腫瘤放射物理學(xué)-第五章 放射源與放射治療機(jī)ppt課件

1、第四章第四章 放射源與放射治療機(jī)放射源與放射治療機(jī)一、放射源的種類(lèi)與照射方式一、放射源的種類(lèi)與照射方式放療運(yùn)用的放射源主要有三類(lèi)：放療運(yùn)用的放射源主要有三類(lèi)：放出放出、 射線(xiàn)的放射性同位素射線(xiàn)的放射性同位素產(chǎn)生不同能量的產(chǎn)生不同能量的X射線(xiàn)的射線(xiàn)的X射線(xiàn)治療機(jī)和各類(lèi)加射線(xiàn)治療機(jī)和各類(lèi)加速器速器產(chǎn)生電子束、質(zhì)子束、中子束、負(fù)產(chǎn)生電子束、質(zhì)子束、中子束、負(fù) 介子束，介子束，以及其它重粒子束的各類(lèi)加速器以及其它重粒子束的各類(lèi)加速器兩種根本照射方式：兩種根本照射方式：外照射：位于體外一定間隔，集中照射人體某外照射：位于體外一定間隔，集中照射人體某一部位，叫體外遠(yuǎn)間隔照射，簡(jiǎn)稱(chēng)外照射；一部位，叫體外遠(yuǎn)間

2、隔照射，簡(jiǎn)稱(chēng)外照射；近間隔照射：將放射源密封直接放入被治療的近間隔照射：將放射源密封直接放入被治療的組織內(nèi)或放入人體的天然腔內(nèi)，如舌、鼻咽、食組織內(nèi)或放入人體的天然腔內(nèi)，如舌、鼻咽、食管、宮頸等部位進(jìn)展照射，叫做組織間照射和腔管、宮頸等部位進(jìn)展照射，叫做組織間照射和腔內(nèi)照射，簡(jiǎn)稱(chēng)近間隔照射內(nèi)照射，簡(jiǎn)稱(chēng)近間隔照射還有一種情形，利用人體某種器官對(duì)某種反射性同位素還有一種情形，利用人體某種器官對(duì)某種反射性同位素的選擇性吸收，將該種放射性同位素經(jīng)過(guò)口服或靜脈注的選擇性吸收，將該種放射性同位素經(jīng)過(guò)口服或靜脈注入人體內(nèi)進(jìn)展治療，如利用碘入人體內(nèi)進(jìn)展治療，如利用碘-131-131治療甲狀腺癌、磷治療甲狀腺癌

3、、磷-32-32治療癌性胸水等，稱(chēng)為同位素治療。治療癌性胸水等，稱(chēng)為同位素治療。近間隔照射與體外照射的四個(gè)根本區(qū)別：近間隔照射與體外照射的四個(gè)根本區(qū)別：1 1、近間隔照射，其放射源的活度較小，由幾十個(gè)、近間隔照射，其放射源的活度較小，由幾十個(gè)MBqMBq幾個(gè)幾個(gè)mCimCi到大約到大約400GBq400GBq10Ci10Ci，而且治療間隔較短，而且治療間隔較短，約在約在5mm5mm到到5cm5cm之間；之間；2 2、體外照射，其放射線(xiàn)的能量大部分被準(zhǔn)直器、限束器、體外照射，其放射線(xiàn)的能量大部分被準(zhǔn)直器、限束器等屏蔽，只需少部分能到達(dá)組織。近間隔那么相反，大等屏蔽，只需少部分能到達(dá)組織。近間隔那

4、么相反，大部分能量被組織吸收。部分能量被組織吸收。3 3、體外照射，其放射線(xiàn)必需經(jīng)過(guò)皮膚和正常組織才干到達(dá)、體外照射，其放射線(xiàn)必需經(jīng)過(guò)皮膚和正常組織才干到達(dá)腫瘤，腫瘤劑量收到皮膚和正常組織耐受量的限制，為腫瘤，腫瘤劑量收到皮膚和正常組織耐受量的限制，為得到高的均勻的腫瘤劑量，需求選擇不同能量的射線(xiàn)和得到高的均勻的腫瘤劑量，需求選擇不同能量的射線(xiàn)和采用多射野照射技術(shù)。采用多射野照射技術(shù)。4 4、由于間隔平方反比定律的影響，在腔內(nèi)組織間近間隔照、由于間隔平方反比定律的影響，在腔內(nèi)組織間近間隔照射中，離放射源近的組織劑量相當(dāng)高，距放射源遠(yuǎn)的組射中，離放射源近的組織劑量相當(dāng)高，距放射源遠(yuǎn)的組織劑量較低

5、，靶區(qū)劑量分布的均勻性遠(yuǎn)比外照射的差?？梽┝枯^低，靶區(qū)劑量分布的均勻性遠(yuǎn)比外照射的差。二、常用放射性同位素源二、常用放射性同位素源放射性同位素放射放射性同位素放射、 三種射線(xiàn)。放療主要運(yùn)三種射線(xiàn)。放療主要運(yùn)用用和和 兩種射線(xiàn)，而且運(yùn)用兩種射線(xiàn)，而且運(yùn)用射線(xiàn)較多。射線(xiàn)較多。放療中運(yùn)用的放射性同位素，除鐳以外都是人工放射放療中運(yùn)用的放射性同位素，除鐳以外都是人工放射性同位素，并且除了鈷性同位素，并且除了鈷6060和銫以外，一切這些同和銫以外，一切這些同位素只用于近間隔照射。位素只用于近間隔照射。1、鐳、鐳226源源(226Ra)鐳鐳226是一種天然放射性同位素，不斷衰變?yōu)榉派湫允且环N天然放射性同位

6、素，不斷衰變?yōu)榉派湫詺怏w氡，然后再經(jīng)過(guò)一系衰變，最后變成鉛的穩(wěn)定同位素。氣體氡，然后再經(jīng)過(guò)一系衰變，最后變成鉛的穩(wěn)定同位素。鐳的半衰期為鐳的半衰期為1590年，氡的半衰期為年，氡的半衰期為3.8天，在衰變過(guò)天，在衰變過(guò)程中放出程中放出、 三種射線(xiàn)。臨床運(yùn)用的是鐳的硫酸鹽，三種射線(xiàn)。臨床運(yùn)用的是鐳的硫酸鹽，裝在各種外形的鉑銥合金封套內(nèi)。由于鐳源的各種缺陷，裝在各種外形的鉑銥合金封套內(nèi)。由于鐳源的各種缺陷，曾經(jīng)在醫(yī)學(xué)上禁用，由其它人工放射性同位素取代。曾經(jīng)在醫(yī)學(xué)上禁用，由其它人工放射性同位素取代。鐳石：含有鐳元素的天然礦石。居里夫婦居里夫人在實(shí)驗(yàn)室缺陷：缺陷：鐳的能譜復(fù)雜，最高能量達(dá)鐳的能譜復(fù)雜，

7、最高能量達(dá)3.8MeV3.8MeV，需求厚，需求厚的防護(hù)層；的防護(hù)層；半衰期長(zhǎng)，衰變過(guò)程中產(chǎn)生氡氣，如操作不半衰期長(zhǎng)，衰變過(guò)程中產(chǎn)生氡氣，如操作不小心使鐳管破損，氡氣逸出，會(huì)呵斥污染；小心使鐳管破損，氡氣逸出，會(huì)呵斥污染；并且鐳的生物半衰期長(zhǎng)，體內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，并且鐳的生物半衰期長(zhǎng)，體內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)不能消除，特別是使骨髓損傷嚴(yán)短時(shí)間內(nèi)不能消除，特別是使骨髓損傷嚴(yán)重，因此原那么上鐳在醫(yī)學(xué)上應(yīng)該禁用。重，因此原那么上鐳在醫(yī)學(xué)上應(yīng)該禁用。2、銫源、銫源(Cs)銫源是人工放射性同位素，是由核反響堆的副產(chǎn)品加銫源是人工放射性同位素，是由核反響堆的副產(chǎn)品加工得到的。工得到的。它發(fā)出的射線(xiàn)是它發(fā)出的射

