放射源和放射治疗设备

关于放射源和放射治疗设备第1页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五第一节放射源

一、放射源的种类与照射方式

1、放射源的种类：（1）α、β、γ射线——放射性同位素（2）X线——X线治疗机和加速器（3）电子束、质子束、中子束、负π介子束以及其它重粒子束——各类加速器第2页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五2、照射方式：（1）体外照射：从距离病人体外一定距离集中照射某一部位；（2）近距离照射：将放射源密封直接放入被治疗的组织内或放入人体的天然腔内进行照射；第3页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五二、临床常用放射源的物理特性放射性同位素放射α、β、γ三种射线。放疗主要使用β、γ两种射线，而且应用γ射线多于应用β射线。除钴-60、铯-137外，其余同位素只用于近距离照射。第4页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五常用放射性同位素源镭-226源：镭的半衰期为1590年,氡为3.8天，

一般应用镭的γ

射线进行治疗，镭的能谱复杂，平均能量0.83MeV，最高能量3.3MeV

天然放射性同位素第5页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五常用放射性同位素源2.铯-137源：从原子核反应堆的裂变物中提取。铯-137的γ射线能量是单能，为

0.662MeV，半衰期为33年，平均每年衰变2%。第6页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五常用放射性同位素源3.钴-60源：能量为1.17MeV及1.33MeV两种γ射线，平均能量为1.25MeV。钴-60的半衰期为5.27年，即每月衰减1.1%。第7页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五常用放射性同位素源4.铱-192源：γ射线平均能量为360keV，半衰期为74天。

1~10Ci的高活度的铱-192源普遍用于高剂量率的后装治疗。第8页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五常用放射性同位素源5.碘-125源：碘-125的平均能量为28keV，半衰期为59天，通常作成粒状源，用于高、低剂量率的临时性或永久性插植治疗。第9页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五新型放射源钯-103（103Pd)镅-241（241Am)钐-145（145Sm)镱-169（169Yb)

能量低，易防护第10页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五第二节常用的放射治疗设备

一、X线治疗机临床治疗用的X线机根据能量高低分为：临界X线（6～10kV），接触治疗X线（10～60kV），浅层治疗X线（60～160kV），深部治疗X线（180～400kV），高能X线（2MV～50MV）：主要由各类加速器产生。第11页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五普通X线机的特点

能量低、深度剂量低、易于散射、剂量分布差故仅适用于皮肤癌等表浅肿瘤的治疗第12页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五二、钴-60治疗机第13页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五（一）钴-60γ线的特点：1.穿透力强;2.保护皮肤;3.骨和软组织有同等的吸收剂量;4.旁向散射小;5.经济、可靠;6.缺点：存在半影、半衰期短以及防护等问题。

第14页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五1、半影：射野边缘剂量随离开中心轴距离增加而急剧变化的范围，用P80%～20%表示。80%20%P80%～20%（二）钴-60半影的种类及产生原因第15页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五2、半影的种类：几何半影：源具有一定尺寸穿射半影：准直器端面与边缘射束不平行散射半影：由于组织中的散射线造成第16页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五几何半影：缩小放射源直径穿射半影：采用带有半影消除装置的复式球面准直器散射半影：无法消除，但散射半影的大小随入射线的能量增大而减小。3、半影的消除：第17页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五三、医用加速器1、医用加速器的种类电子感应加速器：利用涡旋电场加速电子直线加速器：采用微波电场电子回旋加速器：利用微波激励的超高频电场加速电子第18页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五电子直线加速器第19页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五第20页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五第21页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五医用电子直线加速器

2、结构：其主要由加速管、微波功率源、微波传输系统、电子枪、束流系统、真空系统、恒温水冷却系统、电源及控制系统、照射头、治疗床等组成。第22页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五第23页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五第24页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五3、电子直线加速器的特点：

电子束

：①肿瘤后剂量骤然下降②调节能量可调节电子束的深度③皮肤量介于X线和钴-60之间

X射线：深度剂量高，皮肤剂量低加速器设备复杂，对水、电要求高，维修难，价格高，但在维修和操作时没有射线。第25页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五4、直线加速器X射线、电子束能量X射线：约80%的深部肿瘤用6MVX射线；而对某些较深部位的肿瘤，使用较高能量的X射线(15~18MV)电子束：适用于治疗较浅的偏位肿瘤，治疗靶区后缘深度1~6cm的肿瘤。例如Varian2300C/D医用直线加速器可产生6MV,15MV两挡X射线和4MeV，6MeV，9MeV，12MeV，

16MeV，20MeV电子束。第26页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五四、近距离治疗后装机1、近距离治疗放射源：

选择条件：1）能量，即在组织中有足够的穿透力；2）易于防护；3）半衰期不易过长；4）易制成微型源

铱-192源第27页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五治疗后装机第28页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五治疗后装机第29页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五五、高LET射线轻粒子：深部X射线、钴-60γ射线、加速器的X射

线均为电磁辐射粒子，称为光子。光子和

电子因其质量较小，称为轻粒子。重粒子：快中子、质子、负π介子以及氮、碳、氧、

氖离子等LET定义为射线粒子在单位厚度的介质中能量损失、

转移的大小第30页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五除质子外，所有重粒子的LET值都较高，故重粒子又称为高LET射线。使用高LET射线可以减低氧的增强效应和增加生物效应，并可以克服细胞周期对放射敏感性的影响。第31页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五高LET射线的物理生物特性：物理特点是具有Bragg峰生物特点是相对生物效应高，氧增强比低。高LET有各种各样的放射源，其不同源有不同的特点第32页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五1、质子束和氮离子束：具有显著的高LET物理学特点而无生物学特点其优点是：剂量分布好，旁向散射少，穿透性强，局部剂量高，在组织内形成布喇格峰型百分深度剂量分布，以物理方式改善了靶区与正常组织间的剂量比例。

适用于治疗垂体瘤等周围有重要器官和组织的肿瘤第33页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五只用单一射野，就可能获得理想的剂量分布，简化了射野设计，提高肿瘤治疗剂量的准确性。第34页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五2、快中子：仅有高LET治疗的生物学优点，没有物理学优点，即无Bragg峰。能量至少在14MeV以上，由于其传能线密度（LET）值高，以生物方式改善了肿瘤组织与正常组织的射线效应；第35页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五3、以重粒子为代表（如碳、氢、氧）：集中了快中子的生物学特点和质子的物理学特点，兼备物理和生物的双重优势，是一种较好的放射源。它们具有一定的射程；它们突出的优点是在射程的末端被元素所俘获而使其爆炸，产生短射程的电离碎片，而致使局部剂量高且LET高。第36页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五第37页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五七模拟定位机1、普通模拟定位机

模拟定位机是用来模拟加速器或60CO治疗机治疗

条件的专用X射线成像系统。六、模拟定位机第38页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五第39页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五第40页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五常规模拟定位机的六大功能

靶区及重要器官的定位确定靶区（或危及器官）的运动范围治疗方案的确认（治疗前模拟）勾画射野和定位、摆位参考标记拍射野定位片或证实片检查射野挡块的形状几位置第41页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五第42页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五计划模拟验证0ºDR模拟机270ºDR0ºDRR计划系统270ºDRR第43页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五计划模拟验证模拟机图像计划系统CT图像第44页，共46页，2022年，5月20日，2点44分，星期五2、C