放射治療設(shè)備期末復(fù)習(xí)題

本文格式為Word版，下載可任意編輯——放射治療設(shè)備期末復(fù)習(xí)題一．名詞解釋

1.放射源：能輸出射線的物質(zhì)（元素）或設(shè)備。2.放射線：能使物質(zhì)電離的電磁波或粒子流。

3.PDD：即百分深度劑量，在標(biāo)準(zhǔn)照射條件下（照射野尺寸10cm×10cm，SSD=100cm），將各種射線在水模體中射野中心軸上的最大輻射劑量點(diǎn)設(shè)定為1（100%），射野中心軸上其他各點(diǎn)的輻射劑量與最大劑量點(diǎn)的輻射劑量比值就是該點(diǎn)的相對(duì)劑量，將各點(diǎn)連接成為一條平滑的曲線就是這種射線的百分深度劑量特征曲線，尋常稱之為百分深度劑量曲線。

4.半衰期是指放射性核素在發(fā)生衰變的過程中，原子核數(shù)目從初始值減少到一半時(shí)所需要的時(shí)間，其值與衰變常數(shù)λ成反比：

5.吸收劑量D是單位質(zhì)量的受照射物質(zhì)吸收的輻射能量。單位是J·kg-1即戈瑞。1Gy＝100cGy（臨床用單位）

6.建成區(qū)：間接致電離輻射的能量越高，最大劑量點(diǎn)的輻射深度越深，尋常用“建成區(qū)〞來表示間接致電離輻射能量特性。

7.照射野：簡稱射野，表示射線束經(jīng)準(zhǔn)直器后垂直通過體模的范圍，從體模表面的截面大小表示射野的表面積。臨床劑量學(xué)規(guī)定體模內(nèi)50%等劑量曲線的延長線交于體模表面的區(qū)域定義為照射野的大小。

8.加速器是“帶電粒子加速器〞的簡稱。理論基礎(chǔ)：帶電粒子在電場中必然會(huì)受到電場力的作用，其結(jié)果是帶電粒子的速度增加，能量提高。電場可以讓粒子提高速度并獲得能量，磁場可以改變粒子的運(yùn)動(dòng)方向。

9.射程：（射線在水模體中的輻射深度有明顯的終點(diǎn)）射線的輻射深度，粒子沿入射方向從入射位置至完全中止位置所經(jīng)過的直線距離稱為射程．ｐｓ直接致電離輻射的射線（電子線，質(zhì)子束，重離子線）都具有明顯的“射程〞，間接致電離輻射的射線（中子束，kv級(jí)X線高能X線，γ射線）沒有明顯的“射程〞。

10.負(fù)載特性：描述一臺(tái)加速器的束流輸出能量、束流輸出功率和束流強(qiáng)度（劑量率）

隨束流負(fù)載的變化規(guī)律。

11.相速度：波的相位在空間中傳遞的速度，相速度并不代表任何一種物體（粒子、光子）的實(shí)際運(yùn)行速度，它描述的只是一種狀態(tài)的傳播速度

12.后裝機(jī)：近距離后裝治療機(jī)的簡稱。首先依照不同部位選用適合的“施源器〞，并通過腔道或組織間置入的方法將施源器緊貼在病變部位，然后由控制系統(tǒng)自動(dòng)將放射源送進(jìn)施源器實(shí)施近距離放射治療。由于事先置入施源器，然后，在計(jì)算機(jī)控制下，由機(jī)器自動(dòng)將放射源送入治療部位的施源器內(nèi)實(shí)施治療，所以人們給這種設(shè)備取名為近距離后裝治療機(jī)

13.微波源：產(chǎn)生微波的器件。有磁控管和速調(diào)管兩種。

14.AFC：微波頻率自動(dòng)控制系統(tǒng)，是為了協(xié)調(diào)微波源與加速管之間電磁振蕩頻率一致性的重要環(huán)節(jié)。

15.跳頻：通過改變頻率來轉(zhuǎn)換電子能量的方式叫做跳頻控制.

16.PFN高壓脈沖形成網(wǎng)絡(luò)，處于高壓脈沖調(diào)制系統(tǒng)的關(guān)鍵器件之首。之所以設(shè)置PFN，其根本目的是用來產(chǎn)生磁控管或速調(diào)管所需要的高壓方波負(fù)脈沖。由于這種PFN器件是根據(jù)開放式傳輸線理論而設(shè)計(jì)的仿真?zhèn)鬏斊骷?，所以，PFN尋常也被稱為仿真?zhèn)鬏斁€，簡稱“仿真線〞。

17.動(dòng)態(tài)無旋電場：所謂“無旋場〞，是指電場有頭有尾，從正電荷出發(fā)，到負(fù)電荷終止；交變電場（動(dòng)態(tài)電場）的方向和強(qiáng)度隨時(shí)間而變化。醫(yī)用電子直線加速器所采用的就是“動(dòng)態(tài)無旋電場〞