8、線(xiàn)是0.662MeV的單能的單能射線(xiàn)，半衰期為射線(xiàn)，半衰期為33年。年。無(wú)論從源本身的物理特點(diǎn)或從放射防護(hù)的觀念上看，銫無(wú)論從源本身的物理特點(diǎn)或從放射防護(hù)的觀念上看，銫-比鐳優(yōu)越。比鐳優(yōu)越。銫源主要運(yùn)用于低劑量率銫源主要運(yùn)用于低劑量率(LDR)后裝機(jī)。后裝機(jī)。衰變衰變Cs BaCs原子序數(shù)：55Ba鋇原子序數(shù)：56Ba*3、鈷、鈷60源源(60Co)鈷鈷60源也是一種人工放射性同位素，是用無(wú)放射性的源也是一種人工放射性同位素，是用無(wú)放射性的金屬鈷金屬鈷59在反響堆中經(jīng)過(guò)熱中子轟擊生成的不穩(wěn)定的在反響堆中經(jīng)過(guò)熱中子轟擊生成的不穩(wěn)定的放射性同位素。放射性同位素。鈷鈷60核內(nèi)的中子不斷轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子并放

9、出能量為核內(nèi)的中子不斷轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子并放出能量為0.31MeV的的-射線(xiàn)，核中過(guò)剩的能量以射線(xiàn)，核中過(guò)剩的能量以輻射的方式釋放輻射的方式釋放出來(lái)。出來(lái)。鈷鈷60的的射線(xiàn)能量有射線(xiàn)能量有1.17MeV 和和1.33MeV兩種，平均能兩種，平均能量為量為1.25MeV，它的半衰期是，它的半衰期是5.27年。年。Ni: 鎳鈷鈷-60放出的放出的射線(xiàn)能量低，易于被容器吸收；射線(xiàn)能量低，易于被容器吸收； 射線(xiàn)平均射線(xiàn)平均能量為能量為1.25MeV，比鐳略高，可作為鐳的代用品。，比鐳略高，可作為鐳的代用品。由于它與銫相比半衰期短且能量高，所以作腔內(nèi)照射由于它與銫相比半衰期短且能量高，所以作腔內(nèi)照射輻射源不如銫

10、。輻射源不如銫。4、銥、銥192源源(192Ir)銥銥192也是一種人工放射性同位素，是由銥也是一種人工放射性同位素，是由銥191在反在反響堆中經(jīng)熱中子轟擊生成的。響堆中經(jīng)熱中子轟擊生成的。銥銥192的能譜比較復(fù)雜，的能譜比較復(fù)雜，射線(xiàn)平均能量為射線(xiàn)平均能量為0.36MeV。銥銥192粒狀源可以做得很小，使其點(diǎn)源的特性好，便粒狀源可以做得很小，使其點(diǎn)源的特性好，便于劑量計(jì)算。其半衰期為于劑量計(jì)算。其半衰期為74.2天。天。37370GBq110Ci的高活度的銥的高活度的銥-192普遍用于高劑普遍用于高劑量率量率(HDR)的后裝治療。的后裝治療。Ir，原子序數(shù)77Pt，鉑，原子序數(shù)78Os，鋨，

11、原子序數(shù)76銥-192高劑量率后裝治療機(jī)三、三、X線(xiàn)治療機(jī)線(xiàn)治療機(jī)產(chǎn)生產(chǎn)生X射線(xiàn)普通需求以下幾個(gè)條件：射線(xiàn)普通需求以下幾個(gè)條件：電子源電子源真空盒真空盒加速電場(chǎng)加速電場(chǎng)靶靶補(bǔ)充補(bǔ)充輻射損失輻射損失式中：式中：m: 入射粒子靜止質(zhì)量；入射粒子靜止質(zhì)量；E：入射粒子：入射粒子能量；能量；z：入射粒子電荷：入射粒子電荷Z：靶物質(zhì)原子序數(shù)；：靶物質(zhì)原子序數(shù)；N：?jiǎn)挝毁|(zhì)量靶物質(zhì)：?jiǎn)挝毁|(zhì)量靶物質(zhì)中的原子數(shù)中的原子數(shù)1輻射損失與入射帶電粒子的輻射損失與入射帶電粒子的m2成反比，成反比，輕帶電粒子的輻射損失比重帶電粒子的輻輕帶電粒子的輻射損失比重帶電粒子的輻射損失大得多如一樣質(zhì)量的電子的輻射射損失大得多如一樣

12、質(zhì)量的電子的輻射損失要比質(zhì)子大一百萬(wàn)倍，而重帶電粒損失要比質(zhì)子大一百萬(wàn)倍，而重帶電粒子的韌致輻射引起的能量損失可以忽略。子的韌致輻射引起的能量損失可以忽略。222radSdEz ZNEdxm 式中：式中：m: m: 入射粒子靜止質(zhì)量；入射粒子靜止質(zhì)量；E E：入射粒子能量；：入射粒子能量；z z：入射粒子電荷：入射粒子電荷Z Z：靶物質(zhì)原子序數(shù)；：靶物質(zhì)原子序數(shù)；N N：?jiǎn)挝毁|(zhì)量靶物質(zhì)中的原子數(shù)：?jiǎn)挝毁|(zhì)量靶物質(zhì)中的原子數(shù)2 2輻射損失與輻射損失與Z2Z2成正比，闡明重元素物質(zhì)中的韌致輻射損失比輕物質(zhì)大；成正比，闡明重元素物質(zhì)中的韌致輻射損失比輕物質(zhì)大；222radSdEz ZNEdxm 補(bǔ)充補(bǔ)

13、充式中：式中：m: 入射粒子靜止質(zhì)量；入射粒子靜止質(zhì)量；E：入射粒子：入射粒子能量；能量；z：入射粒子電荷：入射粒子電荷Z：靶物質(zhì)原子序數(shù)；：靶物質(zhì)原子序數(shù)；N：?jiǎn)挝毁|(zhì)量靶物質(zhì)：?jiǎn)挝毁|(zhì)量靶物質(zhì)中的原子數(shù)中的原子數(shù)3輻射損失與入射粒子能量成正比，這與輻射損失與入射粒子能量成正比，這與電離損失的情況不同。電離損失的情況不同。上述能量損失上述能量損失(電離損失電離損失+輻射損失輻射損失)用用“阻止阻止身手身手描畫(huà)。描畫(huà)。222radSdEz ZNEdxm 補(bǔ)充補(bǔ)充X射線(xiàn)機(jī)表示圖射線(xiàn)機(jī)表示圖how x ray works.flvX射線(xiàn)球管，里面包括陽(yáng)極靶和陰極燈絲，真射線(xiàn)球管，里面包括陽(yáng)極靶和陰極燈絲

14、，真空度為空度為10-610-7托，真空的目的是為了防止電子托，真空的目的是為了防止電子在打擊靶前損失能量，真空被破壞那么在打擊靶前損失能量，真空被破壞那么X線(xiàn)球管也線(xiàn)球管也會(huì)損壞；會(huì)損壞；陽(yáng)極由粗大的銅棒和小鎢靶組成。鎢原子序陽(yáng)極由粗大的銅棒和小鎢靶組成。鎢原子序數(shù)大，熔點(diǎn)高，作數(shù)大，熔點(diǎn)高，作X射線(xiàn)靶很適宜。銅散熱快，能射線(xiàn)靶很適宜。銅散熱快，能及時(shí)傳走靶上的熱。及時(shí)傳走靶上的熱。 用鎢作燈絲，發(fā)射電子的才干強(qiáng)。調(diào)理燈絲電流可用鎢作燈絲，發(fā)射電子的才干強(qiáng)。調(diào)理燈絲電流可以改動(dòng)以改動(dòng)X射線(xiàn)管電流射線(xiàn)管電流mA。 X射線(xiàn)機(jī)的管電流是指由陽(yáng)射線(xiàn)機(jī)的管電流是指由陽(yáng)極通向陰極的電流，用極通向陰極的電

