放療技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用畢業(yè)論文

1、<p>　　上海醫(yī)療器械高等專(zhuān)科學(xué)校</p><p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　放療技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用</p><p>　　姓 名： 張子珺 </p><p>　　系 部： 醫(yī)療器械工程系 </p><p>　　專(zhuān)

2、 業(yè)： 臨床工程技術(shù) </p><p>　　班 級(jí)： 10醫(yī)械臨床 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 陳正龍 </p><p>　　完成日期 2013年6月2日</p><p>　　放療技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用</p><p><b>　　摘 要&l

3、t;/b></p><p>　　放射治療是腫瘤治療的重要手段之一，也是一門(mén)多學(xué)科綜合性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)。放射治療技術(shù)是放射治療學(xué)的重要組成部分，是實(shí)施放射治療過(guò)程中的一種手段。這是一門(mén)年輕的學(xué)科，至今只有百余年歷史，但是卻有著重要的作用。近年來(lái)，放射治療領(lǐng)域中的各種高新技術(shù)日益增多，放射治療技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。</p><p>　　本論文針對(duì)放射治療技術(shù)的發(fā)展歷史以及實(shí)際應(yīng)用等方面，通

4、過(guò)介紹各種放療設(shè)備的基本原理以及其發(fā)展歷史，希望能讓大家系統(tǒng)的了解放射治療技術(shù)的概念和放射治療設(shè)備治療腫瘤的原理，能夠?qū)Ψ派渲委熂夹g(shù)有個(gè)初步的概念。</p><p>　　關(guān)鍵詞：放療技術(shù) ，發(fā)展歷史 ，醫(yī)療設(shè)備，醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器</p><p>　　Development and Application of Radiotherapy Technology</p><

5、p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Radiation therapy is an important means of cancer treatment, is also a multidisciplinary strong professional. The radiation therapy is an important part of the the

6、rapeutic radiology, is a means in the embodiment of the radiotherapy. This is a young discipline, so far only a hundred years of history, but it plays an important role. In recent years, the field of radiation therapy in

7、 a variety of high-tech growing number of radiation therapy technology has been developed by leaps and bounds.</p><p>　　This thesis focuses on the history of the development of radiation therapy as well as t

8、he actual applications, by introducing a variety of radiotherapy equipment the basic principles and history of its development, want to make the treatment of tumors of the principle of all systems to understand the conce

9、pt of radiation therapy and radiation therapy equipment, the initial concept to radiotherapy techniques.</p><p>　　Key Words: Radiotherapy，Technology，Development and History, Medical Equipment，Electron Linear

10、 Accelerator</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p>　　Development and Application of Radiotherapy Technology3</p><p>　　ABSTRACT3</

11、p><p><b>　　第1章 緒論5</b></p><p>　　1.1癌癥的介紹5</p><p>　　1.2癌癥的病因5</p><p>　　1.3癌癥的危害5</p><p>　　1.4 癌癥的治療現(xiàn)狀6</p><p>　　1.4.1手術(shù)治療6</p

12、><p>　　1.4.2 放射治療6</p><p>　　1.4.3 化學(xué)治療7</p><p>　　1.4.4 中醫(yī)治療7</p><p>　　1.5 目的及意義7</p><p>　　第2章 放射治療技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史8</p><p>　　2.1 腫瘤放射治療的歷史8</p>

13、<p>　　2.1.1 放射物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)8</p><p>　　2.1.2 放療技術(shù)問(wèn)世8</p><p>　　2.2 我國(guó)放射治療的發(fā)展歷史9</p><p>　　第3章 常用放射治療設(shè)備11</p><p>　　3.1 X射線(xiàn)治療機(jī)11</p><p>　　3.1.1 X射線(xiàn)治療機(jī)簡(jiǎn)介11

14、</p><p>　　3.1.2 X射線(xiàn)機(jī)的一般結(jié)構(gòu)11</p><p>　　3.1.3 X射線(xiàn)治療機(jī)的改進(jìn)12</p><p>　　3.2 遠(yuǎn)距離60co治療機(jī)13</p><p>　　3.2.1 60co治療機(jī)簡(jiǎn)介13</p><p>　　3.2.2 60co遠(yuǎn)距離治療機(jī)的一般結(jié)構(gòu)13</p&g

15、t;<p>　　3.3 醫(yī)用直線(xiàn)加速器15</p><p>　　3.3.1 醫(yī)用加速器簡(jiǎn)介15</p><p>　　3.3.2 醫(yī)用加速器的結(jié)構(gòu)16</p><p>　　第4章 放射治療技術(shù)應(yīng)用20</p><p><b>　　4.1 概述20</b></p><p>　　

16、4.2 具體環(huán)節(jié)20</p><p>　　4.2.1 體模階段20</p><p>　　4.2.2 治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)20</p><p><b>　　第5章 結(jié)論24</b></p><p><b>　　謝 辭25</b></p><p><b>　　參考

17、文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1癌癥的介紹</b></p><p>　　癌癥是一大類(lèi)惡性腫瘤的統(tǒng)稱(chēng)。癌細(xì)胞的特點(diǎn)是無(wú)限制、無(wú)止境地增生，使患者體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被大量消耗；癌細(xì)胞釋放出多種毒素，使人體產(chǎn)生一系列癥狀；癌細(xì)胞還可轉(zhuǎn)移到全身各處生長(zhǎng)

18、繁殖，導(dǎo)致人體消瘦、無(wú)力、貧血、食欲不振、發(fā)熱以及嚴(yán)重的臟器功能受損等等。與之相對(duì)的有良性腫瘤，良性腫瘤則容易清除干凈，一般不轉(zhuǎn)移、不復(fù)發(fā)，對(duì)器官、組織只有擠壓和阻塞作用，但癌癥（惡性腫瘤）還可破壞組織、器官的結(jié)構(gòu)和功能，引起壞死出血合并感染，患者最終由于器官功能衰竭而死亡。</p><p><b>　　1.2癌癥的病因</b></p><p>　　人類(lèi)為什么會(huì)患上癌