18.帕（Pa）：1Pa等于垂直于面積為1平方米的表面上均勻作用1N的壓力，即：1帕（Pa）=1牛頓/平方米。

19.同位素：具有一致質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)，不同中子數(shù)的同一元素的不同核素互為同位素

20.光子：對(duì)波長特別短的X射線和γ射線等電磁波而言，它們更顯粒子特性，因此物理學(xué)上把它們叫做光子

3.簡答題

一、醫(yī)用電子直線加速器采用的是交滾動(dòng)態(tài)加速電場，可以分為兩種結(jié)構(gòu)類型：1.以行波加速管為核心技術(shù)的“行波加速器〞，高能機(jī)都是滾筒型結(jié)構(gòu)，（早期低能機(jī)是支臂型結(jié)構(gòu)）。2.以駐波加速管為核心技術(shù)的“駐波加速器〞，高能機(jī)和低能機(jī)都是支臂型結(jié)構(gòu)?；驹恚涸凇案邏好}沖調(diào)制系統(tǒng)〞的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制下，一方面，“微波源〞向加速管內(nèi)注入微波功率，建立起動(dòng)態(tài)加速電場；另一方面，“電子槍〞向加速管內(nèi)適時(shí)發(fā)射電子。只要注入的電子與動(dòng)態(tài)加速電場的相位和前進(jìn)速度（行波）或交變速度(駐波)都能保持一致，即達(dá)到同步加速條件，那么，就可以讓電子受到持續(xù)加速（加能）。假使被加速后的電子直接從輻射系統(tǒng)的“窗口〞引出，就是高能電子射線，打靶之后引出，就是高能X射線。

二、放射性核素：是指通過放射性衰變而發(fā)射出各種射線的不穩(wěn)定和核素的統(tǒng)稱。特性：每時(shí)每刻都有射線輸出，但隨著時(shí)間的推移，輻射能力逐步衰減。尋常用“半衰期〞和“平均壽命〞來表示放射性核素的這種衰減特性。半衰期過后，甚至衰減報(bào)廢以后的放射性核素依舊會(huì)有射線輸出。例：自然238U，232Th，人工60Co

三、行波加速管工作原理：1.建立行波電場：使微波在圓形波導(dǎo)管內(nèi)傳輸時(shí)，可以鼓舞起一種在中心軸區(qū)域具有縱向分量的行波電場（TM01模）。相當(dāng)于朝前移動(dòng)的電場，在每一時(shí)刻，電場強(qiáng)度一半向前，一半向后，即只有一部分為電子的加速相位。當(dāng)滿足行波電場的同步加速條件（被加速的電子必需始終與行波電場同步前進(jìn)；電子必需始終處于加速相位）時(shí)，電子始終被加速，即可達(dá)到加速目的。行波電場的“相速度〞必然會(huì)大于光速。在圓波導(dǎo)中周期性地設(shè)置帶中孔的圓形金屬膜片，即用盤荷波導(dǎo)加速管讓相速度降下來，以使電子速度與之相等。自動(dòng)穩(wěn)相原理：實(shí)際上，在行波加速過程中，始終保持嚴(yán)格同步是不可能的。電子會(huì)均勻分布在行波電場的每一個(gè)相位上，只有電子處于相位為π/2~π時(shí)，可以一直加速。電子在單位距離上的能量增益為eEzｓｉｎφｓ相聚束原理：依照自動(dòng)穩(wěn)相原理的方法進(jìn)行分析可知，只要將平衡相位設(shè)在相位π的位置上，各個(gè)相位注入的電子就都會(huì)向相位π處會(huì)聚，但這時(shí)的電子能量增益為零。這個(gè)

過程稱為行波電場對(duì)電子的“俘獲〞過程，當(dāng)電子在每一個(gè)電場周期內(nèi)都被會(huì)聚成一個(gè)個(gè)“電子束團(tuán)〞之后，將平衡相位逐步拉到盡量靠近的波峰前，就可以依照所設(shè)想的能量增益梯度加速這些“電子束團(tuán)〞。

四、駐波加速管的工作原理：

作為π模工作的駐波加速管，當(dāng)1#腔內(nèi)電場強(qiáng)度為正時(shí)，則2#腔內(nèi)的電場強(qiáng)度為負(fù)；反之，當(dāng)1#腔內(nèi)電場強(qiáng)度變?yōu)樨?fù)值時(shí)，則2#腔內(nèi)的電場強(qiáng)度變?yōu)檎担幌噜徢粌?nèi)的電場強(qiáng)度總是這樣交替變換，幅度則隨著時(shí)間逐漸由小變大，再由大變小，周而復(fù)始。