15、流，用mA表示，代表表示，代表X射線(xiàn)的強(qiáng)度。射線(xiàn)的強(qiáng)度。 X射線(xiàn)機(jī)的陽(yáng)極加有幾百射線(xiàn)機(jī)的陽(yáng)極加有幾百kV的高壓作為電子的加速電的高壓作為電子的加速電場(chǎng)。高壓用場(chǎng)。高壓用kV表示，代表表示，代表X射線(xiàn)的峰值能量。射線(xiàn)的峰值能量。 控制系統(tǒng)可以看作是一系列的開(kāi)關(guān)?？刂葡到y(tǒng)可以看作是一系列的開(kāi)關(guān)。1、特征輻射和軔致輻射、特征輻射和軔致輻射軔致輻射：軔致輻射：當(dāng)運(yùn)動(dòng)的電子接近原子核時(shí)由于庫(kù)侖引力的吸引當(dāng)運(yùn)動(dòng)的電子接近原子核時(shí)由于庫(kù)侖引力的吸引能夠會(huì)偏離其原來(lái)的途徑，并以軔致輻射的方能夠會(huì)偏離其原來(lái)的途徑，并以軔致輻射的方式喪失能量。式喪失能量。高速運(yùn)動(dòng)的電子與原子核之間相互作用的結(jié)果。高速運(yùn)動(dòng)的電子與

16、原子核之間相互作用的結(jié)果。軔致輻射的光子的能譜是延續(xù)的，最高到達(dá)電子軔致輻射的光子的能譜是延續(xù)的，最高到達(dá)電子的初始能量，它是的初始能量，它是X X射線(xiàn)譜中主要成分。射線(xiàn)譜中主要成分。軔致輻射光子的發(fā)射方向取決于入射電子能量。軔致輻射光子的發(fā)射方向取決于入射電子能量。當(dāng)電子動(dòng)能增大時(shí)，當(dāng)電子動(dòng)能增大時(shí)，X X射線(xiàn)的發(fā)射方向越趨向射線(xiàn)的發(fā)射方向越趨向前。前。特征特征X射線(xiàn)射線(xiàn)具有動(dòng)能具有動(dòng)能E0的電子與靶原子相互作用，能夠從不的電子與靶原子相互作用，能夠從不同的殼層擊發(fā)出軌道電子，由此損失能量。同的殼層擊發(fā)出軌道電子，由此損失能量。擊出殼層電子后軌道中產(chǎn)生空位，外層軌道電子擊出殼層電子后軌道中產(chǎn)

17、生空位，外層軌道電子將下跳、并填充空位同時(shí)以電磁輻射方式輻將下跳、并填充空位同時(shí)以電磁輻射方式輻射能量，這就是所謂的特征輻射。射能量，這就是所謂的特征輻射。特征輻射是以不延續(xù)方式輻射能量的。特征輻射是以不延續(xù)方式輻射能量的。假設(shè)躍遷涉及從假設(shè)躍遷涉及從L層到層到K層的電子，那么所發(fā)射的層的電子，那么所發(fā)射的光子能量將等于光子能量將等于hv EKEL，式中，式中EK 、EL分分別為別為K層層L層的電子結(jié)合能。層的電子結(jié)合能。韌致輻射和特征輻射表示圖韌致輻射和特征輻射表示圖軔致輻射軔致輻射特征輻射特征輻射經(jīng)濾過(guò)的經(jīng)濾過(guò)的X射線(xiàn)能譜射線(xiàn)能譜2、濾過(guò)板的作用從從X射線(xiàn)機(jī)中產(chǎn)生的射線(xiàn)機(jī)中產(chǎn)生的X射線(xiàn)有從

18、零到峰值射線(xiàn)有從零到峰值(X射線(xiàn)機(jī)管電射線(xiàn)機(jī)管電壓壓)的一系列能量，其低能部分對(duì)治療毫無(wú)用途并且產(chǎn)的一系列能量，其低能部分對(duì)治療毫無(wú)用途并且產(chǎn)生高的皮膚劑量。生高的皮膚劑量。要順應(yīng)治療需求，就必需改良要順應(yīng)治療需求，就必需改良X射線(xiàn)能譜，去掉低能部射線(xiàn)能譜，去掉低能部分，保管有用的高能分，保管有用的高能X射線(xiàn)。濾過(guò)板就可以起到這樣的射線(xiàn)。濾過(guò)板就可以起到這樣的作用，經(jīng)過(guò)濾過(guò)的作用，經(jīng)過(guò)濾過(guò)的X射線(xiàn)比原來(lái)的平均能量高。射線(xiàn)比原來(lái)的平均能量高。適中選擇濾過(guò)板才干到達(dá)預(yù)期的光束硬度和可接受的適中選擇濾過(guò)板才干到達(dá)預(yù)期的光束硬度和可接受的強(qiáng)度。強(qiáng)度。運(yùn)用濾過(guò)板時(shí)應(yīng)留意的問(wèn)題：運(yùn)用濾過(guò)板時(shí)應(yīng)留意的問(wèn)題：

19、不同能量范圍的不同能量范圍的X X射線(xiàn)用不同的濾過(guò)板，射線(xiàn)用不同的濾過(guò)板，140kV140kV以下的用鋁，以下的用鋁，140kV140kV以上的用銅或銅加鋁復(fù)合以上的用銅或銅加鋁復(fù)合濾過(guò)；濾過(guò)；同一管電壓的同一管電壓的X X射線(xiàn)，濾過(guò)板不同，所得射線(xiàn)，濾過(guò)板不同，所得X X射線(xiàn)射線(xiàn)半價(jià)層也不同；半價(jià)層也不同； 運(yùn)用復(fù)合濾過(guò)板時(shí)要留意放置的次序，沿射線(xiàn)方向，運(yùn)用復(fù)合濾過(guò)板時(shí)要留意放置的次序，沿射線(xiàn)方向，應(yīng)先放置原子序數(shù)大的，后放置原子序數(shù)小的；這樣應(yīng)先放置原子序數(shù)大的，后放置原子序數(shù)小的；這樣放置的主要目的是為了濾掉濾板本身產(chǎn)生的特征譜線(xiàn)，放置的主要目的是為了濾掉濾板本身產(chǎn)生的特征譜線(xiàn)，同時(shí)也濾

20、掉低能部分同時(shí)也濾掉低能部分X X射線(xiàn)；射線(xiàn)； 從實(shí)際上來(lái)說(shuō)，濾過(guò)越多，譜線(xiàn)分布對(duì)治療越好，但從實(shí)際上來(lái)說(shuō)，濾過(guò)越多，譜線(xiàn)分布對(duì)治療越好，但是過(guò)多的濾過(guò)會(huì)大大降低射線(xiàn)強(qiáng)度，不經(jīng)濟(jì)，應(yīng)該綜是過(guò)多的濾過(guò)會(huì)大大降低射線(xiàn)強(qiáng)度，不經(jīng)濟(jì)，應(yīng)該綜合思索。合思索。3 3、半價(jià)層、半價(jià)層普通用半價(jià)層普通用半價(jià)層(HVL)來(lái)表示中低能來(lái)表示中低能X射線(xiàn)質(zhì)，射線(xiàn)質(zhì)，它可以經(jīng)過(guò)它可以經(jīng)過(guò)X ()射線(xiàn)光子束貫穿某種介質(zhì)時(shí)減弱的程度射線(xiàn)光子束貫穿某種介質(zhì)時(shí)減弱的程度來(lái)定義和確定。來(lái)定義和確定。臨床上運(yùn)用的半價(jià)層定義為使入射臨床上運(yùn)用的半價(jià)層定義為使入射X射線(xiàn)光子的強(qiáng)度或射線(xiàn)光子的強(qiáng)度或注量率減低一半時(shí)所需求的某種資料吸收

