医用电子直线加速器介绍

1、医用电子直线加速器介绍医用电子直线加速器介绍1 .外照射治疗机同位素远距离治疗机深部X射线治疗机医用电子加速器医用质子加速器医用中子发生器医用重离子加速器医用-介子发生器2 .内照射治疗机射线后装机中子后装机3 .立体定向放射外科治疗装置丫刀X-刀质子刀中子立体定向放疗装置医用电子直线加速器按其能量范围分为低、中、高三类四、医用电子直线加速器的原理1 .根本原理2 .系统框图3 .主要组成局部;速系统喻射系统而IJ量检测系统 机架、治疗床及辐射头运动系统 限制系统 温控及充气系统4 .加速系统加速系统是医用电子直线加速器的核心.由加速管、微波传输系统、微波功率源、脉冲调制器等组成.4.1 加速

2、管加速管由电子枪、加速结构、引出系统、离子泵组成.电子枪产生供加速的电子,其阴极被加热后产生热发射电子,在阴极和阳极间的高压电场作用下,以一定的初始能量从阳极中央孔道穿出注入加速结构.加速结构有行波和驻波两种加速结构,是对电子进行加速的核心器件.微波功率经耦合波导馈入后,在其中产生行波或驻波电磁场.驻波结构可以在同样长度上比行波获得更高的能量增益.引出系统的作用是将电子束引出,分为直束式和偏转式两种,低能机的加速管较短,大多采用直束式,中、高能机的加速管较长,必须采用带偏转磁铁的偏转式引出系统.离子泵用以吸收气体,使加速管里维持真空状态.4.2 微波传输系统微波传输系统主要包括：弯波导及直波导

3、软波导定向耦合器吸收水负载三端环流器4.3 微波功率源低、中能机常用磁控管作微波功率源.磁控管是微波自激震荡器,体积小,工作电压低,但其工作频率易漂移,因此需采用自动稳频系统,提升频率稳定度.高能机需较高的微波功率,常用多腔速调管作为微波功率源.速调管是微波功率放大器,体积大,工作电压高,需要有前置鼓励来驱动,频率比拟稳定,但也需自动调频系统使其与负载变化保持一致.4.4 脉冲调制器在使用微波电场加速电子的加速器中,为了得到尽可能高的加速电场,瞬时微波功率很大,到达MW量级,因此微波源都是脉冲工作的.脉冲调制器是向这种微波源提供脉冲功率的电源.工作原理是利用储能放电的原理形成高压脉冲,经脉冲变

4、压器将该电压进一步放大后供微波功率源使用.5 .辐射系统辐射系统的作用是使从加速系统产生的辐射符合放射治疗的特殊要求均整度、辐射野面积形状等.其主要组成有：靶、均整块、散射箔、准直器、上下光阑等.靶一一加速电子打靶后产生X射线.均整块一一使军g射野内的X射线剂量分布均匀.散射靶一一使从加速系统来的集束的电子射线在一定辐射野内均匀散开.准直器一一初步限制辐射的范围.上下光阑一一调节辐射野的形状、面积限束器一一限定电子射线辐射野的范围以及改善电子射线的均整度O楔形过滤器一一在X射线辐射野内产生非对称的楔形剂量分布.限制和保护家或时野指示策就初级淮直先胆抿形集和黑格诙放疗剂是不疑治疗床6 .剂量检测

5、系统剂量监测系统由电离室、前置放大器及监测剂量仪组成.电离室提供了表征辐射线强度的信号,并通过检测电路的处理转换成吸收剂量信号电离室位于辐射系统之内,由假设干片极片构成,其中有两对用于监测辐射野内相互垂直的两个方向的均整度,有一片用于监测辐射的能量变化,有两片用于检测辐射的吸收剂量.放射治疗对剂量检测系统的要求：平安性、准确性和长期稳定性.平安性配备两个独立的剂量检测通道和一个时间保护通道0准确性主要用重复性和线性指标来表征.长期稳定性主要用日稳定性和周稳定性指标来表征.7.机架、治疗床及辐射头运动系统现代医用电子直线加速器采用等中央原那么的运动系统,即机架、辐射头及治疗床三者的旋转轴线交于一

6、点,该点称为等中央,要求中央误差在土2mm以内.8 .限制系统限制系统由以下几局部组成：(1)各种电源.(2)连锁保护：包括水流、水温、水压、高压过载、微波功率源打火等各种保护.(3)自动限制：包括自动频率限制、自动剂量率限制、自动均整度限制、自动楔形过滤器限制、弧形旋转限制等.(4)正常治疗的程序限制：包括待机、预制、准备、出束等几种状态的程序限制.9 .温控及充气系统温控系统用来带走加速管、靶、聚焦线圈、偏转磁铁线圈、微波功率源、隔离器(或环流器)及吸收负载等在工作中产生的热量充气系统用于对微波传输系统抽真空后再充绝缘气体,如氮气、氟里昂等,以预防发生电场击穿.五、医用电子直线加速器的开展

7、及前沿动态适形放射治疗CRT(ConformalRadiotherapy)利用铅档块将使得辐射野的形状与肿瘤外形一致.多叶光阑(MLC)可利用计算机限制自动调节射野形状.目的：使照射的体积及形状与肿瘤的形状及体积一致.立体适形放射治疗3DCRT又称为三维适形放疗,即：使放疗的高剂量区的剂量分布在三维方向上与耙区的实际形状相一致.这种模式需要CT等断层影像而不能再依靠X线重叠影像.调强放射治疗IMRT(IntensityModulationRadiotherapy)要求各个辐射束截面形状变化、强度分布也变化的照射方法称为调强放射治疗或调强适形放射治疗,需要用带断层扫描的模拟机定位或CT定位(CTSimulation)来进行立体分析.目的：使靶区的形状和高剂量区分布的形状在三维方向上与靶区的实际一致,较大幅度地增加肿瘤剂量、减少正常组织的受量.图像引导放射治疗IGRT(IntensityGuidedRadiotherapy)为了实现在放疗技术上做到实时追踪靶区自动摆位,实时验证并