医用电子直线加速器辐射系统.ppt
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1、辐射系统目录目录辐射头功能辐射头功能X X辐射系统辐射系统电子辐射系统电子辐射系统常见辐射头结构常见辐射头结构校准方法校准方法一、辐照头功能一、辐照头功能射射线线准准直直:将将辐辐射射束束流流限限制制在在一一定定的的照照射射区区域域内内,得得到到临床需要的不同尺寸的辐射野临床需要的不同尺寸的辐射野;射射线线均均整整:将将加加速速管管产产生生的的自自然然分分布布的的辐辐射射束束流流转转换换为为满满足足临临床床需需要要的的具具有有一一定定均均匀匀性性和和对对称称性性要要求求的的辐辐射射束束流;流;光学指示:光学指示:辐射野光学模拟系统辐射野光学模拟系统、源皮距测量;、源皮距测量;1、X射线靶分固定
2、式和移动式两种:分固定式和移动式两种:对只提供X射线的低能医用电子直线加速器,靶组件是固定式的,通常是与加速管焊接在一起的。对可提供X射线和电子束两种辐射质的医用电子直线加速器(一般为中高能机),均采用移动式靶机构。移动式靶组件又分内置式和外置式两种形式。移动式靶组件又分内置式和外置式两种形式。内置式其靶组件的主体在偏转盒内引出窗上方真空区域内,外置式则在引出窗下方非真空区域。移动式靶组件设置有多个工位,总体上分移动式靶组件设置有多个工位,总体上分X X射线和电子束两大工位类射线和电子束两大工位类型:型:X射线工位上焊接有重金属靶块,其作用是将从加速管直接或经偏转系统引出的电子束通过轰击重金属
3、靶产生韧致辐射形成最初的X辐射线束。电子束工位一般为中空的通道或在通道中焊接有一层轻金属箔,其作用是让从加速管直接或经偏转系统引出的电子束无阻拦地或经过一定程度初级散射后通过。为获得高的为获得高的X X射线产额,靶材料均选用高射线产额,靶材料均选用高Z Z(原子序数)材料,即重金(原子序数)材料,即重金属材料。如钨、金等。当电子束打靶能量属材料。如钨、金等。当电子束打靶能量10MeV10MeV,就会产生中子射,就会产生中子射线,即中子污染。线,即中子污染。内置靶引出窗靶移动气缸偏转系统的偏转盒2、X辐射准直系统术语:术语:1.1.准直系统准直系统:产生一定形状轮廓辐射野的部件称为准直系统2.2
4、.规规则则野野准准直直系系统统:产生规则形状(方形、矩形或圆形)轮廓辐射野的部件称为规则野准直系统X X辐射规则野准直系统辐射规则野准直系统包括包括:初级准直器次级准直器附加准直器2.1初级准直器(Primary Collimator):形状为圆锥形孔的准直器形状为圆锥形孔的准直器又称初级准直锥,安装在又称初级准直锥,安装在电子引出窗(或靶)下方,电子引出窗(或靶)下方,为电子辐射和为电子辐射和X X辐射所共用。辐射所共用。作用:一方面它决定了该作用:一方面它决定了该加速器所能提供的最大辐加速器所能提供的最大辐射野范围,另一方面,它射野范围,另一方面,它阻挡了最大辐射野范围外阻挡了最大辐射野范
5、围外的由辐射源产生的初级辐的由辐射源产生的初级辐射。射。设计原则:材料:钨合金、贫化铀、铅材料:钨合金、贫化铀、铅锥孔的确定:锥孔的确定:1.1.距源距源100cm100cm处直径为处直径为49.5cm49.5cm的圆形辐射野,该圆形的圆形辐射野,该圆形区域称为区域称为M M区域。(初级准直器半锥角约为区域。(初级准直器半锥角约为1414)2.2.准直锥上孔直径:辐射源的直径限制在直径准直锥上孔直径:辐射源的直径限制在直径4mm4mm以以内位置:内位置:其高度应能将初级辐射衰减至其高度应能将初级辐射衰减至10103 3,或三个十分之,或三个十分之一值层厚一值层厚(TVL)(TVL)。2.2 次