21、體的厚度，它注量率減低一半時(shí)所需求的某種資料吸收體的厚度，它與線(xiàn)性吸收與線(xiàn)性吸收(線(xiàn)性衰減線(xiàn)性衰減)系數(shù)的關(guān)系：系數(shù)的關(guān)系：HVL0.693 / 由于由于依賴(lài)于射線(xiàn)質(zhì)和吸收體的資料，所以用某種資料依賴(lài)于射線(xiàn)質(zhì)和吸收體的資料，所以用某種資料的半價(jià)層值就可以表示射線(xiàn)穿射介質(zhì)的身手，即可以用的半價(jià)層值就可以表示射線(xiàn)穿射介質(zhì)的身手，即可以用它表示它表示X()射線(xiàn)的射線(xiàn)質(zhì)。射線(xiàn)的射線(xiàn)質(zhì)。臨床劑量學(xué)中，普通應(yīng)結(jié)合臨床劑量學(xué)中，普通應(yīng)結(jié)合X射線(xiàn)機(jī)管電壓的大小和射線(xiàn)機(jī)管電壓的大小和所運(yùn)用的濾過(guò)板，用鋁或銅資料的厚度來(lái)表示半價(jià)層，如所運(yùn)用的濾過(guò)板，用鋁或銅資料的厚度來(lái)表示半價(jià)層，如2mmAl，0.5mmCu等。

22、等。半價(jià)層一樣的射線(xiàn)質(zhì)，其半價(jià)層一樣的射線(xiàn)質(zhì)，其X射線(xiàn)的能譜不一定一樣，射線(xiàn)的能譜不一定一樣，百分深度劑量分布也能夠不同。因此，中低能百分深度劑量分布也能夠不同。因此，中低能X射線(xiàn)質(zhì)除射線(xiàn)質(zhì)除半價(jià)層表示外，還應(yīng)給出管電壓。半價(jià)層表示外，還應(yīng)給出管電壓。為了獲得臨床需求半價(jià)層的為了獲得臨床需求半價(jià)層的X射線(xiàn)質(zhì)，用改動(dòng)射線(xiàn)質(zhì)，用改動(dòng)X射線(xiàn)機(jī)射線(xiàn)機(jī)管電壓和相應(yīng)濾過(guò)板的不同組合經(jīng)過(guò)丈量到達(dá)。管電壓和相應(yīng)濾過(guò)板的不同組合經(jīng)過(guò)丈量到達(dá)。四、鈷四、鈷60治療機(jī)治療機(jī) 1、組成、組成一個(gè)密封的鈷一個(gè)密封的鈷60放射源放射源 一個(gè)源容器和防護(hù)機(jī)頭一個(gè)源容器和防護(hù)機(jī)頭 具有開(kāi)關(guān)的遮線(xiàn)器安裝具有開(kāi)關(guān)的遮線(xiàn)器安裝具有

23、定向限束的準(zhǔn)直器具有定向限束的準(zhǔn)直器支持機(jī)頭的治療機(jī)架，用來(lái)調(diào)理線(xiàn)束方向支持機(jī)頭的治療機(jī)架，用來(lái)調(diào)理線(xiàn)束方向治療床治療床計(jì)時(shí)器及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)計(jì)時(shí)器及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)輻射平安及聯(lián)鎖系統(tǒng)輻射平安及聯(lián)鎖系統(tǒng) 鈷鈷60治療機(jī)的組成構(gòu)造治療機(jī)的組成構(gòu)造2、鈷、鈷60 射線(xiàn)的特點(diǎn)射線(xiàn)的特點(diǎn)鈷鈷60源源 射線(xiàn)的半衰期為射線(xiàn)的半衰期為5.27年，平均每月大約年，平均每月大約衰變衰變1% 。鈷鈷60 射線(xiàn)平均能量為射線(xiàn)平均能量為1.25MeV 。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：穿透力強(qiáng)：穿透力強(qiáng)：高能射線(xiàn)經(jīng)過(guò)吸收介質(zhì)時(shí)的衰減率比低能高能射線(xiàn)經(jīng)過(guò)吸收介質(zhì)時(shí)的衰減率比低能X線(xiàn)低，因線(xiàn)低，因此高能射線(xiàn)劑量隨深度變化比低能此高能射線(xiàn)劑量隨深

24、度變化比低能X線(xiàn)慢，就是說(shuō)高線(xiàn)慢，就是說(shuō)高能能X線(xiàn)有較高的的百分深度劑量，由于百分深度劑量線(xiàn)有較高的的百分深度劑量，由于百分深度劑量高，所以鈷高，所以鈷-60治療時(shí)射野設(shè)計(jì)比低能治療時(shí)射野設(shè)計(jì)比低能X線(xiàn)簡(jiǎn)單，劑線(xiàn)簡(jiǎn)單，劑量分布也比較均勻。量分布也比較均勻。維護(hù)皮膚：維護(hù)皮膚：鈷鈷-60射線(xiàn)最大能量吸收發(fā)生在皮膚下射線(xiàn)最大能量吸收發(fā)生在皮膚下4-5mm深度，皮膚劑量相對(duì)較小，深度，皮膚劑量相對(duì)較小，引起的皮膚反響比引起的皮膚反響比X線(xiàn)輕的多。線(xiàn)輕的多。骨和軟組織有同等的吸收劑量：骨和軟組織有同等的吸收劑量：低能低能X線(xiàn)，由于光電效應(yīng)占主要優(yōu)勢(shì)，骨中每倫琴劑量吸收比軟組織大線(xiàn)，由于光電效應(yīng)占主要優(yōu)

25、勢(shì)，骨中每倫琴劑量吸收比軟組織大得多。而對(duì)于鈷得多。而對(duì)于鈷-60射線(xiàn)，康普頓效應(yīng)占主要優(yōu)勢(shì)，因此每單位劑量的射線(xiàn)，康普頓效應(yīng)占主要優(yōu)勢(shì)，因此每單位劑量的吸收在每克骨中與軟組織近似一樣。吸收在每克骨中與軟組織近似一樣。鈷鈷-60這一優(yōu)點(diǎn)保證了當(dāng)射線(xiàn)穿過(guò)正常骨組織時(shí)，不引起骨損傷；另一這一優(yōu)點(diǎn)保證了當(dāng)射線(xiàn)穿過(guò)正常骨組織時(shí)，不引起骨損傷；另一方面，由于骨和軟組織有同等吸收才干，在一些組織交界面處，等劑量方面，由于骨和軟組織有同等吸收才干，在一些組織交界面處，等劑量曲線(xiàn)外形變化較小，治療劑量較準(zhǔn)確。曲線(xiàn)外形變化較小，治療劑量較準(zhǔn)確。補(bǔ)充補(bǔ)充光電效應(yīng)總截面光電效應(yīng)總截面 ph ph Zn/(hZn/(

26、h)3 )3 n=44.8n=44.8康普頓效應(yīng)截面與康普頓效應(yīng)截面與z z成正比。成正比。旁向散射小旁向散射小鈷鈷-60射線(xiàn)的次級(jí)射線(xiàn)主要向前散射，射線(xiàn)幾何線(xiàn)束以外的旁射線(xiàn)的次級(jí)射線(xiàn)主要向前散射，射線(xiàn)幾何線(xiàn)束以外的旁向散射比向散射比X線(xiàn)小得多，劑量下降快。因此維護(hù)了射野邊緣外的線(xiàn)小得多，劑量下降快。因此維護(hù)了射野邊緣外的正常組織和降低了全身的積分劑量。正常組織和降低了全身的積分劑量。經(jīng)濟(jì)、可靠、構(gòu)造簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。經(jīng)濟(jì)、可靠、構(gòu)造簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。2、鈷、鈷60機(jī)半影的種類(lèi)及產(chǎn)生緣由機(jī)半影的種類(lèi)及產(chǎn)生緣由半影就是射野邊緣劑量隨分開(kāi)中心軸間隔的添加而急半影就是射野邊緣劑量隨分開(kāi)中心軸間隔的添加而