19、癥？眾多醫(yī)學(xué)研究及臨床試驗(yàn)揭開(kāi)了病魔的面紗:人體細(xì)胞電子被搶奪是萬(wàn)病之源，活性氧（自由基ROS）是一種缺乏電子的物質(zhì)（不飽和電子物質(zhì)），進(jìn)入人體后到處爭(zhēng)奪電子，如果奪去細(xì)胞蛋白分子的電子，使蛋白質(zhì)接上支鏈發(fā)生烷基化，形成畸變的分子而致癌。該畸變分子由于自己缺少電子，又要去奪取鄰近分子的電子，又使鄰近分子也發(fā)生畸變而致癌。這樣，惡性循環(huán)就會(huì)形成大量畸變的蛋白分子，這些畸變的蛋白分子繁殖復(fù)制時(shí)，基因突變。形成大量癌細(xì)胞，最后出現(xiàn)癌癥。<

20、;/p><p>　　醫(yī)學(xué)家指出癌癥病因是：機(jī)體在環(huán)境污染、化學(xué)污染（化學(xué)毒素）、電離輻射、自由基毒素、微生物（細(xì)菌、真菌、病毒等）及其代謝毒素、遺傳特性、內(nèi)分泌失衡、免疫功能紊亂等等各種致癌物質(zhì)、致癌因素的作用下導(dǎo)致身體正常細(xì)胞發(fā)生癌變的結(jié)果，常表現(xiàn)為：局部組織的細(xì)胞異常增生而形成的局部腫塊。癌癥是機(jī)體正常細(xì)胞在多原因、多階段與多次突變所引起的一大類(lèi)疾病。</p><p><b>　

21、　1.3癌癥的危害</b></p><p>　　癌癥其實(shí)是一種非常古老的疾病。公元前300多年，西方醫(yī)學(xué)史上就有"癌癥"的文字記載。多少世紀(jì)以來(lái)，癌癥像幽靈一般死死地糾纏著人類(lèi)，每年要吞噬數(shù)百萬(wàn)人的生命，致使人們"談癌色變。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，癌癥為人類(lèi)死因的第二位，在發(fā)展中國(guó)家亦位居第二位</p><p>　　據(jù)世界衛(wèi)生組織最近公布的統(tǒng)計(jì)資料，目前

22、全世界癌癥患者約達(dá)1400萬(wàn)，每年新發(fā)病人數(shù)約700萬(wàn)，每年約有500萬(wàn)人死于癌癥，約每6秒鐘就有1人死于癌癥。預(yù)測(cè)這一數(shù)字將會(huì)呈上升趨勢(shì)，到2000年每年因癌癥死亡人數(shù)將會(huì)增加到800萬(wàn)人。在我國(guó)，估計(jì)每年新增病例約120萬(wàn)，每年約有100萬(wàn)人死于癌癥。</p><p>　　1.4 癌癥的治療現(xiàn)狀</p><p><b>　　1.4.1手術(shù)治療</b></p&

23、gt;<p>　　一、根治性手術(shù)：由于惡性腫瘤生長(zhǎng)快，表面沒(méi)有包膜，它和周?chē)＝M織沒(méi)有明顯的界限，局部浸潤(rùn)厲害，并可通過(guò)淋巴管轉(zhuǎn)移。因此，手術(shù)要把腫瘤及其周?chē)欢ǚ秶恼＝M織和可能受侵犯的淋巴結(jié)徹底切除。這種手術(shù)適合于腫瘤范圍較局限、沒(méi)有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、體質(zhì)好的病人。</p><p>　　二、姑息性手術(shù)；腫瘤范圍較廣，已有轉(zhuǎn)移而不能作根治性手術(shù)的晚期病人，為減輕痛苦，維持營(yíng)養(yǎng)和延長(zhǎng)生命，可以只切除部分

24、腫瘤或作些減輕癥狀的手術(shù)，如造瘺術(shù)等?！?lt;/p><p>　　三、探查性手術(shù)：對(duì)深部的內(nèi)臟腫物，有時(shí)經(jīng)過(guò)各種檢查不能確定其性質(zhì)時(shí)，需要開(kāi)胸、開(kāi)腹或開(kāi)顱檢查腫塊的形態(tài)，肉跟區(qū)別其性質(zhì)或切取一小塊活組織快速冰凍切片檢查，明確診斷后再?zèng)Q定手術(shù)和治療方案，為探查性手術(shù)。</p><p>　　1.4.2 放射治療</p><p>　　放射治療簡(jiǎn)稱(chēng)放療，它是利用高能電磁輻射線(xiàn)作

25、用于生命體，使生物分子結(jié)構(gòu)改變，達(dá)到破壞癌細(xì)胞目的的一種治療方法。放射能夠治療癌癥是因?yàn)榘┘?xì)胞對(duì)放射線(xiàn)敏感。目前臨床上應(yīng)用的放射線(xiàn)有X線(xiàn)治療和r線(xiàn)治療兩種。</p><p>　　放射治療對(duì)癌癥是否有效，取決于許多因素，如臨床時(shí)間的早晚，腫瘤病理類(lèi)型和它對(duì)放射的敏感性，病人的整體狀況和腫瘤周?chē)闆r都有關(guān)。</p><p>　　腫瘤對(duì)放射敏感性的高低與腫瘤細(xì)胞的分裂速度、生長(zhǎng)快慢成正比。同一種

26、腫瘤的病理分化程度與放射敏感性成反比，即腫瘤細(xì)胞分化程度低則放射敏感性高，而分化程度高者則放射敏感性低。因此臨床根據(jù)腫瘤對(duì)不同劑量放射線(xiàn)的反應(yīng)不同可分為三類(lèi)：一類(lèi)是對(duì)放射敏感的腫瘤，常照射50～60戈瑞，腫瘤即消失，如淋巴瘤、精原細(xì)胞瘤、無(wú)性細(xì)胞瘤及低分化的鱗狀上皮細(xì)胞癌、小細(xì)胞未分化型肺癌等。另一類(lèi)屬是中度敏感的腫瘤，要照射到60～70戈瑞左右，腫瘤才消失。再一類(lèi)是對(duì)放射不敏感的腫瘤，其照射量接近甚至超過(guò)正常組織的耐受量，放射治療的效

