医用电子直线加速器结构
微波源是磁控管或速调管，可以提供10cm 微波源是磁控管或速调管，可以提供10cm 波段的电磁波（频率为2998MHz或2856MHz） 波段的电磁波（频率为2998MHz或2856MHz） 电子枪发射可供加速的电子；真空系统由 钛泵和真空器件构成，作用是保持加速管 内部和电子枪等部位的高度真空状态，以 避免烧坏灯丝、腔内打火和能量损失等；
半价层
半价层 (Half Value layer，HVL)：是指置 layer，HVL)： 于X射线束通过的路径上，使其照射量减 少一半所需某种物质的厚度。
二、60钴遮线器
截断60钴 截断60钴γ射线； 开位时，射线射出治疗； 关闭时，射线束截断；

60钴准直系统 三.
目的限定照射野的大小适应治疗的需要 钴源在开放位时，限光筒的厚度应使漏射 量不超过有用射线剂量的5 量不超过有用射线剂量的5％。按这要求， 限光筒或遮线挡块厚度应达4.5HVL，用铅 限光筒或遮线挡块厚度应达4.5HVL，用铅 则为：1.27cm×4.5=5.7cm(一般制成6cm厚 则为：1.27cm×4.5=5.7cm(一般制成6cm厚)
对于给定的组织深度，半影随照射野的增 大而增加 放射源距准直器端面的距离越长，半影越 小。
钴源的更换
放射活度减少，治疗时间加长，效能下降 换源后需重新测量物理参数，如输出剂量、 射野平坦度、对称度、半影测定及机器本 身防护
60钴治疗机的种类 60钴治疗机的种类
直立式 运动范围135cm 运动范围135cm 旋转式 机头不能升降，只能360度旋转， 机头不能升降，只能360度旋转， 源到等中心的距离为80cm或100cm。 源到等中心的距离为80cm或100cm。
电子加速过程
电子注入加速管 持续加速 电子接近光速，从微波获取能量 质量和速度关系 m/m0=(1-β2) -1/2 =(1E =e V=(m-m0) C 2 V=(mK
加速管结构
加速管 由电子枪、加速结构、引出系统、 离子泵组成。电子枪产生供加速的电子， 离子泵组成。电子枪产生供加速的电子， 其阴极被加热后产生热发射电子，在阴极 和阳极间的高压电场作用下，以一定的初 始能量从阳极中心孔道穿出注入加速结构。
驻波加速管的基本原理
驻波加速：微波电磁场被引入加速管后， 就在腔体中建立起随时间振荡的轴向驻波 电场，如果电子到达每个腔体的时候，该 腔的电场也正好是由负变正，就可以让电 子得到持续加速，被加速的电子的能量就 会不断增加，这就是驻波加速管的基本原 理。
行波和驻波结构比较
长度：低能加速器，驻波管比行波管高， 因此驻波管短，中、高能加速器，增益差 别不大 能谱和控制特性: 能谱和控制特性: 行波加速管聚束特性优于 驻波加速管，因此能谱较好；能量调节比 驻波加速管容易。
常用放射治疗设备
学习目的
掌握现代放射治疗技术实施过程中常用设 备的基本结构 熟悉现代放射治疗技术实施过程中常用设 备的特点和原理、功能
远距离60钴治疗机 远距离60钴治疗机
我国现有400多台应用临床，在肿瘤放射 我国现有400多台应用临床，在肿瘤放射 治疗过程中发挥重要作用。
60钴γ射线的特点
60钴准直系统
一级准直器
二级准直器 切换式和可调式 可调式方便，采用复式结构
60钴治疗机的半影 60钴治疗机的半影
定义：照射野边缘剂量随离开中心轴距离 增加而发生急剧变化的范围。一般用 P90%~10%或P80%~20%表示。
60钴治疗机的半影 60钴治疗机的半影
外照射治疗机所谓的半影区是指在按国际 标准范围内的射野均匀度以外，由于各种 原因造成的低剂量区。
医用直线加速器
前面介绍的60Co治疗机虽然开创了高能射 前面介绍的60Co治疗机虽然开创了高能射 线时代，使肿瘤治疗效果得到了大幅度提 高，但也有其固有缺点，如半影区大、剂 量曲线不能调节、深度量仍不够理想等， 千伏级X 千伏级X线虽然能量较低，但也有深度量可 以调节的优点。将两者的优点结合起来( 以调节的优点。将两者的优点结合起来(深 度量高和可调节) 度量高和可调节)，可用医用加速器进行治 疗。
散射半影
组织中散射线造成照射野边缘剂量渐变分 布，这种散射线随能量增高而减少，但始 终存在。
几何半影计算
设ds=源直径， C=源限距， F=源皮距， ds=源直径， C=源限距， F=源皮距， L=限皮距， PG=几何半影，d=组织 L=限皮距， PG=几何半影，d=组织 深度， PG’=d深度处的几何半影 PG’=d深度处的几何半影 按相似三角形原理： ds/ PG = C/(F-C) C/(FPG’ [ds·(FPG’= [ds·(F-C)]/C = (ds·L)/ C (皮肤表 (ds· 面半影) 面半影) d深度处的几何半影： PG’= [ds·(FPG’ [ds·(FC+d)]/C = [ds·(L+d)]/C [ds·
医用直线加速器
按加速粒子的种类分类 加速电子 加速离子 加速任何一种带电粒子
按加速器粒子的轨道分类
有直线形 圆形 螺旋线形
按加速器的电磁场的特点分类
(1)静电场加速的高压加速器，其中有静电加 (1)静电场加速的高压加速器，其中有静电加 速器等。 (2)高涡旋电场的感应加速器，其中有电子感 (2)高涡旋电场的感应加速器，其中有电子感 应加速器。 (3)高频电场加速的回旋加速器，包括回旋加 (3)高频电场加速的回旋加速器，包括回旋加 速器、微波加速器、稳相加速器、电子同 步相加速器、同步稳相加速器等。 (4)微波电场加速的有直线加速器，其中主要 (4)微波电场加速的有直线加速器，其中主要 有电子直线加速器和质子直线加速器。
60钴的防护 一.