27、急劇變化的范圍，通常用劇變化的范圍，通常用P90%10%或或P80%20%表示。表示。鈷鈷60治療機(jī)的半影包括：治療機(jī)的半影包括：幾何半影幾何半影穿射半影穿射半影散射半影散射半影半影：沿射中心軸上半影：沿射中心軸上80%等劑量線(xiàn)與等劑量線(xiàn)與20%等劑量線(xiàn)之間的間隔等劑量線(xiàn)之間的間隔三種半影的產(chǎn)生和劑量分布三種半影的產(chǎn)生和劑量分布幾何半影：源有一定尺寸，經(jīng)準(zhǔn)直器限束后，射野邊緣幾何半影：源有一定尺寸，經(jīng)準(zhǔn)直器限束后，射野邊緣各點(diǎn)分別遭到面積不等的源的照射，因此產(chǎn)生由高到低各點(diǎn)分別遭到面積不等的源的照射，因此產(chǎn)生由高到低的劑量漸變分布。的劑量漸變分布。穿射半影穿射半影: :即使是點(diǎn)狀源，由于準(zhǔn)直器

28、端面與邊緣射束不即使是點(diǎn)狀源，由于準(zhǔn)直器端面與邊緣射束不平行，使射束穿透厚度不同，也呵斥劑量漸變分布。平行，使射束穿透厚度不同，也呵斥劑量漸變分布。散射半影：即使用點(diǎn)狀源和球面準(zhǔn)直器消除幾何半影和散射半影：即使用點(diǎn)狀源和球面準(zhǔn)直器消除幾何半影和穿透半影，組織中的劑量分布依然有漸變，這主要是由穿透半影，組織中的劑量分布依然有漸變，這主要是由于組織中的散射呵斥的。散射半影無(wú)法消除，只是隨入于組織中的散射呵斥的。散射半影無(wú)法消除，只是隨入射線(xiàn)能量的增大而減小。射線(xiàn)能量的增大而減小。減少幾何半影減少幾何半影半影由上式可見(jiàn)，減少幾何半影的方法有兩個(gè)：由上式可見(jiàn)，減少幾何半影的方法有兩個(gè)：1 1、減少放射

29、源的直徑、減少放射源的直徑S S，但，但S S不能太小，主要受放射源的不能太小，主要受放射源的放射性活度的限制，假設(shè)太小的話(huà)，射線(xiàn)輸出劑量率太放射性活度的限制，假設(shè)太小的話(huà)，射線(xiàn)輸出劑量率太低，不經(jīng)濟(jì)。低，不經(jīng)濟(jì)。2 2、加大準(zhǔn)直器間隔，即減少準(zhǔn)直器到患者皮膚的間隔。、加大準(zhǔn)直器間隔，即減少準(zhǔn)直器到患者皮膚的間隔。假設(shè)假設(shè)SSD-SDD=0SSD-SDD=0，那么皮膚半影等于，那么皮膚半影等于0.0.這樣做雖然減少了這樣做雖然減少了幾何半影，但是由于減少了準(zhǔn)直器到患者間的間隔，卻幾何半影，但是由于減少了準(zhǔn)直器到患者間的間隔，卻添加了鈷添加了鈷-60-60射線(xiàn)中的電子污染，破壞了射線(xiàn)的劑量建效射

30、線(xiàn)中的電子污染，破壞了射線(xiàn)的劑量建效果應(yīng)，從而添加了皮膚反響，這是得不償失的。普通果應(yīng)，從而添加了皮膚反響，這是得不償失的。普通SSD-SDDSSD-SDD至少等于至少等于15cm15cm。五、電子直線(xiàn)加速器五、電子直線(xiàn)加速器臨床運(yùn)用的醫(yī)用加速器主要有：電子感應(yīng)加速器、電臨床運(yùn)用的醫(yī)用加速器主要有：電子感應(yīng)加速器、電子直線(xiàn)加速器、電子盤(pán)旋加速器和質(zhì)子加速器。目前電子直線(xiàn)加速器、電子盤(pán)旋加速器和質(zhì)子加速器。目前電子感應(yīng)加速器曾經(jīng)被淘汰；由于各種緣由，電子盤(pán)旋加子感應(yīng)加速器曾經(jīng)被淘汰；由于各種緣由，電子盤(pán)旋加速器和質(zhì)子加速器運(yùn)用的人也很少。所以當(dāng)前醫(yī)用加速速器和質(zhì)子加速器運(yùn)用的人也很少。所以當(dāng)前醫(yī)

31、用加速器主要是電子直線(xiàn)加速器。器主要是電子直線(xiàn)加速器。電子直線(xiàn)加速器是采用微波電場(chǎng)把電子加速到高能的電子直線(xiàn)加速器是采用微波電場(chǎng)把電子加速到高能的安裝，其加速管實(shí)踐上是一個(gè)微波波導(dǎo)管。安裝，其加速管實(shí)踐上是一個(gè)微波波導(dǎo)管。 從加速原理上分，電子直線(xiàn)加速器有行波加速和駐波加從加速原理上分，電子直線(xiàn)加速器有行波加速和駐波加速兩種。速兩種。從從X射線(xiàn)及電子束能量來(lái)看，目前市場(chǎng)上主要有三種機(jī)型：射線(xiàn)及電子束能量來(lái)看，目前市場(chǎng)上主要有三種機(jī)型：低能單光子低能單光子(46MV)直線(xiàn)加速器、直線(xiàn)加速器、低能單光子低能單光子(6MV)帶電子束直線(xiàn)加速器帶電子束直線(xiàn)加速器中、高能中、高能(單、三單、三)雙光子帶

32、電子束直線(xiàn)加速器。雙光子帶電子束直線(xiàn)加速器。低能加速器低能加速器中高能加速器中高能加速器電子直線(xiàn)加速器的重要組成構(gòu)造電子直線(xiàn)加速器的重要組成構(gòu)造 微波源微波源(磁控管、速調(diào)管磁控管、速調(diào)管) 電子槍電子槍 加速管及靶加速管及靶 準(zhǔn)直器準(zhǔn)直器 劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 充氣系統(tǒng)充氣系統(tǒng)(ccl2f2、 SF6)； 真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)(鈦泵，鈦泵，10-610-7托，托，1規(guī)范大氣壓規(guī)范大氣壓=760托托) 溫控系統(tǒng)溫控系統(tǒng) 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 調(diào)制器調(diào)制器 治療床治療床加速管加速管加速管也叫加速構(gòu)造或加速波導(dǎo)，是電子加速器的關(guān)鍵部件，根據(jù)加速管也叫加速構(gòu)造或加速波導(dǎo)，是電子加速器的

33、關(guān)鍵部件，根據(jù)其加速原理，分為行波加速器和駐波加速器。其加速原理，分為行波加速器和駐波加速器。行波加速：假設(shè)有一電子行波加速：假設(shè)有一電子e e在在t1t1時(shí)辰處于時(shí)辰處于A A點(diǎn)，此時(shí)波導(dǎo)管內(nèi)的電場(chǎng)如以點(diǎn)，此時(shí)波導(dǎo)管內(nèi)的電場(chǎng)如以下圖所示：下圖所示：此時(shí)，電子正益處于電場(chǎng)加速力的作用下，開(kāi)場(chǎng)加速向前運(yùn)動(dòng)。至此時(shí)，電子正益處于電場(chǎng)加速力的作用下，開(kāi)場(chǎng)加速向前運(yùn)動(dòng)。至t2t2時(shí)時(shí)辰電子到達(dá)辰電子到達(dá)B B點(diǎn)，此時(shí)由于電波也在向前挪動(dòng)實(shí)踐上是電場(chǎng)在各點(diǎn)的幅點(diǎn)，此時(shí)由于電波也在向前挪動(dòng)實(shí)踐上是電場(chǎng)在各點(diǎn)的幅值隨時(shí)間變化，電子正益處于值隨時(shí)間變化，電子正益處于t2t2時(shí)辰，有處于加速場(chǎng)的作用下。假設(shè)時(shí)辰