27、果很差，如某些軟組織肉瘤和骨的腫瘤等。腫瘤的放射敏感性還和其生長(zhǎng)方式有關(guān)，一般向外突性生長(zhǎng)的腫瘤如乳突型、息肉型、菜花型較為敏感，而浸潤(rùn)性生長(zhǎng)的腫瘤如浸潤(rùn)型、潰瘍型，則敏感性較低。</p><p>　　放射敏感性與放射治愈率并不成正比。放射敏感性的腫瘤，雖然局部療效高，腫瘤消失快，但由于它的惡性程度大，遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移機(jī)會(huì)多，因而難于根治。鱗狀上皮癌的放射性屬中等，但它的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移少，故放射治愈率較高，如皮膚癌、鼻咽癌、子

28、宮頸癌。另外，對(duì)淋巴肉瘤、髓母細(xì)胞瘤等較敏感。高度敏感的有多發(fā)性骨髓瘤、精原細(xì)胞瘤，卵巢無(wú)性細(xì)胞瘤、尤文氏瘤、腎母細(xì)胞瘤等。高度敏感的腫瘤可以放療為主，早期宮頸癌、鼻咽癌、舌癌、早期的食管癌等放療的五年生存率均可達(dá)90%以上。這些癌癥的晚期放療有時(shí)也能取得一定的療效。</p><p>　　1.4.3 化學(xué)治療</p><p>　　化學(xué)療法是將藥物經(jīng)血管帶到全身，對(duì)身體所有細(xì)胞都有影響。這種

29、療法有時(shí)也稱(chēng)為“胞毒療法”，因 為所用藥物都是有害，甚至是帶毒性的，體內(nèi)細(xì)胞，無(wú)論是否惡性細(xì)胞，都受到破壞?；煼譃樗膫€(gè)類(lèi)型（晚期或播散性腫瘤的全身化療，輔助化療，新輔助化療，特殊途徑化療）</p><p>　　1.4.4 中醫(yī)治療</p><p>　　中醫(yī)治療癌癥現(xiàn)在已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外醫(yī)療專(zhuān)家廣泛的認(rèn)可，大量的臨床試驗(yàn)及科研研究已經(jīng)證實(shí)了中醫(yī)治療癌癥的效果。在古代的醫(yī)療文獻(xiàn)中，早有關(guān)于癌癥的病

30、因、病名以及治療方法，例如乳巖（即乳腺癌）、腎巖（又稱(chēng)腎巖翻花，即龜頭癌）、舌巖（即舌癌）、噎膈（即食道癌）、癥瘕積聚（各種腹部腫瘤或轉(zhuǎn)移癌）、惡瘡（即皮膚癌）、癭瘤（即淋巴癌或轉(zhuǎn)移癌）、鼓脹（癌癥并發(fā)腹水）、癃閉（尿路腫瘤）等等。治療方面主要有兩種方法，即口服及外用中藥、針灸療法。</p><p><b>　　1.5 目的及意義</b></p><p>　　放射治療

31、是癌癥的重要醫(yī)療方法之一，而放射治療技術(shù)是放射治療學(xué)的重要組成部分，放射治療技術(shù)的準(zhǔn)確與否，是否合理，是會(huì)直接影響放射治療對(duì)腫瘤的治療效果。本論文的主要目的是介紹放射治療技術(shù)的發(fā)展歷史和應(yīng)用，讓大家對(duì)放射治療技術(shù)有個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，先從放射治療技術(shù)的發(fā)展歷史以及各類(lèi)設(shè)備的原理開(kāi)始展開(kāi)論述，闡述放射治療技術(shù)的概念和用放射治療設(shè)備治療腫瘤的過(guò)程。之后介紹在各種不同部位的腫瘤上的放射治療方法，詳細(xì)的介紹放射治療技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。希望本文的研究能成為

32、日后其他放射治療技術(shù)員的參考。</p><p>　　第2章 放射治療技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史</p><p>　　2.1 腫瘤放射治療的歷史</p><p>　　2.1.1 放射物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)</p><p>　　1895年，德國(guó)物理學(xué)家倫琴在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)玻璃真空管中受陰極射線(xiàn)轟擊的區(qū)域發(fā)出一種看不見(jiàn)的射線(xiàn)，照射到某些化學(xué)物品時(shí)能發(fā)出熒光，可使感光照片顯影

33、，當(dāng)時(shí)應(yīng)為不知道起性質(zhì)，所以命名為X射線(xiàn)，此后X射線(xiàn)很快被用作醫(yī)學(xué)診斷，開(kāi)啟了影像診斷和放射治療的新紀(jì)元。為了紀(jì)念科學(xué)家倫琴的這一重大發(fā)現(xiàn)，X射線(xiàn)又稱(chēng)為倫琴射線(xiàn)，把射線(xiàn)的劑量單位稱(chēng)為倫琴。、</p><p>　　1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾報(bào)告，他發(fā)現(xiàn)了鈾鹽的放射性，射出與X射線(xiàn)非常類(lèi)似的東西，也可以是照相底片曝光。1898年法國(guó)物理學(xué)家居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性核素鐳-226.這又一對(duì)人類(lèi)科學(xué)做出杰出貢獻(xiàn)的重大發(fā)

34、現(xiàn)，再次轟動(dòng)了世界科學(xué)界，為了紀(jì)念他們，把貝克勒爾（Bq）和居里（Ci）作為放射性活度的計(jì)量單位。</p><p>　　2.1.2 放療技術(shù)問(wèn)世</p><p>　　1899年，放射治療治愈了第一列病人。然而，盡管在X射線(xiàn)和鐳被發(fā)現(xiàn)后，很快被應(yīng)用到了腫瘤治療，但是由于認(rèn)識(shí)有限，設(shè)備條件的限制以及技術(shù)上的極為混亂，無(wú)法得到進(jìn)一步的提高，在開(kāi)展放療的前幾年中，發(fā)生了不少的事故，于是人們有了否定

