千伏级X线治疗机.PDF

第三章 常用放射治疗设备 在放射治疗中，直接与肿瘤患者治疗有关的有放射治疗设备和辅助设备。治疗设备有各 种类型的内外照射治疗机；辅助设备有模拟定位设备、体位固定装置、治疗计划系统、网络 系统等。以下分别介绍这些设备的基本结构、工作原理和应用特点。 第一节 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X线（10－60kv）、 浅层X线（60－160kv）、深部X线（180－400kv）、高压X线（400kv－1Mv）及高能X线（2 60 －50Mv），后者主要由各类加速器产生。X线治疗机是最古老的外照射治疗机，与 Co治疗 机、加速器相比，X线治疗机由于其绝缘限制，只能产生kv级X射线，其能量低，易散射， 深部剂量分布差，表面吸收剂量大，目前临床上仅用于某些特殊部位的治疗以及作为电子 束治疗的代用装置，但由于它的造价低廉，结构相对简单，适当调整电压和滤过板，对表 浅肿瘤和皮肤病的治疗仍占一席之地，且有较好的生物效应，国内外仍在继续研究、生产、 使用X线治疗机。 一、X线的发生 X线产生原理如本教材第一章所述，是由于X线机球管阴极灯丝产生的高速阴极电子 突然受到阳极靶物质的阻挡而发生的。高速运动的电子碰击靶产生两种成分的X线：特征 X线和轫致线。轫致线是X线的主要成分，从最大能量（最高管电压值）以下，在任何一 个能量处，光子均有一定的强度并在一定能量处强度最大（图3-1）。 图3-1 X线能谱 阴极电子作用于靶物质后的能量损失主要以光和热以及X线辐射两种形式出现。前者 的能量损失称碰撞损失，后者称辐射损失(包括特征辐射和轫致辐射)。两者之比根据经验为： 碰撞损失/辐射损失 ≈ 816MeV/(T·Z)，式中T表示电子动能(MeV)，Z为靶物质原子序数。 电子动能越小(能量越低)，则碰撞损失(光和热)所占比例越大；能量越高，则辐射损失(产 生X线)越大。例如，对250kV(管电压为0.25MeV)X线治疗机，假定为钨靶（Z=74），碰 撞损失/辐射损失=816/(0.25×74),碰撞损失/(碰撞损失+辐射损失)= 816/(816+0.25× 74)=0.978.即碰撞损失占0.978，约为98％(光和热)、辐射损失(X线)为2％。因此，在使用 X线机时特别要注意X线球管的冷却保护。 二、X线机的一般结构（图3-2） （一）、X线产生的条件 产生X线的基本条件是：①电子源；②真空盒；③加速电场；④靶。 图3-2 X射线产生原理方块图 （二）、X线机主要组成部分 X线治疗机由球管、机架、治疗床、高压发生器及整流电路和循环冷却装置等组成，其 核心部分是球管。(图3-3) 图3-3 X线球管的基本结构 图3-4 韧致辐射X线角分布与入射电子能量的关系 －6 －7 1.X线球管 是一真空的玻璃管，真空度为 1×10 －1×10 τ，内含阴极灯丝和阳极靶。 (1)真空的目的是为了避免高速阴极电子到达阳极靶之前损失能量，并能保护白炽的灯 丝免遭烧毁。因此，使用时要保证真空度的完整，尽量做到恒温恒湿保存。开机时要注意“训 练”，即从低m 、低kV逐渐增加到实际应用时的高m 和高kV，特别是对新X线球管， 这种 “训练”更显重要，这样工作就会使一些低微 “漏气”管得到挽救。 (2)阴极：由灯丝、聚焦极和金属罩组成：用钨作灯丝，发射电子的能力强，调节灯丝 电源可以改变m ，一般X线机都有稳流装置，m 代表X线的强度。使用时应注意开机加 热灯丝一定时间后，才能按动高压开关，增高电压，否则会使灯丝烧断。调高m 可增加X 线的强度(量)，但应注意机器的允许电流范围。灯丝旁的聚焦极起聚焦电子的作用。 (3)阳极(靶)：由粗大的铜棒和较小的钨靶组成，钨的熔点高、原子序数大，很合适作X 线靶。铜散热快，能及时散发靶面产生的大量热量。当电子与靶撞击时，大部分电子能量产 生热能（98%），只极少部分能量转变为X线 （2%）。因此，冷却是X线机的一个重要环节， 阳极