《医学影像信息学》课件-第8章 放射治疗设备原理

第8章放射治疗设备原理

1第8章放射治疗设备原理

第1节放射治疗设备概述2第1节放射治疗设备概述

放射治疗设备是用于放射治疗所需的各种硬件和软件的总称，主要包括直接与肿瘤受检者治疗有关的放射治疗设备和辅助设备。放射治疗设备有医用电子直线加速器、各种类型的内外照射治疗机等；辅助设备有模拟定位设备等。3一、放射治疗设备发展历史

千伏X射线治疗设备阶段兆伏级X射线治疗设备阶段精准放射治疗设备阶段4二、放射治疗设备分类与应用

（一）立体定向放射外科三维定位设备（二）医用加速器设备（三）近距离放疗设备（四）模拟定位机设备5第8章放射治疗设备原理

第2节医用电子直线加速器6一、医用电子直线加速器的概述

医用电子直线加速器是利用微波电场对电子进行加速，沿直线加速电子到较高的能量，产生高能射线，用于放射治疗的大型医疗设备。7二、医用电子直线加速器的基本结构

医用电子直线加速器主要由加速管、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、运动控制系统、偏转系统、治疗头、治疗床等组成。8三、医用电子直线加速器的工作原理（一）行波加速原理（二）驻波加速原理9四、多叶准直器MLC的基本构成单位是单个叶片，它一般由钨或钨合金制成。叶片的宽度为垂直于射线穿射方向和叶片运动方向的物理厚度，它等于叶片两侧面间的宽度；叶片长度为平行于叶片运动方向的叶片的物理长度；叶片顶面为靠近放射源一侧的叶片表面，叶片底面为靠近受检者皮肤一侧的叶片表面。10第8章放射治疗设备原理

第3节立体定向放射治疗系统

11一、立体定向放射治疗系统概述

立体定向放射外科指的是采取立体定向等中心技术把放射线聚集在病灶，实施一次性大剂量照射。通过三维空间把射线束投照在靶内形成高剂量，而周围正常组织照射量低。因等剂量曲线在靶外急剧陡降，病灶与正常组织剂量界限分明，可以达到控制、杀灭病变的同时又保护正常组织的目的，犹如外科手术刀切除病灶一样。一次照射治疗结束，又似外科手术当日完成。12基础头环外观图13二、γ刀治疗系统的工作原理γ刀的治疗原理类似于放大镜的聚焦过程。把放大镜置于阳光下，放大镜下面会形成一个耀眼夺目的光斑，即焦点。焦点以外的地方，人的感觉如常，但在焦点处却有很高的热度，足以使一些物体点燃。当然，要想在人体内聚焦，必须采用具有穿透力的高能射线，如γ射线。14三、X刀治疗系统工作原理X刀是通过在直线加速器上采用三级准直系统或特殊限束装置或专用小型高能X射线机，通过非共面或共面弧形照射或多野集束照射技术产生高度聚集的剂量分布区，以达到高剂量集中在靶区，靶区外剂量递减迅速，靶区周边正常组织剂量小的效果，起到手术刀的作用，其特点是小射野、聚束、大剂量。15四、射波刀立体定向放射治疗系统的工作原理

射波刀治疗系统是一种无须定位框架的立体定向放射治疗技术，与其他治疗系统相比，它具有更高的精确性和灵活性，理论上可以治疗身体任何部位的肿瘤，并在一定程度上弥补了传统X刀和γ刀所无法治疗可移动器官肿瘤的缺陷。16第8章放射治疗设备原理

第4节近距离放射治疗系统

17一、近距离放射治疗系统概述

近距离放射治疗也称内照射放疗，是通过施源器或把密封放射源直接放到肿瘤中或其附近，把高剂量的辐射送到一个有限的体积中对病变区进行治疗。近距离放射治疗早期主要用于宫颈癌腔内照射和口腔癌的组织间插植照射。18二、近距离放射治疗系统的基本结构主机控制系统治疗计划系统各种施源器19三、近距离放射治疗系统的工作原理

把不带放射源的治疗容器置于治疗部位，由电脑遥控步进电机将放射源送入容器，将封装好的放射源通过施源器和输源导管直接植入患者的肿瘤部位。放射源安放在真源轮钢丝绳的最前端，使用时将塑料导管插入人体需要治疗的部位。20四、常用的放射源放射性核素192Ir192Ir放射源具有体积小、活度高的优点。21第8章放射治疗设备原理

第5节医用质子、重离子放射治疗系统

22一、医用质子、重离子放射治疗系统概述

医用质子、重离子放射治疗系统是使用质子或各种离子（如氦、锂、硼、碳、氮、氧、氖）和各种粒子（如氩等）来治疗恶性和非恶性肿瘤的设备。粒子的能量必须能够穿透30cm或更多的等效水深度。23二、医用质子、重离子放射治疗系统的基本结构和工作原理粒子加速器束流输运线束流传输系统影像定位系统患者摆位系统24第8章放射治疗设备原理

第6节模拟定位机

25一、模拟定位机概述

模拟定位机是肿瘤放射治疗之前，对放射部位进行定位的设备。放射治疗需要在精确的靶区和精确的剂量控制下实施，而治疗前靶区的确定就需要通过各种影像手段来实现。这种通过影像方法确定准确靶区，并以二维或三维方式体现出来，确定多角度体表投影，依次制订合理计划、模拟治疗的方式、方法均可称为模拟定位。26二、普通模拟定位机

普通模拟定位机是模拟放射治疗机（如医用加速器、60Co治疗机）治疗的几何条件而定出照射部位的放射治疗辅助设备，实际上是一台特殊的X射线机。27三、CT模拟定位机CT利用多个层面上的图像可正确地三维重建人体的解剖结构，而CT模拟机可通过对肿瘤和正常组织的正确重建及运用射线透过不同组织密度衰减因子的计算，提高放射治疗剂量计算和治疗计划设