第三章放疗设备要点分析.ppt

第三章 放射治疗设备 1.外照设备： ① X线治疗机（KV级） ②高能治疗机（亦称MV级治疗机） 如钴-60治疗机和医用直线加速器 2.内照设备：近距离治疗机 3.立体定向放射治疗设备：γ刀，X刀 4.模拟定位机、CT模拟定位机 5.治疗计划系统 第一节 X线治疗机（KV级，低能）： 由于其绝缘限制，它只能产生千伏级X射线，其条件：电子源，真空盒，加速电场，靶。 ⑴电子源，提供足够数量的电子 ⑵高电压产生的强电场，使电子加速；及高真空的空间，免遭空气阻挡而降低能量　　　　　 ⑶能够经受高速电子撞击而产生X射线的靶 （电子流在真空管内高速行进，成束的电子流撞击钨（或钼）靶时即可产生x线。 ） 3.X射线产生机制： ①?特征辐射：入射电子与靶材料的内层电子作用，内层电子获得动能，成为自由电子，外层电子发生轨道跃迁，补充内层轨道的空位，以电磁辐射形式辐射其能量，即产生特征X射线。 ②韧致辐射：电子靠近靶物质钨的原子核附近，由于原子核库仑力的作用，电子运动受阻，改变方向，伴随有电磁辐射丢失能量而产生韧致X射线。也是X线的主要成分。 4. X射线产生过程： 电子源的阴极和靶材料的阳极，在两端加高电压时，阴极灯丝发热至发射电子，由电位差向阳极运动，撞击靶材料， （高速运动的电子突然受到物体的阻滞，产生碰撞和辐射两种损失），产生X射线。 电子撞击靶时，电子动能小，只产生2%的X射线，98%产生热，因此加铜棒和冷却装置，散热快，能及时将热带走，所以冷却是非常重要的。抽真空的目的是为了避免电子在打击靶前损失能量，真空被破坏，则X射线管被破坏。 高能入射电子与靶物质的作用是十分复杂的，其作用主要有碰撞、电离、激发、弹性散射和韧致辐射。 碰撞能产生热量，电离能产生?电子，激发能产生特征X 线，散射能产生散射电子，韧致辐射能产生连续谱的X 线。 但在这些作用过程中损失能量的主要过程是碰撞损失（bunm loss）和产生X 线的辐射损失（radiation loss）产生2%的X射线，98%热。 X 线诊断机： 钨靶(反射靶） 辐射损失与碰撞损失比0.91% 热损耗功率千瓦级 加速器： 金靶(透射靶） 辐射损失与碰撞损失比96.8% 热损耗功率百瓦级 X线质的表示方法 （1）半值层（HVL）：X线强度衰减到初始值的一半时所需的标准吸收物质的厚度。 （2）电子的加速电压（管电压）。 （3）有效能量：在连续X线情况下使用这一概念。 （4）硬度：低能量X线称为软射线，高能量X线称为硬射线。 （5）X线波谱分布：它表示X线的波长分布或能量分布。 影响X线强度的因素 （1）靶物质 在一定的管电压和管电流下，X线量的多少决定于靶物质：靶物质的原子序数越高，产生的X线效率就越高。对于连续X线而言，靶物质的原子序数决定X线量的产生；而对于特征X线而言，靶物质的原子序数决定所产生的特征X线波长的性质。 （2）管电压 管电压决定产生X线最大能量的性质；另外增加管电压也将增加产生X线的量。所以X线强度与管电压的平方成正比。 （3）管电流 管电流的大小并不决定X线的质。但是在管电压一定的前提下，X线强度决定于管电流。管电流越大，撞击阳极靶面的电子数就越多，产生的X线光子数就越多。 （4）高压波形 X线发生器产生的高压都是脉动式的，由于不同的整流方式，所产生的高压波形的脉动率有很大区别。X线光子能量取决于X线的最短波长，即决定于管电压的峰值，整流后的脉动电压越接近峰值，其X线强度越大。 X线的不均等性 诊断用X线为连续X线与特征X线的混合，主要为连续X线。连续X线的波长由最短波长(λmin)到长波长领域有一个很广的范围。这种X线称为不均等X线。不均等X线由于滤过板的使用，长波长领域的X线被吸收，成为近似均等X线。这种均等度以不均等度h或ω表示。 h=H2／H1 (H1：第1半值层，H2：第2半值层) 或ω=λeff / λ0 (λ0 ：最短波长，λeff ：有效波长) 均等X线场合下，h=1，ω=1，不均等X线h1，ω1。 ·有效波长：单一能量波长的半值层等于连续x线的半值层时，此波长称作有效波长 (λeff)。 ·有效电压：产生有效波长的最短波长的管电压，称作有效电压。 λeff = 1.24／Veff (kV)(nm) ·有效能量：将有效电压用能量单位(keV)表示时，此能量为有效能量（或等效能量）。 自测题 1.关于X线强度的叙