)（EMR）（缺）腫瘤登記與隨訪系統(tǒng)放療設(shè)備的連接和通訊給大型,小型放療中心分別帶來的產(chǎn)品和服務(wù)靈活配置2023/2/1東軟TIM的工作流程1、患者管理自動接收TPS計劃的病人和照射野等治療信息并存儲在本機數(shù)據(jù)庫中。2、TIM將治療信息傳送到加速器上位機主動，調(diào)出TIM系統(tǒng)中的照射野信息，確認無誤后發(fā)給加速器控制臺程序。3、如果是適形放療，TIM將MLC葉片治療信息傳輸?shù)組LC控制臺，并自動驅(qū)動MLC運動,接收到MLC反饋的葉片位置信息后予以確認。4、把運動結(jié)果反饋給TIM系統(tǒng)。5、加速器上位機可以通過TIM系統(tǒng)獲得當(dāng)前MLC的狀態(tài)，確認是否具備治療條件。2023/2/1二、東軟目前的規(guī)劃CTSimulatorSystem＋TreatmentPlanningSystem(TPS)＋MLC＋PreciseAccelerator＝3DConformalRadiotherapy(3DCRT)orIntensityModulatedRadiotherapy(IMRT)2023/2/1東軟下一步規(guī)劃-解決方案2023/2/1東軟下一步規(guī)劃－EPID2023/2/12023/2/1下一步規(guī)劃－RTIS2023/2/12023/2/1e-RadiotherapySolutions

東軟放療全面解決方案架構(gòu)遠程放療保證服務(wù)系統(tǒng)腫瘤科信息管理系統(tǒng)2023/2/1附加：

立體定向放射治療裝置X-刀(X-knife)

1.立體定向放射治療外科（StereotacticRadiosurgery，SRS）1951年，瑞典一著名的神經(jīng)外科醫(yī)生最先提出了立體定向放射治療原理，并于1968年同生物物理學(xué)家合作，研制出世界上第一臺γ-刀。

立體定向放射治療原理是：采用靜態(tài)幾何聚焦原理，把窄束放射線從不同方向定向準直照射顱內(nèi)病灶，在病中心（靶點）形成大劑量聚焦，在短時間內(nèi)將病灶擊毀，而靶點之外的健康組織所受到的照射劑量卻很小，從而達到了比手術(shù)切除更好的效果。2023/2/11.X-刀的發(fā)展及特點

X-刀是繼γ-刀之后于80年代發(fā)展起來的一種新型立體定向放射外科設(shè)備。由于它利用電子直線加速器（LINAC）產(chǎn)生的X射線作為放射源，所以又稱為LINAC的立體定向放射外科裝置，簡稱X-刀。

2023/2/1X-刀最早是美國人Colombo和Betti等研制成功的他們將用于常規(guī)放射治療的醫(yī)用電子直線加速器加以改進，采用專用的準直器和立體定向裝置，把放射線聚集在病灶實施一次大劑量照射。通過三維空間把線束投射到靶區(qū)形成高劑量，而周圍正常組織受量低。因等劑量曲線在靶區(qū)外急劇陡降，病灶與正常組織劑量界限分明，達到控制、殺滅病變保護正常組織的目的，尤如外科手術(shù)刀切除病灶一樣。2023/2/1因醫(yī)用電子直線加速器具有非常好的精確度和可靠性，所以X-刀適用于比γ-刀更大的顱內(nèi)病灶（γ-刀適用病灶<18mm，X-刀適用病灶<50mm）。X-刀利用直線加速器作為照射源，不象γ-刀那樣需要定期更換放射物質(zhì)。X-刀的價格僅為γ-刀的1/5～1/6，具有更高的性能價格比，從而減少了治療費用。因此X-刀得到了世界各國醫(yī)院的廣泛采用，到1993年底，全世界共210臺，僅美國就有83臺。1994年中國開始引進X-刀。由于X-刀設(shè)備簡單、造價低、不使用鈷源，因此它的發(fā)展甚為迅速。2023/2/1X-刀的適應(yīng)病癥有：腦血管疾病（如顱內(nèi)動靜脈畸形、動靜脈瘤）、顱內(nèi)腫瘤（如垂體瘤、聽神經(jīng)瘤、腦膜瘤、顱內(nèi)轉(zhuǎn)移腫瘤）、功能性疾病（如帕金森氏綜合癥、癲癇、三叉神經(jīng)疼等）。2023/2/1X-刀的結(jié)構(gòu)X-刀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是由醫(yī)用電子直線加速器、立體定向裝置及計算機治療計劃系統(tǒng)三大部分組成。

2023/2/1（1）.醫(yī)用電子直線加速器醫(yī)用電子直線加速器可產(chǎn)生4～18MeV的X射線或6～20MeV的電子射線。最新一代的加速器配有電子槍、調(diào)速管等，放射源可圍繞等中心點作270～360°旋轉(zhuǎn)。依靠放射源的垂直旋轉(zhuǎn)與操作床180°范圍內(nèi)的水平旋轉(zhuǎn)，使照射集中于等中心點上。

2023/2/1

在直線加速器的頭部安裝有準直器，其作用是將X射線形成窄射束準確地聚焦于靶區(qū)（病灶），而使周圍正常組織受到最小的損傷。一般采用圓形射束，直徑4～50mm，按照一定間隔配備10～15個不同直徑的準直器。

2023/2/1（2）.立體定向裝置

X-刀與γ-刀一樣，需要將靶心精確定位，定位精度要求<0.5mm。立體定向裝置是頭部立體定向框架（又稱頭架、頭環(huán)、腦立體定向儀），其作用是精確地固定人頭部的位置。有的頭架上將四個顱骨螺旋釘固定于病人頭部，固定效果好，但是一種侵入式的方式，適用于單次照射治療；另一種頭架通過病人的牙齒咬合枕骨固定墊和頭帶固定于頭部，是非侵入式的，適用于需要重復(fù)照射的病人。

2023/2/1安裝于頭架上的CT定位架，在周圍設(shè)有定標或在側(cè)面裝有定標線，接受CT掃描時用其確定每張CT片和CT片上每個點的精確位置。對于顱內(nèi)血管疾病的病人，需要使用安裝在頭架上的血管造影架，用以確定血管病灶的空間位置。2023/2/1（3）.X-刀治療計劃體系

與γ-刀一樣，計算機治療計劃體系也是X-刀不可缺少的重要組成部分。治療計劃系統(tǒng)由計算機、圖像輸入裝置、顯示器及打印機組成，其任務(wù)是根據(jù)病人的CT、MRI和DSA（或Angiography）圖像，確定病灶的大小和位置，標定靶區(qū)、計算靶心，