6、级准直器(Secondary Collimator)由上下两层光阑组成,两层由上下两层光阑组成,两层光阑垂直交叉布局,四个光光阑垂直交叉布局,四个光阑的工作面在空间形成四棱阑的工作面在空间形成四棱锥体,对辐射束加以准直。锥体,对辐射束加以准直。俗称上下光阑俗称上下光阑 根根据据开开合合运运动动的的对对称称性性分分类:类:a a对称准直系统对称准直系统 b.b.非对称准直系统非对称准直系统 a对称准直系统每每对对光光阑阑只只能能同同时时相相向向闭闭合合或或相相离离打打开开。通通过过上上下下两两对对光光阑阑的的开开合合运运动动,可可形形成成相相对对于于辐辐射射束束轴轴对对称称的的方方形形辐辐射射野
7、野或矩形辐射野。或矩形辐射野。b.非对称准直系统-独立准直器每块光阑可以独立运动,也可成对联动,光阑每块光阑可以独立运动,也可成对联动,光阑还可穿过束流轴线。称之为非对称准直系统还可穿过束流轴线。称之为非对称准直系统(有的设计保留一对对称光阑)(有的设计保留一对对称光阑)非对称准直系统应用应用主要用于常规矩形野照主要用于常规矩形野照射、半野(切线野)照射、半野(切线野)照射、可扩展进行动态楔射、可扩展进行动态楔形照射。形照射。当一侧矩形准直器恰好当一侧矩形准直器恰好位于射线中心轴的位置位于射线中心轴的位置时,由此形成时,由此形成切线射野切线射野 。设计原则材料:钨、铅、贫化铀材料:钨、铅、贫化
8、铀 为为了了减减少少X X射射线线在在准准直直器器侧侧壁壁的的散散射射和和准准直直器器边边缘缘部部分分的的透透射射半半影影,光光阑阑的的内内侧侧面面应应与与射射线线的的发发射方向相切。射方向相切。光光阑阑的的厚厚度度要要足足够够厚厚,以以确确保保x x射射线线穿穿过过准准直直器器的透射量应小于中心射线强度的的透射量应小于中心射线强度的2 2。辐射野光学模拟系统辐射野光学模拟系统X线源靶点灯光反光镜灯 光 过滤罩光源系统:模拟(点)光源、系统:模拟(点)光源、反光镜反光镜模拟(点)光源:安装于模拟(点)光源:安装于准直器侧面,便于观察准直器侧面,便于观察和调节和调节调整光源调整光源X.YX.Y两
9、方向和光两方向和光源距离的调节,调节后源距离的调节,调节后螺钉固定螺钉固定注意:由于受辐照的影响,注意:由于受辐照的影响,应应不定期更换镜片,使,使用时间取决于照射量多用时间取决于照射量多少。少。遮光板遮光板由于由于加速管靶点尺寸、光源加速管靶点尺寸、光源尺寸、射线和光线的复杂性、尺寸、射线和光线的复杂性、制造误差制造误差等因素的影响,通等因素的影响,通常常光野常常比射野略大光野常常比射野略大,特,特别是上光阑,为了改善光射别是上光阑,为了改善光射野的重合性,在光阑下表面野的重合性,在光阑下表面增加一薄片,称之为遮光板。增加一薄片,称之为遮光板。铝、薄铜片铝、薄铜片遮光板2.3 附加准直器立体
10、定向或适形放射治疗立体定向或适形放射治疗圆形准直器圆形准直器多叶准直器多叶准直器多叶准直器适形调强调强与适形治疗的剂量分布调强与适形治疗的剂量分布的主要区别是:调强可使靶的主要区别是:调强可使靶区内剂量分布达到预定目标区内剂量分布达到预定目标函数的要求函数的要求2.4 X辐射的均匀分布标准术语:标准术语:(1)X(1)X辐射野的均整度辐射野的均整度(2)X(2)X辐射野的对称性辐射野的对称性3.1 X辐射野的均整度定义:是指在一个辐射野的限定部分内,最高与定义:是指在一个辐射野的限定部分内,最高与最低吸收剂量之比。测量时使标准体模入射面与最低吸收剂量之比。测量时使标准体模入射面与辐射束轴垂直,
11、并在其特定深度与规定的辐射条辐射束轴垂直,并在其特定深度与规定的辐射条件下测量吸收剂量。件下测量吸收剂量。X射线辐射野均整区的划分:上图中、数值:表中的表中的L L为方形射野边长为方形射野边长射野边长射野边长F()101210300.10.23036x辐射野均整度的要求:在标准试验条件下,在吸收剂量率的全部范围在标准试验条件下,在吸收剂量率的全部范围内,对应每一标称能量,测量辐射野内最大吸内,对应每一标称能量,测量辐射野内最大吸收剂量点与辐射野内最小吸收剂量点吸收剂量收剂量点与辐射野内最小吸收剂量点吸收剂量的比值:的比值:a a对对5cm5cm5 cm5 cm至至30 cm30 cm30 cm