34、，有處于加速場(chǎng)的作用下。假設(shè)波的速度和電子速度一致，那么電子將繼續(xù)遭到加速。波的速度和電子速度一致，那么電子將繼續(xù)遭到加速。這種波的傳播速度相速度大于光速，即永遠(yuǎn)大于電子運(yùn)動(dòng)速度，因此這種波的傳播速度相速度大于光速，即永遠(yuǎn)大于電子運(yùn)動(dòng)速度，因此必需將行波減慢。為此在波導(dǎo)管上加上許多圓盤(pán)狀光欄，改動(dòng)圓盤(pán)間的間必需將行波減慢。為此在波導(dǎo)管上加上許多圓盤(pán)狀光欄，改動(dòng)圓盤(pán)間的間距可以改動(dòng)波的傳播速度相速。這種慢波安裝叫盤(pán)荷波導(dǎo)。在開(kāi)場(chǎng)階距可以改動(dòng)波的傳播速度相速。這種慢波安裝叫盤(pán)荷波導(dǎo)。在開(kāi)場(chǎng)階段電子速度較小，因此間距小些，使波的速度慢些，隨著電子速度增大，段電子速度較小，因此間距小些，使波的速度慢些

35、，隨著電子速度增大，漸漸增大間距，使波速也隨之很快到達(dá)光速后，間距堅(jiān)持不變。漸漸增大間距，使波速也隨之很快到達(dá)光速后，間距堅(jiān)持不變。駐波加速：駐波加速：駐波：頻率和振幅均一樣、振動(dòng)方向一致、傳播方向相駐波：頻率和振幅均一樣、振動(dòng)方向一致、傳播方向相反的兩列波疊加后構(gòu)成的波。波在介質(zhì)中傳播時(shí)其波形反的兩列波疊加后構(gòu)成的波。波在介質(zhì)中傳播時(shí)其波形不斷向前推進(jìn)，故稱(chēng)行波；上述兩列波疊加后波形并不不斷向前推進(jìn)，故稱(chēng)行波；上述兩列波疊加后波形并不向前推進(jìn)，故稱(chēng)駐波向前推進(jìn)，故稱(chēng)駐波1#1#腔電場(chǎng)隨時(shí)間從小逐漸變大時(shí)適宜加速電子，腔電場(chǎng)隨時(shí)間從小逐漸變大時(shí)適宜加速電子，2#2#腔的電場(chǎng)方腔的電場(chǎng)方向卻是減

36、速的，但過(guò)一會(huì)，當(dāng)向卻是減速的，但過(guò)一會(huì)，當(dāng)1#1#腔電場(chǎng)隨時(shí)間變?yōu)樨?fù)值減速方腔電場(chǎng)隨時(shí)間變?yōu)樨?fù)值減速方向，那么向，那么2#2#腔電場(chǎng)正好適宜加速電子；腔電場(chǎng)正好適宜加速電子；因此，可以想象，假設(shè)讓電子在因此，可以想象，假設(shè)讓電子在1#1#腔中的電場(chǎng)正好由負(fù)變正那一瞬腔中的電場(chǎng)正好由負(fù)變正那一瞬間場(chǎng)強(qiáng)正是加速方向注入，電子在前進(jìn)時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)不斷添加，電間場(chǎng)強(qiáng)正是加速方向注入，電子在前進(jìn)時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)不斷添加，電子不斷獲得能量；子不斷獲得能量；當(dāng)當(dāng)1#1#腔場(chǎng)強(qiáng)到達(dá)峰值時(shí)，電子正好到達(dá)腔的中央，其后電場(chǎng)開(kāi)場(chǎng)下腔場(chǎng)強(qiáng)到達(dá)峰值時(shí)，電子正好到達(dá)腔的中央，其后電場(chǎng)開(kāi)場(chǎng)下降，電子在后半腔飛行，依然遭到加速；降，電子

37、在后半腔飛行，依然遭到加速；當(dāng)當(dāng)1#1#腔場(chǎng)強(qiáng)開(kāi)場(chǎng)由正變負(fù)時(shí)，電子正好飛出此腔進(jìn)入腔場(chǎng)強(qiáng)開(kāi)場(chǎng)由正變負(fù)時(shí)，電子正好飛出此腔進(jìn)入2#2#腔，這時(shí)腔，這時(shí)2#2#腔場(chǎng)強(qiáng)又正好由負(fù)變正，電子繼續(xù)在其中得到加速。腔場(chǎng)強(qiáng)又正好由負(fù)變正，電子繼續(xù)在其中得到加速。1#腔2#腔3#腔微波源微波源醫(yī)用電子加速器的功率源在低能時(shí)用磁控管，高能時(shí)醫(yī)用電子加速器的功率源在低能時(shí)用磁控管，高能時(shí)用速調(diào)管。用速調(diào)管。磁控管磁控管磁控管是一種正交場(chǎng)微波管，外形設(shè)計(jì)成圓形，所加直磁控管是一種正交場(chǎng)微波管，外形設(shè)計(jì)成圓形，所加直流磁場(chǎng)方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，電子流將勢(shì)能轉(zhuǎn)流磁場(chǎng)方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，電子流將勢(shì)能轉(zhuǎn)換成微

38、波能量。換成微波能量。主要包括：主要包括：陰極：發(fā)射電子，同時(shí)與陽(yáng)極構(gòu)成作用空間。陰極：發(fā)射電子，同時(shí)與陽(yáng)極構(gòu)成作用空間。陽(yáng)極諧振系統(tǒng)：陽(yáng)極是繞著陰極的一個(gè)大無(wú)氧銅塊，上陽(yáng)極諧振系統(tǒng)：陽(yáng)極是繞著陰極的一個(gè)大無(wú)氧銅塊，上面開(kāi)著假設(shè)干個(gè)圓孔，每個(gè)圓孔就是一個(gè)圓柱形的諧振面開(kāi)著假設(shè)干個(gè)圓孔，每個(gè)圓孔就是一個(gè)圓柱形的諧振腔。陽(yáng)極諧振系統(tǒng)決議了磁控管的任務(wù)頻率，任務(wù)時(shí)，腔。陽(yáng)極諧振系統(tǒng)決議了磁控管的任務(wù)頻率，任務(wù)時(shí)，陽(yáng)極和陰極之間的空間充溢高頻交變電場(chǎng)，電子在此與陽(yáng)極和陰極之間的空間充溢高頻交變電場(chǎng)，電子在此與其相互作用，交換能量，這些空間稱(chēng)作用空間。其相互作用，交換能量，這些空間稱(chēng)作用空間。磁鐵：提供

39、磁控管任務(wù)時(shí)的磁場(chǎng)。磁鐵：提供磁控管任務(wù)時(shí)的磁場(chǎng)。能量輸出系統(tǒng)；能量輸出系統(tǒng)；頻率調(diào)諧構(gòu)造；頻率調(diào)諧構(gòu)造；冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)速調(diào)管速調(diào)管速調(diào)管是對(duì)電子注進(jìn)展速度調(diào)制的一種微波功率速調(diào)管是對(duì)電子注進(jìn)展速度調(diào)制的一種微波功率放大管，它將電子注直流能量轉(zhuǎn)換為微波能量。放大管，它將電子注直流能量轉(zhuǎn)換為微波能量。雙腔速調(diào)管是速調(diào)管中最簡(jiǎn)單的一種類(lèi)型，主要雙腔速調(diào)管是速調(diào)管中最簡(jiǎn)單的一種類(lèi)型，主要由以下部分組成：由以下部分組成：電子槍?zhuān)浑娮訕專(zhuān)惠斎肭恢C振腔；輸入腔諧振腔；漂移空間；漂移空間；輸出腔諧振腔；輸出腔諧振腔；搜集極。搜集極。電子槍?zhuān)寒a(chǎn)生具有一定速度的均勻電子束。電子槍?zhuān)寒a(chǎn)生具有一定速度的均勻電子束