35、的看法，放射治療進(jìn)入低谷，經(jīng)歷了20年的漫長(zhǎng)而痛苦的成長(zhǎng)過(guò)程。在這期間，科學(xué)家們?cè)俅我灶B強(qiáng)的意志和可貴的科學(xué)精神繼續(xù)探索和研究，有了重要的進(jìn)展。</p><p>　　1931年，美國(guó)物理化學(xué)家?guī)炖l(fā)明了140KV的X射線(xiàn)管，1922年有成功研制了200KV的用于深部X射線(xiàn)治療的的X射線(xiàn)機(jī)，成為現(xiàn)代X射線(xiàn)管的雛形。同年在巴黎召開(kāi)的國(guó)際腫瘤大會(huì)上，Coutard和Hautant報(bào)告了放射治療可治愈晚期喉癌，而且無(wú)嚴(yán)

36、重并發(fā)癥，使放射治療出現(xiàn)了新的轉(zhuǎn)機(jī)，確立了臨床發(fā)射治療技術(shù)的地位。</p><p>　　1950年，開(kāi)始使用重水型核反應(yīng)堆獲得大量的人工放射性60co源，促使了遠(yuǎn)距離60co治療機(jī)大批問(wèn)世，標(biāo)志這“千伏時(shí)代”的終極和“兆伏時(shí)代”的開(kāi)啟，改變了過(guò)去X射線(xiàn)治療機(jī)只能治療比較表淺腫瘤的狀態(tài)。放射治療的適應(yīng)癥進(jìn)一步擴(kuò)大，治療效果明顯提高，各種腫瘤患者的存活率有了很大的根本性的改變，從而奠定了現(xiàn)代放射治療技術(shù)的地位。<

37、;/p><p>　　1951年，電子感應(yīng)加速器投入使用，1953年，英國(guó)的翰墨史密斯醫(yī)院最早安裝了直線(xiàn)加速器。隨后直線(xiàn)加速器逐步替代了60co治療機(jī)而成為放射治療的主流機(jī)器。隨著放射60co治療機(jī)以及直線(xiàn)加速器的普及，放射治療的療效有了質(zhì)的突破，放射治療也成為了治療腫瘤的主要手段之一。</p><p>　　20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，模擬機(jī)，CT，MRI，TPS治療計(jì)

38、劃系統(tǒng)相繼問(wèn)世，進(jìn)一步的提高了放射治療的精確度，使放射治療技術(shù)進(jìn)入了嶄新的歷史時(shí)期。70年代建立的雷遼的巴黎系統(tǒng)，80年代發(fā)展的近代近距離治療。這一切都改善了正常組織的防護(hù)和劑量分布，明顯減少了操作人員的受照射劑量。近距離后裝治療的范圍明顯的擴(kuò)大了，使過(guò)去以外照射為主變成了內(nèi)外結(jié)合的放射治療，腫瘤放射治療更趨于合理化。</p><p>　　20世紀(jì)60-80年代，Withers等學(xué)者系統(tǒng)的提出了放射治療中需要考慮

39、的生物因素（4R），即細(xì)胞放射損傷的修復(fù)，組織細(xì)胞的再增數(shù)，腫瘤乏氧細(xì)胞的再氧合和細(xì)胞周期時(shí)相的再分布?！?R”理論指導(dǎo)臨床治療實(shí)踐，至今仍然是放射生物學(xué)的基礎(chǔ)。</p><p>　　20世紀(jì)九十年代，適型調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)出現(xiàn)，使射線(xiàn)劑量的分布在三維上和靶區(qū)體積的形狀一致，最大限度的提高了靶區(qū)劑量，同時(shí)最大限度的降低了周?chē)＝M織，重要器官受照體積和受照劑量，減輕了并發(fā)癥，提高生存率和患者的生活質(zhì)量。適型調(diào)強(qiáng)放射

40、治療技術(shù)是20世紀(jì)放射治療的一場(chǎng)革命，是21世紀(jì)放射治療技術(shù)的發(fā)展方向。</p><p>　　2.2 我國(guó)放射治療的發(fā)展歷史</p><p>　　在我國(guó)，1920年初，北平協(xié)和醫(yī)院安裝了第一臺(tái)淺層X(jué)射線(xiàn)治療機(jī)器，1923年上海法國(guó)醫(yī)院有了200KV深層X(jué)射線(xiàn)治療機(jī)，協(xié)和醫(yī)院還有了500mg鐳及放射性氡發(fā)生器。1927年謝志光醫(yī)生接管了北平協(xié)和醫(yī)院放療科，不但添置了放射治療設(shè)備，還聘用了美籍

41、放射物理師，我國(guó)第一次有了專(zhuān)業(yè)放射物理師。1932年，梁鐸教授在北京大學(xué)附屬醫(yī)院建立了放射治療科。1934年蘇州博習(xí)醫(yī)院也開(kāi)始進(jìn)行放射治療，但是僅有一臺(tái)200KVX射線(xiàn)治療及。</p><p>　　1949年解放時(shí)，全國(guó)在北京，上海，廣州，沈陽(yáng)等地越有5家醫(yī)院擁有放射治療設(shè)備。新中國(guó)成立后，黨和政府對(duì)人民的健康和腫瘤防治事業(yè)極為重視，1953-1959年，在北京，上海，天津，廣州等地重點(diǎn)建立了放療基地大量收治癌癥