12、30 cm辐射野,不得辐射野,不得大于大于106106;b b对大于对大于30 cm30 cm30 cm30 cm至最大方形野,不得至最大方形野,不得大于大于110110;图例:2.4.1 X辐射野的对称性 定义:是指均整区域内对称于射线束轴的任意两定义:是指均整区域内对称于射线束轴的任意两点吸收剂量之最大比值。点吸收剂量之最大比值。辐射野对称性的要求:在标准试验条件下,对大于在标准试验条件下,对大于5cm5cm5cm5cm的所有辐射的所有辐射野,均整区域内对称于射线束轴的任意两点吸收野,均整区域内对称于射线束轴的任意两点吸收剂量之最大比值剂量之最大比值(大值比小值大值比小值)不得大于不得大于
13、103103。2.4.2 X辐射角分布图移动靶机构电离室初级准直器均整过滤器eX射线主强度方向是:电射线主强度方向是:电子前进的轴线方向子前进的轴线方向。X射线能谱射线能谱:打靶电打靶电子能量的连续能谱子能量的连续能谱0电子束最大能量电子束最大能量 均整过滤器的作用:使角度分布的辐射“均整”成强度均匀分布的射线(1)单均整过滤器单单均均整整过过滤滤器器是是一一块块用用一一种种高高原原子子序序数数材材料料制制成成的的锥形锥形圆盘,厚度较薄,所占空间体积小。圆盘,厚度较薄,所占空间体积小。只有一档能量只有一档能量X X辐射时使用辐射时使用(2)复合均整过滤器复合均整过滤器是用高原子序数材料和低原子
14、序复合均整过滤器是用高原子序数材料和低原子序数材料两种组合而成,以低原子序数材料为主,数材料两种组合而成,以低原子序数材料为主,常和复合靶配合使用。常和复合靶配合使用。1.1.对于高能对于高能x x辐射,如果全用高原子序数材料中子产辐射,如果全用高原子序数材料中子产额较高。如果全用低原子序数材料势必要有很高额较高。如果全用低原子序数材料势必要有很高的厚度,所占空间体积大,并因锥角尖锐对安装的厚度,所占空间体积大,并因锥角尖锐对安装位置误差较敏感。位置误差较敏感。2.2.用于低能用于低能X X辐射时,如果全用低原子序数材料,在辐射时,如果全用低原子序数材料,在较浅深度处均整度变坏。较浅深度处均整
15、度变坏。3.3.对于高能加速器,单均整过滤器不易同时满足不对于高能加速器,单均整过滤器不易同时满足不同能量同能量X X辐射均整的要求。辐射均整的要求。(3)打靶位置、方向对辐射均整的影响:2.5、产生辐射楔形分布的方法(一)楔形角(一)楔形角(二)楔形因子(二)楔形因子 (三)楔形过滤器(三)楔形过滤器 (一)楔形角定义:在标准源皮距条定义:在标准源皮距条件下,水体模表面射野件下,水体模表面射野大小为大小为10cm10cm1010m m,在参考深度处(取在参考深度处(取10cm10cm)的等剂量曲线与的等剂量曲线与1/21/2射野宽的两个交点射野宽的两个交点连线与通过射野中心轴连线与通过射野中
16、心轴在参考深度处的垂线的在参考深度处的垂线的夹角夹角 (二)楔形因子定义:在参考深度处定义:在参考深度处(一般取楔形角定义的参考深一般取楔形角定义的参考深度,即度,即d d10cm)10cm),射野大小为射野大小为10cm10cm10cm10cm,加与加与不加楔形板时射野中心轴上该点剂量率之比。不加楔形板时射野中心轴上该点剂量率之比。(三)楔形过滤器临床作用:临床作用:组织补偿:患者体表面的倾斜组织补偿:患者体表面的倾斜多照射野使靶区获得均匀的剂量分布:多照射野使靶区获得均匀的剂量分布:(三)楔形过滤器按形成剂量分布的方法分类:按形成剂量分布的方法分类:1 1固定角度楔形过滤器固定角度楔形过滤
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- 医用 电子 直线 加速器 辐射 系统