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第二章放射源与放射治疗机第一节放射源一、放射源的种类与照射方式1、放射源的种类：（1）α、β、γ射线——放射性同位素（2）X线——X线治疗机和加速器（3）电子束、质子束、中子束、负π介子束以及其它重粒子束——各类加速器2、照射方式：（1）体外照射：从距离病人体外一定距离集中照射某一部位；（2）近距离照射：将放射源密封直接放入被治疗的组织内或放入人体的天然腔内进行照射；二、临床常用放射源的物理特性放射性同位素放射α、β、γ三种射线。放疗主要使用β、γ两种射线，而且应用γ射线多于应用β射线。除钴-60、铯-137外，其余同位素只用于近距离照射。常用放射性同位素源1.镭-226源：镭的半衰期为1590年,氡为3.8天，一般应用镭的γ射线进行治疗，镭的能谱复杂，平均能量0.83MeV，最高能量3.3MeV天然放射性同位素常用放射性同位素源2.铯-137源：从原子核反应堆的裂变物中提取。铯-137的γ射线能量是单能，为0.662MeV，半衰期为33年，平均每年衰变2%。常用放射性同位素源3.钴-60源：能量为1.17MeV及1.33MeV两种γ射线，平均能量为1.25MeV。钴-60的半衰期为5.27年，即每月衰减1.1%。常用放射性同位素源4.铱-192源：γ射线平均能量为360keV，半衰期为74天。1~10Ci的高活度的铱-192源普遍用于高剂量率的后装治疗。常用放射性同位素源5.碘-125源：碘-125的平均能量为28keV，半衰期为59天，通常作成粒状源，用于高、低剂量率的临时性或永久性插植治疗。新型放射源•钯-103（103Pd)•镅-241（241Am)•钐-145（145Sm)•镱-169（169Yb)•能量低，易防护第二节常用的放射治疗设备一、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），接触治疗X线（10～60kV），浅层治疗X线（60～160kV），深部治疗X线（180～400kV），高能X线（2MV～50MV）：主要由各类加速器产生。普通X线机的特点能量低、深度剂量低、易于散射、剂量分布差故仅适用于皮肤癌等表浅肿瘤的治疗二、钴-60治疗机（一）钴-60γ线的特点：1.穿透力强;2.保护皮肤;3.骨和软组织有同等的吸收剂量;4.旁向散射小;5.经济、可靠;6.缺点：存在半影、半衰期短以及防护等问题。1、半影：射野边缘剂量随离开中心轴距离增加而急剧变化的范围，用P80%～20%表示。80%20%P80%～20%（二）钴-60半影的种类及产生原因2、半影的种类：几何半影：源具有一定尺寸穿射半影：准直器端面与边缘射束不平行散射半影：由于组织中的散射线造成几何半影：缩小放射源直径穿射半影：采用带有半影消除装置的复式球面准直器散射半影：无法消除，但散射半影的大小随入射线的能量增大而减小。3、半影的消除：三、医用加速器1、医用加速器的种类电子感应加速器：利用涡旋电场加速电子直线加速器：采用微波电场电子回旋加速器：利用微波激励的超高频电场加速电子电子直线加速器医用电子直线加速器2、结构：其主要由加速管、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、电源及控制系统、照射头、治疗床等组成。3、电子直线加速器的特点：电子束：①肿瘤后剂量骤然下降②调节能量可调节电子束的深度③皮肤量介于X线和钴-60之间X射线：深度剂量高，皮肤剂量低加速器设备复杂，对水、电要求高，维修难，价格高，但在维修和操作时没有射线。4、直线加速器X射线、电子束能量X射线：约80%的深部肿瘤用6MVX射线；而对某些较深部位的肿瘤，使用较高能量的X射线(15~18MV)电子束：适用于治疗较浅的偏位肿瘤，治疗靶区后缘深度1~6cm的肿瘤。例如Varian2300C/D医用直线加速器可产生6MV,15MV两挡X射线和4MeV，6MeV，9MeV，12MeV，16MeV，20MeV电子束。四、近距离治疗后装机1、近距离治疗放射源：选择条件：1）能量，即在组织中有足够的穿透力；2）易于防护；3）半衰期不易过长；4）易制成微型源铱-192源治疗后装机治疗后装机五、高LET射线轻粒子：深部X射线、钴-60γ射线、加速器的X射线均为电磁辐射粒子，称为光子。光子和电子因其质量较小，称为轻粒子。重粒子：快中子、质子、负π介子以及氮、碳、氧、氖离子等LET定义为射线粒子在单位厚度的介质中能量损失、转移的大小•除质子外，所有重粒子的LET值都较高，故重粒子又称为高LET射线。•使用高LET射线可以减低氧的增强效应和增加生物效应，并可以克服细胞周期对放射敏感性的影响。高LET射线的物理生物特性：物理特点是具有Bragg峰生物特点是相对生物效应高，氧增强比低。高LET有各种各样的放射源，其不同源有不同的特点1、质子束和氮离子束：具有显著的高LET物理学特点而无生物学特点其优点是：剂量分布好，旁向散射少，穿透性强，局部剂量高，在组织内形成布喇格峰型百分深度剂量分布，以物理方式改善了靶区与正常组织间的剂量比例。适用于治疗垂体瘤等周围有重要器官和组织的肿瘤只用单一射野，就可能获得理想的剂量分布，简化了射野设计，提高肿瘤治疗剂量的准确性。2、快中子：仅有高LET治疗的生物学优点，没有物理学优点，即无Bragg峰。能量至少在14MeV以上，由于其传能线密度（LET）值高，以生物方式改善了肿瘤组织与正常组织的射线效应；3、以重粒子为代表（如碳、氢、氧）：集中了快中子的生物学特点和质子的物理学特点，兼备物理和生物的双重优势，是一种较好的放射源。它们具有一定的射程；它们突出的优点是在射程的末端被元素所俘获而使其爆炸，产生短射程的电离碎片，而致使局部剂量高且LET高。七模拟定位机1、普通模拟定位机模拟定位机是用来模拟加速器或60CO治疗机治疗条件的专用X射线成像系统。六、模拟定位机常规模拟定位机的六大功能靶区及重要器官的定位确定靶区（或危及器官）的运动范围治疗方案的确认（治疗前模拟）勾画射野和定位、摆位参考标记拍射野定位片或证实片检查射野挡块的形状几位置计划模拟验证0ºDR模拟机270ºDR0ºDRR计划系统270ºDRR计划模拟验证模拟机图像计划系统CT图像2、CT模拟机1)专用CT模拟定位机一台CT一套计划系统一套激光定位器2)通用CT扫描机机房内加激光定位器计划系统网络3）带CT功能的模拟定位机与多功能计划系统联网组成CT模拟定位系统小结1.放射源的种类钴-60源,铱-192源2.钴-60γ线的特点3.钴-60半影的种类4.电子直线加速器的特点5.高LET射线的物理生物特性物理特点是具有Bragg峰生物特点是相对生物效应高，氧增强比低。6.模拟定位机的功能