假使在1#腔的電場強(qiáng)度由負(fù)變正的瞬間注入一個(gè)電子，則電子在前進(jìn)的同時(shí)，電場強(qiáng)度不斷增加，電子不斷獲得能量，電場強(qiáng)度達(dá)到峰值時(shí)，電子也正好到達(dá)1#加速腔的中央位置，之后電場強(qiáng)度開始下降，電子依靠慣性在后半腔中飛行；當(dāng)電子進(jìn)入2#腔的瞬間，相鄰加速腔的電場強(qiáng)度方向正好翻轉(zhuǎn)，這時(shí)，1#腔內(nèi)電場強(qiáng)度變?yōu)樨?fù)值，2#腔內(nèi)的電場強(qiáng)度變?yōu)檎?，電子又?#腔內(nèi)被繼續(xù)加速獲得更高的能量。當(dāng)相鄰加速腔的電場強(qiáng)度方向再次翻轉(zhuǎn)時(shí)，電子又進(jìn)入了下一個(gè)電場強(qiáng)度為正值并不斷增加的加速腔內(nèi)。這樣，盡管相鄰加速腔電場強(qiáng)度的大小和方向一直交替變換，但電子卻一直處于加速相位，所以，電子能量可以得到持續(xù)增加，直至達(dá)到我們所期望的電子能量。這就是駐波加速管的基本工作原理。不管工作于何種駐波工作模式，駐波加速管的同步加速條件是：必需滿足電子渡越一個(gè)駐波長度的時(shí)間正好等于駐波振蕩的半周期：散焦作用：ｅ１是在腔內(nèi)電場由負(fù)變正瞬間注入的同步電子，ｅ2和ｅ３隨后注入。由于受到不同強(qiáng)度的電場作用，其加速效果不同，ｅ1最快，ｅ２次之，ｅ３最慢。之后其距離將越來越遠(yuǎn)。最終可能ｅ１處在加速腔時(shí)，而ｅ２和ｅ３所在腔已經(jīng)為減速腔，而因此丟失，最終只剩ｅ１，此為散焦作用。

五、為何加速器的實(shí)際是加能器：粒子速度為ｖ，光速ｃ，二者比值β＝ｖ／ｃ速度ｖ的粒子能量Ｅ與靜止質(zhì)量Ｅ０間的關(guān)系為Ｅ／Ｅ０＝１／根號(hào)下（１－β平方）．其中粒子的速度只能無限接近光速而永遠(yuǎn)不能超過光速，所以β為０～１．當(dāng)粒子速度較低時(shí)，能量隨速度增加較明顯；當(dāng)粒子速度接近光速后，β無限接近于１，粒子速度增

加也微乎其微，但粒子的能量Ｅ卻迅速增加，故此時(shí)實(shí)際是增加粒子的能量．根據(jù)相對(duì)論原理，任何粒子的速度只能無限接近光速而永遠(yuǎn)不能超過光速，但粒子所獲得的能量可以無限增長。

六、磁控管的工作原理：利用輪輻狀的電子群不斷從直流電場獲得能量，通過與高頻感應(yīng)電場的同步交互作用，將能量再次傳遞給高頻感應(yīng)電場，并以高頻微波能量的形式輸出。高頻感應(yīng)電場的產(chǎn)生：做圓滾線運(yùn)動(dòng)的電子擦過陽極諧振腔口所對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，必然會(huì)在空腔開口處感應(yīng)產(chǎn)生正負(fù)電荷，這種感應(yīng)產(chǎn)生的正負(fù)電荷會(huì)與運(yùn)動(dòng)電子一起做相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。由于每一個(gè)空腔就相當(dāng)于一個(gè)并聯(lián)諧振電路，因而就會(huì)在磁控管內(nèi)引起高頻電磁震蕩，從而產(chǎn)生高功率微波場。高頻感應(yīng)電場切向分量對(duì)運(yùn)動(dòng)電子的作用效果是讓運(yùn)動(dòng)的電子減速，并將電子能量轉(zhuǎn)換為高頻感應(yīng)電場的能量。高頻感應(yīng)電場徑向分量的作用是對(duì)運(yùn)動(dòng)電子的“位相群聚〞效應(yīng)。高頻感應(yīng)電場徑向分量的存在，使落后于最正確位相的運(yùn)動(dòng)電子得到加速，向最正確位相靠攏；而超前于最正確位相的運(yùn)動(dòng)電子被減速運(yùn)行，其效果也是向最正確位相靠攏。這種向最正確位相靠攏的現(xiàn)象我們稱之為“位相群聚〞，這正是我們所設(shè)想的電子聚集效果。

七、磁控管：是集微波產(chǎn)生與功率放大于一體的大功率微波器件。速調(diào)管：是一種微波功率放大器件，其前端必需配備可以產(chǎn)生小功率微波源的微波驅(qū)動(dòng)器（RFDriver），兩者共同構(gòu)成大功率微波源。

八、臨床上目前外照射的主流機(jī)型是醫(yī)用電子直線加速器。內(nèi)照射的主流機(jī)型是后裝治療機(jī)，簡稱后裝機(jī)。