42、患者，培養(yǎng)了大量技術(shù)骨干，其中不少成為了全國(guó)各地放射腫瘤學(xué)科的帶頭人，為我國(guó)放療事業(yè)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。1985年，中國(guó)核工業(yè)總公司蘇州醫(yī)學(xué)院及其附屬第一醫(yī)院和附屬第二醫(yī)院（現(xiàn)歸屬蘇州大學(xué)）放射醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)在軍轉(zhuǎn)民死詳細(xì)，拓寬了專(zhuān)業(yè)方向，與上述各大腫瘤中心一期，在治療腫瘤病人的同時(shí)，培養(yǎng)了大量各個(gè)層次的放療技術(shù)骨干，為我國(guó)放射腫瘤臨床，教學(xué)，科研事業(yè)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。</p><p>　　20世紀(jì)50年代后，我

43、國(guó)引進(jìn)了第一臺(tái)高能射線(xiàn)裝置——60co遠(yuǎn)距離外照射治療機(jī)，1968年引進(jìn)了第一臺(tái)電子感應(yīng)直線(xiàn)加速器，1975年引進(jìn)第一臺(tái)直線(xiàn)加速器，1986年成立了中華醫(yī)療學(xué)會(huì)放射腫瘤學(xué)會(huì)，出現(xiàn)了中華放射腫瘤學(xué)雜志，使我國(guó)的放射腫瘤事業(yè)又掀開(kāi)了新的一頁(yè)。特別是近幾年來(lái)又得到了空前的發(fā)展，開(kāi)展了包括三維立體定向放射治療在內(nèi)的各種放射治療新技術(shù)，腫瘤放射物理，放射生物的研究也取得了豐碩的成果。</p><p>　　2006年起，全國(guó)

44、統(tǒng)計(jì)擁有放射治療的醫(yī)院952家，從事放射治療的專(zhuān)業(yè)醫(yī)務(wù)人員達(dá)到了18992人，其中放射腫瘤醫(yī)師5247人，技術(shù)員4559人，護(hù)士6864人，物理師傅1181人，維修工程技術(shù)員1141人。</p><p>　　全國(guó)設(shè)備統(tǒng)計(jì)：直線(xiàn)加速器918臺(tái)，60CO遠(yuǎn)距離治療機(jī)472臺(tái)，深部X射線(xiàn)機(jī)146臺(tái)，模擬定位機(jī)827臺(tái)，治療計(jì)劃系統(tǒng)851臺(tái)，劑量?jī)x796臺(tái)，X刀467臺(tái)，γ刀149臺(tái)。治療床35503張，每天治療癌癥患者

45、42109人，每年收治新病人40944人，開(kāi)展定向放療手術(shù)的科室486個(gè)，立體定向放療的科室455個(gè)，三維適形放療科室579個(gè)，調(diào)強(qiáng)放射治療科室115個(gè)。</p><p>　　另外，政府在全國(guó)實(shí)行了上崗考證制度，包括物理師，醫(yī)師，技術(shù)員，必須參加國(guó)家級(jí)考試，具備國(guó)家頒發(fā)的資格證書(shū)后才能上崗。近幾年來(lái)，增設(shè)的放射治療的醫(yī)院在各省市，地級(jí)和縣級(jí)市，甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院也越來(lái)越多，購(gòu)置的設(shè)備也越來(lái)越先進(jìn)。我國(guó)的放射治療技術(shù)正在

46、進(jìn)行著突飛猛進(jìn)的建設(shè)。</p><p>　　第3章 常用放射治療設(shè)備</p><p>　　3.1 X射線(xiàn)治療機(jī)</p><p>　　3.1.1 X射線(xiàn)治療機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)，，1896年就將X射線(xiàn)用于治療乳腺癌。至第二次世界大戰(zhàn)前后，X射線(xiàn)治療機(jī)已經(jīng)成為了治療惡性的主流手段之一。臨床治療用X射線(xiàn)機(jī)按照等級(jí)可

47、以分為：臨界X射線(xiàn)機(jī) （6-10KV），接觸X射線(xiàn)（10-60KV），淺層X(jué)射線(xiàn)（60-160KV），深部X射線(xiàn)（180-400KV），高壓X射線(xiàn)（400KV-1MV）以及高能X射線(xiàn)（2-50MV），高能X射線(xiàn)主要有各類(lèi)加速器所產(chǎn)生。X射線(xiàn)治療機(jī)是最古老的外照射治療機(jī)，與CO60治療機(jī)，加速器相比，X射線(xiàn)治療機(jī)由于其絕緣限制，只能產(chǎn)生KV級(jí)別的X射線(xiàn)，其能量低，易散射，深部劑量分布質(zhì)量差，表面吸收劑量大，目前臨床上僅僅用于某些特殊部位的

48、治療以及作為電子束治療的代用設(shè)備。但是由于他造價(jià)低廉，結(jié)構(gòu)相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單，而且有較好的生物效應(yīng)，國(guó)內(nèi)外仍然在生產(chǎn)，研究，改進(jìn)和在某些情況下使用X射線(xiàn)治療機(jī)。</p><p>　　3.1.2 X射線(xiàn)機(jī)的一般結(jié)構(gòu)</p><p>　　一、 產(chǎn)生X射線(xiàn)的基本條件 </p><p>　　1.電子源 2.真空盒 3.加速電場(chǎng) 4.靶</p><p>

49、;　　二、 X射線(xiàn)機(jī)主要組成部分</p><p>　　X射線(xiàn)治療機(jī)由球管，機(jī)架，治療床，高壓發(fā)生器以及整流電路和循環(huán)冷卻裝置等組成，其核心部分為球管。</p><p><b>　　1.X射線(xiàn)球管</b></p><p>　　是一個(gè)真空的玻璃管，內(nèi)含陰極燈絲和陽(yáng)極靶</p><p>　?。?）真空的目的是為了避免高速陰極電