当钴源处于关闭位置时，距钴源各方向1 当钴源处于关闭位置时，距钴源各方向1米 处的平均照射剂量均应小于2mR/h，在此距 处的平均照射剂量均应小于2mR/h，在此距 离不应有＞10mR/h区域。 离不应有＞10mR/h区域。 要达到此要求，对千居里级钴治疗机，需 要有10 的衰减系数或近20个半价层(HVL)， 要有106的衰减系数或近20个半价层(HVL)， 一般用铅，也可用钨或铀的合金，铅的 HVL为1.27cm，则20个HVL需用铅厚度为： HVL为1.27cm，则20个HVL需用铅厚度为： 1.27cm× 1.27cm×20=25.4cm
多叶准直器
但是, MLC 的应用并没有局限在射野适形。 它还广泛应用于旋转照射: 在放射源旋转过 程中, 调节射野形状跟随靶区(PTV) 的投影 形状; 应用于调强放射治疗中:通过控制MLC 叶片的运动, 实现期望的剂量分布。广泛的 应用已使MLC 成为部分医用直线加速器治 疗准直器的标准配置
行波加速管的基本原理
微波以行波形式加速电子的加速管称为行 波加速管，微波以驻波形式加速电子的加 速管叫做驻波加速管。行波加速：微波电 磁场沿加速管中心轴向前传播，在谐振腔 中激励生成行波电场，注入的电子就像踏 着冲浪板一样，骑在行波电场上加速前进。 如果能保持行波电场的速度始终与被加速 的电子速度一致，就会持续不断地对电子 进行加速，被加速的电子能量就会不断增 加，这就是行波加速管的基本原理。
线速偏转系统
900 机头结构简单，机架等中心高度较低 120cm 2700 机头结构较大，电子倒翻，机架等 中心高度130cm;分三重聚焦和法国Pretzel型。 中心高度130cm;分三重聚焦和法国Pretzel型。
线速偏转系统
滑雪型偏转系统
采用三组近乎同一水平的90 采用三组近乎同一水平的900 偏转磁铁系统，既 保持机头垂向尺度小、等中心高度低特点，又提 高光学聚焦精度，加速电子的轨迹成波浪形，故 名滑雪型偏转系统
医用电子直线加速器结构
自动控制系统包括能量控制和故障检测两 大功能，在正常情况下，操作人员通过计 算机对各大系统进行工作控制，发生各类 故障时，计算机会自动进行检测报警，并 禁止治疗，以保证绝对安全。
医用电子加速器的基本工作原理
在电子直线加速器的加速管内部，“ 在电子直线加速器的加速管内部，“谐振 腔”在微波的激励下产生沿轴线向前移动 的高压电场，电子被持续加速而获得能量。 电场强度越高，加速距离越长，电子获得 的能量就越高，这些获得高能量的电子， 直接引出就是电子射线，打靶以后就可以 输出X 输出X线。
加速系统
加速系统是医用电子直线加速器的核心， 由加速管、微波传输系统、微波功率源、 高压脉冲调制器等组成。按加速方式的不 同又可分为行波和驻波两种加速系统。
(a) 行波加速系统 (b) 驻波加速系统 A-加速结构 B-引出系统 C-环流器 D-耦合波导 E-聚焦及导向线圈 G-电子枪 I-隔离器 L-吸收负载 M-高压脉冲调制器 P-离子泵 S-微波功率源 T-脉冲变压器 W-波导窗 图8.3 医用电子直线加速器加速系统
穿透力强，百分深度量高，布野方便 保护皮肤 康普顿效应为主，骨和软组织吸收相似 旁向散射小 等剂量曲线较为平坦
60钴γ射线的特点
半衰期5.24年平均每月衰减1%; 半衰期5.24年平均每月衰减1%; 通常由柱状源集合在圆筒形的圆套内。
60钴治疗机的一般结构
密封的钴放射源 源容器及防护机头 具有开关功能遮线器 定向限束功能的准直器 治疗机架 治疗床 计时器及运动控制系统 辐射安全及连锁系统
例题
例： 设国产钴机源皮距F=70cm，源限距 设国产钴机源皮距F=70cm，源限距 C=45cm，源直径d=2.6cm C=45cm，源直径d=2.6cm 求：几何半影有多宽? 求：几何半影有多宽?若用消半影装置，向 下拉10cm，此时半影区为多少? 下拉10cm，此时半影区为多少? 解： PG=[2.6•(70-45)]/45=1.4cm PG=[2.6•(70PG’={2.6·[70PG’={2.6·[70-(45+10)]}/(45+10)=0.71cm
常用医用直线加速器