40、。輸入諧振腔：也稱(chēng)聚束腔或群聚腔。輸入的微波鼓勵(lì)信號(hào)輸入諧振腔：也稱(chēng)聚束腔或群聚腔。輸入的微波鼓勵(lì)信號(hào)在此腔鼓勵(lì)起高頻振蕩，建立高頻電場(chǎng)，并對(duì)穿過(guò)腔隙的在此腔鼓勵(lì)起高頻振蕩，建立高頻電場(chǎng)，并對(duì)穿過(guò)腔隙的電子束進(jìn)展速度調(diào)制。電子束進(jìn)展速度調(diào)制。漂移空間：也稱(chēng)渡越空間，它是一個(gè)金屬管，空間內(nèi)沒(méi)有漂移空間：也稱(chēng)渡越空間，它是一個(gè)金屬管，空間內(nèi)沒(méi)有高頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)。已被速度調(diào)制的電子束在此空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)。已被速度調(diào)制的電子束在此空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)速度調(diào)制到密度調(diào)制，由均勻的電子束變成一串串疏密交速度調(diào)制到密度調(diào)制，由均勻的電子束變成一串串疏密交變的電子束團(tuán)，也叫電子注。變的電子束團(tuán)，也叫電子注。輸出諧

41、振腔：當(dāng)疏密交變的電子注輸入輸出腔的諧振輸出諧振腔：當(dāng)疏密交變的電子注輸入輸出腔的諧振腔隙縫時(shí)，將在腔體內(nèi)感應(yīng)出射頻腔隙縫時(shí)，將在腔體內(nèi)感應(yīng)出射頻RFRF電流，在速電流，在速調(diào)管產(chǎn)生調(diào)管產(chǎn)生RFRF輸出功率。當(dāng)一系列的電子注經(jīng)過(guò)輸出腔輸出功率。當(dāng)一系列的電子注經(jīng)過(guò)輸出腔時(shí)，假設(shè)時(shí)間間隔等于諧振腔一個(gè)諧振周期，就會(huì)產(chǎn)時(shí)，假設(shè)時(shí)間間隔等于諧振腔一個(gè)諧振周期，就會(huì)產(chǎn)生劇烈的相互作用，構(gòu)成生劇烈的相互作用，構(gòu)成RFRF功率輸出。功率輸出。搜集極：由于電子的能量傳給諧振腔動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電搜集極：由于電子的能量傳給諧振腔動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電磁能，速度減慢，所以，電子束到達(dá)搜集極時(shí)能量磁能，速度減慢，所以，電子束到達(dá)搜

42、集極時(shí)能量比它經(jīng)過(guò)輸入腔時(shí)低，其他的能量在搜集極轉(zhuǎn)換為熱比它經(jīng)過(guò)輸入腔時(shí)低，其他的能量在搜集極轉(zhuǎn)換為熱能。能。綜上所述，速調(diào)管中直流轉(zhuǎn)化為微波能量閱歷了以下綜上所述，速調(diào)管中直流轉(zhuǎn)化為微波能量閱歷了以下4 4個(gè)重個(gè)重要過(guò)程：要過(guò)程：1 1、電子槍發(fā)射的電子流在直流電壓作用下加速運(yùn)動(dòng)，直流、電子槍發(fā)射的電子流在直流電壓作用下加速運(yùn)動(dòng)，直流電能轉(zhuǎn)變成電子流的動(dòng)能；電能轉(zhuǎn)變成電子流的動(dòng)能；2 2、在外加微波信號(hào)的作用下，電子流在穿過(guò)輸入腔時(shí)遭到、在外加微波信號(hào)的作用下，電子流在穿過(guò)輸入腔時(shí)遭到速度調(diào)制；速度調(diào)制；3 3、經(jīng)過(guò)漂移空間時(shí)，電子流由速度調(diào)制成密度調(diào)制，構(gòu)成、經(jīng)過(guò)漂移空間時(shí)，電子流由速度調(diào)

43、制成密度調(diào)制，構(gòu)成電子注；電子注；4 4、在輸出腔由于電流的感應(yīng)效應(yīng)，將電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成放、在輸出腔由于電流的感應(yīng)效應(yīng)，將電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成放大了的微波振蕩的能量。大了的微波振蕩的能量。多腔速調(diào)管是在輸入腔和多腔速調(diào)管是在輸入腔和輸出腔之間添加了一些輔輸出腔之間添加了一些輔助腔，用于改善群聚效果，助腔，用于改善群聚效果，提高輸出功率，效率。提高輸出功率，效率。SDC10309.AVI充氣系統(tǒng)充氣系統(tǒng)加速管和微波管道之間是由波導(dǎo)窗來(lái)銜接的，波導(dǎo)管內(nèi)加速管和微波管道之間是由波導(dǎo)窗來(lái)銜接的，波導(dǎo)管內(nèi)充入絕緣氣體氟利昂，以防微波電場(chǎng)在傳輸中打火。充入絕緣氣體氟利昂，以防微波電場(chǎng)在傳輸中打火。恒溫冷卻系統(tǒng)

44、恒溫冷卻系統(tǒng)加速器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，耗費(fèi)的功率較大，為保證加速器加速器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，耗費(fèi)的功率較大，為保證加速器正常穩(wěn)定，需求有恒溫冷卻系統(tǒng)堅(jiān)持不受環(huán)境溫度的影正常穩(wěn)定，需求有恒溫冷卻系統(tǒng)堅(jiān)持不受環(huán)境溫度的影響。響。恒溫冷卻系統(tǒng)包括內(nèi)水循環(huán)冷卻和外水循環(huán)冷卻。恒溫冷卻系統(tǒng)包括內(nèi)水循環(huán)冷卻和外水循環(huán)冷卻。內(nèi)水循環(huán)冷卻是由內(nèi)水泵用蒸餾水作為循環(huán)水，內(nèi)水管內(nèi)水循環(huán)冷卻是由內(nèi)水泵用蒸餾水作為循環(huán)水，內(nèi)水管經(jīng)高功率隔離器，磁控管磁鐵和線(xiàn)圈，偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈和電源，聚經(jīng)高功率隔離器，磁控管磁鐵和線(xiàn)圈，偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈和電源，聚焦線(xiàn)圈和電源，靶和加速管，焦線(xiàn)圈和電源，靶和加速管，RFRF負(fù)載等，然后進(jìn)入熱交換器負(fù)載等，然后進(jìn)入

45、熱交換器前往到內(nèi)水泵作循環(huán)冷卻。前往到內(nèi)水泵作循環(huán)冷卻。外水循環(huán)冷卻，由冷凍機(jī)制冷來(lái)冷卻水箱中的水，被冷卻的外水循環(huán)冷卻，由冷凍機(jī)制冷來(lái)冷卻水箱中的水，被冷卻的水由外水泵驅(qū)動(dòng)，外水管經(jīng)脈沖變壓器油箱然后進(jìn)入熱交換水由外水泵驅(qū)動(dòng)，外水管經(jīng)脈沖變壓器油箱然后進(jìn)入熱交換將內(nèi)水循環(huán)的熱量帶走，前往到水箱作循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。將內(nèi)水循環(huán)的熱量帶走，前往到水箱作循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。 照射頭 準(zhǔn)直器準(zhǔn)直器準(zhǔn)直器的目的：限定照射野的大準(zhǔn)直器的目的：限定照射野的大小以順應(yīng)治療需求。小以順應(yīng)治療需求。根據(jù)國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)引薦，根據(jù)國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)引薦，準(zhǔn)直器的厚度應(yīng)使漏射量不超越準(zhǔn)直器的厚度應(yīng)使漏射量不超越有用照射量的有用照射量

