肿瘤放射物理学-第五章 放射源和放射治疗机.ppt

保护皮肤： 钴-60射线最大能量吸收发生在皮肤下4-5mm深度，皮肤剂量相对较小，引起的皮肤反应比X线轻的多。 骨和软组织有同等的吸收剂量： 低能X线，由于光电效应占主要优势，骨中每伦琴剂量吸收比软组织大得多。而对于钴-60射线，康普顿效应占主要优势，因此每单位剂量的吸收在每克骨中与软组织近似相同。 钴-60这一优点保证了当射线穿过正常骨组织时，不引起骨损伤；另一方面，由于骨和软组织有同等吸收能力，在一些组织交界面处，等剂量曲线形状变化较小，治疗剂量较精确。 （补充） 光电效应总截面? ph ?Zn/(h?)3 （n=4~4.8） 康普顿效应截面与z成正比。 旁向散射小 钴-60射线的次级射线主要向前散射，射线几何线束以外的旁向散射比X线小得多，剂量下降快。因此保护了射野边缘外的正常组织和降低了全身的积分剂量。 经济、可靠、结构简单、维护方便。 2、钴－60机半影的种类及产生原因 半影就是射野边缘剂量随离开中心轴距离的增加而急剧变化的范围，通常用P90%~10%或P80%~20%表示。 钴－60治疗机的半影包括： ①几何半影 ②穿射半影 ③散射半影 半影：沿射中心轴上80%等剂量线与20%等剂量线之间的距离 三种半影的产生和剂量分布 几何半影：源有一定尺寸，经准直器限束后，射野边缘各点分别受到面积不等的源的照射，因而产生由高到低的剂量渐变分布。 穿射半影:即使是点状源，由于准直器端面与边缘射束不平行，使射束穿透厚度不同，也造成剂量渐变分布。 散射半影：即使用点状源和球面准直器消除几何半影和穿透半影，组织中的剂量分布仍然有渐变，这主要是由于组织中的散射造成的。散射半影无法消除，只是随入射线能量的增大而减小。 减少几何半影 半影 由上式可见，减少几何半影的方法有两个： 1、缩小放射源的直径S，但S不能太小，主要受放射源的放射性活度的限制，如果太小的话，射线输出剂量率太低，不经济。 2、加大准直器距离，即减少准直器到患者皮肤的距离。若SSD-SDD=0，则皮肤半影等于0.这样做虽然减少了几何半影，但是由于减少了准直器到患者间的距离，却增加了钴-60射线中的电子污染，破坏了射线的剂量建成效应，从而增加了皮肤反应，这是得不偿失的。一般SSD-SDD至少等于15cm。 五、电子直线加速器 临床使用的医用加速器主要有：电子感应加速器、电子直线加速器、电子回旋加速器和质子加速器。目前电子感应加速器已经被淘汰；由于各种原因，电子回旋加速器和质子加速器使用的人也很少。所以当前医用加速器主要是电子直线加速器。 电子直线加速器是采用微波电场把电子加速到高能的装置，其加速管实际上是一个微波波导管。 从加速原理上分，电子直线加速器有行波加速和驻波加速两种。 从X射线及电子束能量来看，目前市场上主要有三种机型： 低能单光子(4－6MV)直线加速器、 低能单光子(6MV)带电子束直线加速器 中、高能(单、三)双光子带电子束直线加速器。 低能加速器 中高能加速器 电子直线加速器的重要组成结构 微波源(磁控管、速调管) 电子枪 加速管及靶 准直器 剂量监测系统 偏转系统 充气系统(ccl2f2、 SF6)； 真空系统(钛泵，10-6~10-7托，1标准大气压=760托) 温控系统 控制系统 调制器 治疗床 加速管 加速管也叫加速结构或加速波导，是电子加速器的关键部件，根据其加速原理，分为行波加速器和驻波加速器。 行波加速：假设有一电子e在t1时刻处于A点，此时波导管内的电场如下图所示： 此时，电子正好处于电场加速力的作用下，开始加速向前运动。至t2时刻电子达到B点，此时由于电波也在向前移动（实际上是电场在各点的幅值随时间变化），电子正好处于t2时刻，有处于加速场的作用下。如果波的速度和电子速度一致，那么电子将持续受到加速。 这种波的传播速度（相速度）大于光速，即永远大于电子运动速度，因此必须将行波减慢。为此在波导管上加上许多圆盘状光栏，改变圆盘间的间距可以改变波的传播速度（相速）。这种慢波装置叫盘荷波导。在开始阶段电子速度较小，因此间距小些，使波的速度慢些，随着电子速度增大，慢慢增大间距，使波速也随之很快达到光速后，间距保持不变。 驻波加速： 驻波：频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波。波在介质中传播时其波形不断向前推进，故称行波；上述两列波叠加后波形并不向前推进，故称驻波 1#腔电场随时间从小逐渐变大时（适合加速电子），2#腔的电场方向却是减速的，但过一会，当1#腔电场随时间变为负值（减速方向），则2#腔电场正好适合加速电子； 因此，可以设想，如果让电子在1#腔中的电场正好由负变正那一瞬间（场强正是加速方向）注入，电子在前进时，场强不断增加，电子不断获得能量； 当1#腔场强达到峰值时，电子正好到达腔的中央，其后电场开