放射治疗设备发展史 课件.ppt

放射治疗设备发展史 * 2016年1月，中国医学科学院肿瘤医院、国家癌症中心赫捷院士、全国肿瘤登记中心主任陈万青教授等在《CA：A Cancer Journal for Clinicians》杂志上发表了2015年中国癌症统计数据。文章指出，我国癌症发病率和死亡率不断攀升，几乎22%的全球新发癌症病例出现在中国，27%的癌症死亡病例在中国，2015年中国有429.2万例新发肿瘤病例和281.4万例死亡病例，并且癌症预后一般较差，生存期较短，癌症已成为我国因疾病死亡的第一大原因。 1、放射治疗的基本概念 * 放射治疗是利用高能射线来破坏癌细胞的DNA，使其失去分裂与复制能力，达到缩小、消除肿瘤组织的目的。这些射线可以是放射性核素产生的α、β、γ射线；x射线治疗机和各类加速器产生的不同能量的x线；也可以是各类加速器产生的电子束、质子束、负π介子束以及其它重粒子束等。 据文献统计，70%的恶性肿瘤病人，治疗某一阶段需做放射治疗。 据WHO报告，45%的恶性肿瘤可治愈，其中手术治愈22%，放射治疗治愈18%，化疗治愈5%。 放射治疗的基本概念 * 1895年 伦琴 发现 X 射线 1901年荣获首届Nobel物理学奖 2、放射治疗发展历史 * 1896年 贝克雷尔发现铀的放射性 放射治疗发展历史 * 1896年 居里夫妇发现镭 1903年 Nobel物理学奖 1911年 Nobel化学奖 放射治疗发展历史 * 1896年 第一例放射治疗 1920’s x线治疗喉癌 镭治疗宫颈癌 1930’s Courtard 建立了分次放疗的方法 1950’s 钴-60治疗恶性肿瘤 1970’s CT应用于肿瘤诊断和治疗 加速器治疗恶性肿瘤 模拟定位机应用 1980’s MRI应用于肿瘤诊断和放疗 放疗计划系统（TPS）应用 1990’s 适形放射治疗及调强放射治疗（IMRT） CT模拟机 * 3、放射治疗设备发展史 放射治疗技术是通过人工射线或天然射线对肿瘤病人或其他病灶实施无创性治疗的现代放射治疗手段。 人工射线是由各类人工射线装置或设备产生的放射线；天然射线是由天然放射性核素发出的放射线。 放射治疗设备是伴随着放射线的发现与应用研究而逐步发展起来的现代医学治疗装备。 * （一）放射线的发现与医学应用 1895年，德国科学家伦琴发现了X射线； 1896年，法国科学家贝克勒尔发现了放射性核素镭(226Ra)； 1898年，法国物理学家居里夫妇成功分理出放射性核素镭，并首次提出“放射性”的概念，为放射诊断学和放射治疗学奠定了基础； 1899年，在瑞典斯德哥尔摩，首次利用电离辐射治疗皮肤癌患者； 1905年，居里夫人与其他科学家一起发明了将核素镭用铂金封装成管状线源的放射源，用于治疗皮肤癌和宫颈癌，开发出近距离敷贴治疗和腔内放射治疗的新技术； * 1906年，人们发现放射性核素产生的电离辐射仅对部分病种和病例有效，同时发现放疗后存在放射损伤。 当时，没有可靠的放射治疗设备，基本靠手工操作，而放射性核素随时都有放射性，对工作人员具有很大的辐射损伤和潜在的误照风险，并且也不知道如何测量电离辐射的质和量，对放射治疗的机制不清楚，因而放疗技术步入低潮。 * 由于天然放射源存在能量低、放射性不易控制等缺点，只能用于表浅病灶的放射治疗，对深部肿瘤无效。因此，研究人员转向人工射线装置和放射治疗设备的研发。 1910年，美国人Coolidge研制成功钨丝热阴极X线管。 1913年，Coolidge研制成功140千伏(kV)级X线机。1922年后陆续研制成200~1000KV X线机。 加在X线管上的电压越高，X线的能量就越高，辐射就越深。因此，用X线管的管电压来表示x线的输出能量。 根据不同的能量范围，可将其分为以下三种类型。 接触X线治疗机(10～60kV)； 浅部X线治疗机(60～160kV)； 深部X线治疗机(160～400kV)。 （二） 千伏级X线治疗设备阶段 * 千伏(kV)级x线治疗机具有辐射可控性等优点，保障了工作人员的辐射安全性，因而受到设备操作人员的欢迎。 理论和实践表明，千伏(kV)级X线治疗机输出的X线的能量仍然太低，其最大剂量分布在皮肤下较浅部位，当治疗较深部位肿瘤时，在肿瘤尚未得到足够剂量时，皮肤反应已经非常严重。 受材料和安全技术等因素的制约，其管电压不可能继续提高，因此，千伏级X线治疗机后来逐步走入低谷，直至淘汰，目前已经很难见到。 * 1931年美国发明了电子静电加速器。1937年美国和英国医院安装了1MeV的电子静电加速器，后来提高到2.5MeV，但由于这类装置的输出能量仍然较低，而且体积庞大，不适合