50、子到達(dá)陽(yáng)極靶之前損失能量，并且能夠保護(hù)燈燈絲免遭損毀。因此，使用時(shí)要保證真空度的完整，盡量做到恒溫恒濕保存。</p><p>　?。?）陰極：有燈絲，聚焦極和金屬罩組成。燈絲的材質(zhì)為金屬鎢，放射電子能力強(qiáng)，調(diào)節(jié)燈絲電源可以改變MV，一般X射線(xiàn)機(jī)器都有穩(wěn)流裝置，MA代表X射線(xiàn)的強(qiáng)度。使用時(shí)應(yīng)該注意，加熱燈絲一定時(shí)間后才能按下高壓開(kāi)關(guān)，否則會(huì)燒斷燈絲。調(diào)高M(jìn)V可以增加X(jué)射線(xiàn)的強(qiáng)度，但是應(yīng)該注意機(jī)器的允許電流范圍。燈絲

51、旁邊的聚焦極起聚集電子的用處。</p><p>　　（3）陽(yáng)極靶：由粗大的銅棒和較小的鎢靶組成，鎢的熔點(diǎn)高，原子序數(shù)大。根據(jù)電子線(xiàn)與物質(zhì)相互作用規(guī)律，靶材料的原子序數(shù)越高，電子能量以輻射形式損失的份額越大，即X射線(xiàn)產(chǎn)量越高。銅散熱快，能夠快速散去靶面產(chǎn)生的巨大熱量。冷卻是X射線(xiàn)機(jī)的重要環(huán)節(jié)，一般淺層X(jué)射線(xiàn)機(jī)使用水冷或者風(fēng)冷，中層深層采用油冷，再用水冷卻。為避免熱量積蓄，連續(xù)使用時(shí)間不宜太長(zhǎng)。陰極和陽(yáng)極外的罩殼是為

52、了防止電子束散射到靶外而設(shè)置的，應(yīng)為這些電子打到玻璃殼上易將其擊穿造成漏氣而縮短壽命。另外這部分電子線(xiàn)在會(huì)玻璃壁上因仍致輻射而產(chǎn)生的X射線(xiàn)會(huì)使整個(gè)X射線(xiàn)照射野焦點(diǎn)不清，邊緣模糊。</p><p><b>　　2.高壓發(fā)生器</b></p><p>　　X射線(xiàn)機(jī)的陽(yáng)極有幾百KV的高壓作為電子加速場(chǎng)，從高壓發(fā)生器輸出的電壓是正玄交流電，需通過(guò)一個(gè)整流器將它改成直流電以保持

53、陰陽(yáng)極之間電場(chǎng)方向的恒定，否則反向加速的電子會(huì)熔斷燈絲并無(wú)法形成極間電流以產(chǎn)生X射線(xiàn)。調(diào)節(jié)電壓能夠改變X射線(xiàn)的質(zhì)。</p><p><b>　　3.控制系統(tǒng)</b></p><p>　　控制臺(tái)裝有治療機(jī)的控制系統(tǒng)，參數(shù)指示顯示器，劑量檢測(cè)儀，聯(lián)鎖裝置和各種開(kāi)關(guān)起操作控制X射線(xiàn)的作用。包括一系列開(kāi)關(guān)和儀表。</p><p>　　控制臺(tái)上的各種開(kāi)關(guān)

54、及操作按鈕</p><p>　　治療機(jī)機(jī)身的上下前后移動(dòng)和固定</p><p>　　治療機(jī)頭的各種轉(zhuǎn)角的移動(dòng)和固定</p><p>　　控制臺(tái)上的電源電壓，管電壓（KV），管電流（MA）的儀表顯示及粗細(xì)調(diào)節(jié)按鈕</p><p>　　控制臺(tái)上各種濾過(guò)板顯示裝置</p><p>　　用來(lái)控制照射時(shí)間的顯示器</p&g

55、t;<p><b>　　4.治療用附件</b></p><p>　?。?）不同距離不同面積的限光筒。他的作用一是限制照射范圍，其次由于照射時(shí)限光筒底部需要與皮膚相貼，它同時(shí)還起到固定治療距離的作用。由于照射空截面的形狀與靶區(qū)的范圍不一定一致為保護(hù)正常組織有時(shí)需要在病人的皮膚上防止一些鉛皮或者鉛橡皮。</p><p>　?。?）各種不同厚度不同條件的過(guò)濾板

56、。</p><p>　　3.1.3 X射線(xiàn)治療機(jī)的改進(jìn)</p><p>　　一、采用高頻高壓發(fā)生器：新一代X射線(xiàn)治療機(jī)采用高頻高壓發(fā)生器，與工頻相比，不僅可以減少電壓脈動(dòng)，還可以縮小電源體積</p><p>　　二、多用三維移動(dòng)機(jī)架：X射線(xiàn)治療機(jī)多采用的是地面立柱結(jié)構(gòu)，治療頭只能沿立柱升降并轉(zhuǎn)動(dòng)，但擺位時(shí)自由度不夠。因此，新形治療機(jī)應(yīng)用三維移動(dòng)機(jī)架，即一種懸掛在天

57、花板上的機(jī)架結(jié)構(gòu)，治療頭相對(duì)治療床可以前后，左右以及升降運(yùn)動(dòng)，并可垂直于相對(duì)軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　三、計(jì)算機(jī)化：X射線(xiàn)治療機(jī)的主要參數(shù)，如電壓（KV）,電流，劑量率，積累劑量，濾過(guò)器，限束筒等的顯示，雙道劑量時(shí)間保護(hù)，治療參數(shù)的儲(chǔ)存及打印等采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，使治療機(jī)具有較完善的控制功能，提高了操作的自動(dòng)化。</p><p>　　四、近距離治療人工加速裝置：一種技術(shù)是利用電子槍對(duì)

58、顱內(nèi)腫瘤進(jìn)行組織間治療，即電子從電子槍陰極發(fā)出。在陰極和陽(yáng)極間加速電場(chǎng)的作用下，穿過(guò)陽(yáng)極孔，通過(guò)一根直徑約為3MM的金屬管打在末端的靶位上，產(chǎn)生KV級(jí)X射線(xiàn)。治療師將細(xì)管插入腫瘤的中心，這樣所產(chǎn)生的X射線(xiàn)幾乎全部被腫瘤吸收，而正常的組織得到保護(hù)，另一種方法是采用X射線(xiàn)聚焦透鏡的方法，可以將數(shù)十KV的X射線(xiàn)匯聚成直徑只有0.1-0.2MM的細(xì)束直接照射腫瘤</p><p>　　3.2 遠(yuǎn)距離60co治療機(jī)</