46、的5%。實(shí)踐治療機(jī)中，多數(shù)準(zhǔn)直器厚度實(shí)踐治療機(jī)中，多數(shù)準(zhǔn)直器厚度比此厚度大，使漏射線(xiàn)劑量不超比此厚度大，使漏射線(xiàn)劑量不超越有用射線(xiàn)劑量的越有用射線(xiàn)劑量的1%，以減少穿，以減少穿射半影。射半影。 準(zhǔn)直器的種類(lèi)準(zhǔn)直器的種類(lèi)在加速器中，在加速器中，X射線(xiàn)要經(jīng)過(guò)兩級(jí)準(zhǔn)直才到射線(xiàn)要經(jīng)過(guò)兩級(jí)準(zhǔn)直才到達(dá)治療部位。達(dá)治療部位。一級(jí)準(zhǔn)直器位于加速管電子引出窗口下，一級(jí)準(zhǔn)直器位于加速管電子引出窗口下，大小固定不變，是大小固定不變，是X射線(xiàn)和電子線(xiàn)共用的。射線(xiàn)和電子線(xiàn)共用的。二級(jí)準(zhǔn)直器是可變的。為了減少二級(jí)準(zhǔn)直器是可變的。為了減少X射線(xiàn)束射線(xiàn)束的穿射半影，準(zhǔn)直器的內(nèi)端面必需與靶的穿射半影，準(zhǔn)直器的內(nèi)端面必需與靶(或

47、虛源位置或虛源位置)為圓心的徑向線(xiàn)一致。為圓心的徑向線(xiàn)一致。根據(jù)需求，還可以在加速器機(jī)頭上安裝根據(jù)需求，還可以在加速器機(jī)頭上安裝內(nèi)置或外掛式的多葉準(zhǔn)直器，這種準(zhǔn)直內(nèi)置或外掛式的多葉準(zhǔn)直器，這種準(zhǔn)直器有自動(dòng)和手動(dòng)兩種。器有自動(dòng)和手動(dòng)兩種。各種準(zhǔn)直器的功能各種準(zhǔn)直器的功能一級(jí)準(zhǔn)直器：也叫主準(zhǔn)直器，主要用于減少機(jī)頭的漏一級(jí)準(zhǔn)直器：也叫主準(zhǔn)直器，主要用于減少機(jī)頭的漏輻射；輻射；二級(jí)準(zhǔn)直器：俗稱(chēng)二級(jí)準(zhǔn)直器：俗稱(chēng)“鉛門(mén)鉛門(mén)，主要用于限定照射野范，主要用于限定照射野范圍和減少漏射線(xiàn)，有上、下兩對(duì)圍和減少漏射線(xiàn)，有上、下兩對(duì)(分別為分別為Y和和X方向方向)。二級(jí)準(zhǔn)直器由傳統(tǒng)的上、下兩對(duì)對(duì)稱(chēng)運(yùn)動(dòng)的方式開(kāi)展二級(jí)準(zhǔn)

48、直器由傳統(tǒng)的上、下兩對(duì)對(duì)稱(chēng)運(yùn)動(dòng)的方式開(kāi)展到獨(dú)立式運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)直器。到獨(dú)立式運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)直器。最早的直線(xiàn)加速器中，二級(jí)準(zhǔn)直器只用于最早的直線(xiàn)加速器中，二級(jí)準(zhǔn)直器只用于X射線(xiàn)治療方式，射線(xiàn)治療方式，當(dāng)轉(zhuǎn)換到電子線(xiàn)治療時(shí)，它自動(dòng)開(kāi)到最大射野位置。當(dāng)轉(zhuǎn)換到電子線(xiàn)治療時(shí)，它自動(dòng)開(kāi)到最大射野位置。由于獨(dú)立準(zhǔn)直器的相對(duì)鉛門(mén)可以彼此跨過(guò)線(xiàn)束中心軸向由于獨(dú)立準(zhǔn)直器的相對(duì)鉛門(mén)可以彼此跨過(guò)線(xiàn)束中心軸向?qū)?cè)運(yùn)動(dòng)一段間隔對(duì)側(cè)運(yùn)動(dòng)一段間隔(1020cm)，可以利用它們的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)，可以利用它們的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)或虛擬楔形照射野，即產(chǎn)生一維調(diào)強(qiáng)分布。生動(dòng)態(tài)或虛擬楔形照射野，即產(chǎn)生一維調(diào)強(qiáng)分布。假設(shè)兩對(duì)獨(dú)立準(zhǔn)直器都能跨過(guò)對(duì)側(cè)的話(huà)，可以利用它來(lái)假

49、設(shè)兩對(duì)獨(dú)立準(zhǔn)直器都能跨過(guò)對(duì)側(cè)的話(huà)，可以利用它來(lái)產(chǎn)生二維調(diào)強(qiáng)分布。產(chǎn)生二維調(diào)強(qiáng)分布。準(zhǔn)直器構(gòu)造表示圖準(zhǔn)直器構(gòu)造表示圖加速器加速器 準(zhǔn)直器構(gòu)造表示圖準(zhǔn)直器構(gòu)造表示圖六、六、MLC的根本構(gòu)造和劑量學(xué)思索的根本構(gòu)造和劑量學(xué)思索MLC的構(gòu)成：鎢或鎢合金制成。的構(gòu)成：鎢或鎢合金制成。葉片的寬度葉片的寬度葉片長(zhǎng)度葉片長(zhǎng)度葉片高度葉片高度葉片端面：葉片深化射野內(nèi)構(gòu)成葉片端面：葉片深化射野內(nèi)構(gòu)成射野邊境的外表。射野邊境的外表。兩個(gè)相對(duì)的葉片組組合在一同構(gòu)兩個(gè)相對(duì)的葉片組組合在一同構(gòu)成成MLCMLC葉片對(duì)數(shù)：葉片對(duì)數(shù)：29120對(duì)對(duì)內(nèi)置式：置于加速器機(jī)頭內(nèi)的稱(chēng)為內(nèi)置式，均為內(nèi)置式：置于加速器機(jī)頭內(nèi)的稱(chēng)為內(nèi)置式，均

50、為電動(dòng)式電動(dòng)式外掛式：裝在機(jī)頭外面的稱(chēng)為外掛式，有自動(dòng)和外掛式：裝在機(jī)頭外面的稱(chēng)為外掛式，有自動(dòng)和手動(dòng)兩種手動(dòng)兩種多葉準(zhǔn)直器多葉準(zhǔn)直器(MLC)分類(lèi)分類(lèi) MLC每個(gè)葉片在等中心處構(gòu)成一定的野寬度每個(gè)葉片在等中心處構(gòu)成一定的野寬度(3mm 10mm)。 普通來(lái)說(shuō)，內(nèi)置的普通來(lái)說(shuō)，內(nèi)置的MLC每對(duì)小葉片都可以彼此跨過(guò)線(xiàn)束每對(duì)小葉片都可以彼此跨過(guò)線(xiàn)束中心軸運(yùn)動(dòng)到對(duì)側(cè)，構(gòu)成多對(duì)獨(dú)立式準(zhǔn)直器，因此具中心軸運(yùn)動(dòng)到對(duì)側(cè)，構(gòu)成多對(duì)獨(dú)立式準(zhǔn)直器，因此具有獨(dú)立式準(zhǔn)直器的一切臨床功能。有獨(dú)立式準(zhǔn)直器的一切臨床功能。 葉片高度必需使原射線(xiàn)的穿射小于原來(lái)強(qiáng)度的葉片高度必需使原射線(xiàn)的穿射小于原來(lái)強(qiáng)度的5%，以，以替代常規(guī)射野擋塊，即需求替代常規(guī)射野擋塊，即需求45個(gè)半價(jià)層的高度。個(gè)半價(jià)層的高度。葉片縱截面的設(shè)計(jì)非常重要而且復(fù)雜，其外形決議于兩葉片縱截面的設(shè)計(jì)非常重要而且復(fù)雜，其外形決議于兩個(gè)重要要素：個(gè)重要要素：1、它的底面和頂面必需在與葉片運(yùn)動(dòng)方向垂直的平面內(nèi)，、它的底面和頂面必需在與葉片運(yùn)動(dòng)方向垂直的平面內(nèi)，聚焦于放射源聚焦于放射源(即即X射線(xiàn)靶射線(xiàn)靶)。2、相鄰葉片組