59、p><p>　　3.2.1 60co治療機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　二十世紀(jì)五十年代以來(lái)，外照射所用的放射性核素源是225RA源。1951年加拿大首次在高通量核反應(yīng)堆中轟擊出兩塊40G重，體積為5立方米的60CO源，比活度是鐳的60倍，源自吸收大大減少。從此60co代替了鐳，成為外照射的主要同位素源。我國(guó)在20世紀(jì)60年代也生產(chǎn)了60CO遠(yuǎn)距離治療機(jī)，60CO遠(yuǎn)距離治療機(jī)的投入使用，使癌癥患者

60、腫瘤放療的5年存活率提高了一倍。隨著MV級(jí)醫(yī)用直線(xiàn)加速器的發(fā)展和推廣，60co遠(yuǎn)距離治療機(jī)的一些應(yīng)用領(lǐng)域被其替代。但是，由于co60治療機(jī)價(jià)格便宜，維修方便，而且產(chǎn)生的γ射線(xiàn)能量已具備了高能射線(xiàn)的特征，故現(xiàn)在任在國(guó)內(nèi)外很多醫(yī)院廣泛使用，而且根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，60CO治療機(jī)在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)任將是腫瘤放射的主要功能工具，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)有60CO遠(yuǎn)距離治療機(jī)450臺(tái)左右。</p><p>　　3.2.2 60co遠(yuǎn)

61、距離治療機(jī)的一般結(jié)構(gòu)</p><p>　　一、密封的60co放射源</p><p>　　通常由多枚1mmx1mm的圓柱小顆粒組成，放置在直徑10-20MM，高20-25MM的不銹鋼容器中，并將其嵌入治療機(jī)的儲(chǔ)源器中，也有用2-3CM，厚1MM的60CO薄片組成高2cm的鈷源或?qū)⒓庸ず玫拟捔撼蓧K狀，同樣密封在很薄的不銹鋼容器中。</p><p>　　圖3.1 60c

62、o遠(yuǎn)距離治療機(jī)結(jié)構(gòu) 圖3.2 鈷源抽屜示意圖</p><p>　　二、源容器和防護(hù)機(jī)頭 </p><p><b>　　1.源的容器</b></p><p>　　如上所示，60CO放射源密封在很薄的不銹鋼容器中，但是由于其放射性活度大，不便于應(yīng)用，防護(hù)和更換，因此把他固定在一個(gè)長(zhǎng)60-80CM的鋼柱中心，

63、源底面暴露，也有用圓形，橢圓和正方形鋼柱的，其道理是一樣的（圖 3.2）</p><p><b>　　2.防護(hù)機(jī)頭</b></p><p>　　治療機(jī)頭主要是一個(gè)大的安全防護(hù)殼。根據(jù)國(guó)際放射反顧委員會(huì)（ICRP）推薦，任何一個(gè)遠(yuǎn)距離同位素治療機(jī)，當(dāng)60co源處于關(guān)閉的時(shí)候，距離60co源1M處，個(gè)方向平均劑量小于2x10-5Sv|h。</p><p

64、>　　一般的防護(hù)材料用鉛，也有用鎢和鈾的合金。通常源容器用鎢或鈾合金，源容器周?chē)勉U，外面用鋼做殼子。</p><p>　　三、具有開(kāi)關(guān)的遮線(xiàn)器裝置</p><p>　　所謂遮線(xiàn)器就是截?cái)?0CO源射線(xiàn)的裝置，當(dāng)遮線(xiàn)器處于開(kāi)關(guān)位是，射線(xiàn)束通過(guò)一定方向出來(lái)進(jìn)行治療。當(dāng)遮線(xiàn)器處于關(guān)閉位置是，射線(xiàn)被截?cái)?，只有少部分漏射線(xiàn)出來(lái)，遮線(xiàn)器有許多不同的形式。</p><p>

65、;　　四、具有定向限束的準(zhǔn)直器</p><p>　　在治療機(jī)的治療頭上裝有一個(gè)由吸收射線(xiàn)的材料組合起來(lái)的束流控制部件，稱(chēng)為準(zhǔn)直器，他的作用是限制束流的輪廓，從而控制照射野的大小。準(zhǔn)直器多用金屬桿制成，如用兩對(duì)鉛或鉛合金塊，排列成直角，準(zhǔn)成射線(xiàn)束的窗口，再由數(shù)對(duì)金屬塊排列成梯狀，調(diào)節(jié)其開(kāi)閉，從而得到適當(dāng)形狀的照射野。準(zhǔn)直器有三種形式：</p><p>　　用四塊重金屬互相組合形成矩形或者方形

66、照射野。此系統(tǒng)大而使用不便。為了保持合理的射束大小，必須使用=它接近放射源，因而產(chǎn)生的幾何半影較大</p><p>　　由許多可以活動(dòng)的重金屬桿互相排列成合理的照射野的結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)照射野方便，但是他不能完全關(guān)閉。</p><p>　　叉形準(zhǔn)直器，利用彈簧使準(zhǔn)直器開(kāi)合達(dá)到控制照射野大小的目的。均為多面的復(fù)式結(jié)構(gòu)，可形成方形和矩形照射野。</p><p>　　五、

67、支持機(jī)頭的治療機(jī)架</p><p>　　主要包括主機(jī)架，旋轉(zhuǎn)臂和機(jī)座及其附屬電子設(shè)備等。機(jī)架可以旋轉(zhuǎn)360度，其旋轉(zhuǎn)軸與治療頭中準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)軸以及治療床旋轉(zhuǎn)軸相交于一點(diǎn)，改點(diǎn)稱(chēng)為等中心點(diǎn)。這一類(lèi)型的機(jī)械結(jié)構(gòu)，便于在放射治療中開(kāi)展旋轉(zhuǎn)照射和等中心照射技術(shù)。</p><p><b>　　六、平衡錘</b></p><p>　　是旋轉(zhuǎn)式治療床的基本部分

68、。是由鑄鐵塊構(gòu)成的，平衡錘分兩種，一種叫遮線(xiàn)平衡錘，又叫射束阻線(xiàn)器，其作用即能平衡機(jī)頭的重量，又能達(dá)到屏蔽射線(xiàn)的作用。這種平衡錘可以減小60co治療室防護(hù)墻的厚度，降低建房費(fèi)用。另一種叫做擺動(dòng)平衡錘，又稱(chēng)非遮線(xiàn)平衡錘。其作用只起機(jī)架旋轉(zhuǎn)是平衡配重，不能屏蔽射線(xiàn)。</p><p><b>　　七、治療床</b></p><p>　　一般要求床面能沉重病人，而且當(dāng)射線(xiàn)通過(guò)

69、時(shí)其吸收劑量小，散射少，同時(shí)床面能垂直升降，即滿(mǎn)足治療需要，病人上下床方便，左右移動(dòng)靈活，又可以固定穩(wěn)定，縱向移動(dòng)也同樣要求。治療床還能繞過(guò)等中心的鉛錘移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)非共面照射。</p><p>　　八、計(jì)時(shí)器及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)</p><p>　　鈷源的劑量率相當(dāng)穩(wěn)定，故它輸出量采用時(shí)間控制。機(jī)器上用兩個(gè)不同的獨(dú)立計(jì)時(shí)器，一個(gè)機(jī)械的，一個(gè)電子的，一個(gè)正計(jì)時(shí)，一個(gè)倒計(jì)時(shí)，用來(lái)控制照射劑量。<

70、;/p><p>　　九、輻射安全及連鎖系統(tǒng)</p><p>　　作為一種安全措施，機(jī)器必須能夠在突然停電的情況下保證把鈷源退回存儲(chǔ)位置。</p><p>　　3.3 醫(yī)用直線(xiàn)加速器</p><p>　　3.3.1 醫(yī)用加速器簡(jiǎn)介</p><p>　　加速器是使帶電粒子在高真空中受磁場(chǎng)控制，電力場(chǎng)加速?gòu)亩@得高能量的特別電磁

71、，高真空裝置，是人工產(chǎn)生各種高能電子束或者輻射線(xiàn)的設(shè)備。按加速粒子的種類(lèi)或粒子加速運(yùn)動(dòng)軌道形狀區(qū)分，加速器可分為許多類(lèi)型，并且有不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。</p><p>　　按加速粒子的種類(lèi)分類(lèi)：</p><p>　　1.加速電子 2.加速離子 3.加速任何一種帶電粒子。</p><p>　　按加速器粒子的軌道分類(lèi)：</p><p>　　1.直線(xiàn)形

72、2.圓形 3.螺旋線(xiàn)形。</p><p>　　按加速器的電磁場(chǎng)的特點(diǎn)分類(lèi)：</p><p>　　1.靜電場(chǎng)加速的高壓加速器，其中有靜電加速器等，</p><p>　　2.高渦旋電場(chǎng)的感應(yīng)加速器，其中有電子感應(yīng)加速器</p><p>　　3.高頻電場(chǎng)加速的回旋加速器，包括回旋加速器、微波加速器、穩(wěn)相加速器、電子同步相加速器，同步穩(wěn)相加速器等&l

73、t;/p><p>　　4.微波電場(chǎng)加速的有直線(xiàn)加速器，其中主要有電子直線(xiàn)加速器和質(zhì)子直線(xiàn)加速器</p><p>　　在各種醫(yī)用加速器中.醫(yī)用直線(xiàn)加速器因其體積小、重量輕、維護(hù)簡(jiǎn)便，成為現(xiàn)代放射治療最主要的使用最多的裝置。實(shí)際上，在全世界各種醫(yī)用加速器中，絕大多數(shù)是醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器，從1953年第一臺(tái)行波醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器在英國(guó)使用以來(lái)，醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器在療腫瘤中已應(yīng)用了半個(gè)多世紀(jì)，在我國(guó)也

74、應(yīng)用了三十多年。醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器在治療腫瘤中取得相當(dāng)可觀的療效，是治療腫瘤的重要武器。目前在中國(guó)，醫(yī)用加速器基本都是醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器。因此一般人們提到醫(yī)用加速器實(shí)際上就是指醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器，醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器已不僅成為醫(yī)用加速器而月已成為整個(gè)放射治療裝置的代表，并已成為每一個(gè)從事放射治療的腫瘤防治中心的主要設(shè)備。</p><p>　　具體的例子是曾經(jīng)在數(shù)量上占多數(shù)的60co遠(yuǎn)距離治療機(jī)已逐步被醫(yī)用電子直線(xiàn)加

75、速器所取代，這在發(fā)達(dá)國(guó)家十分明顯，如美國(guó)和加拿大已停止生產(chǎn)60Co遠(yuǎn)距離治療機(jī)供本國(guó)使用。據(jù)中華腫瘤學(xué)會(huì)調(diào)查報(bào)告，1986年統(tǒng)計(jì)全國(guó)醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器為71臺(tái)，60co遠(yuǎn)距離治療機(jī)為224臺(tái)。到1997年底，全國(guó)醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器為286臺(tái)，60co遠(yuǎn)距離治療機(jī)為381臺(tái)。又據(jù)中華腫瘤學(xué)會(huì)在2006年對(duì)全國(guó)放射治療人員及裝備第5次調(diào)查報(bào)告，2006年全國(guó)共有醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器918臺(tái)，60co遠(yuǎn)距離治療機(jī)472臺(tái)。在這20年間，醫(yī)用電子

76、直線(xiàn)加速器臺(tái)數(shù)增加了12.3倍，60co遠(yuǎn)距離治療機(jī)增加了2.1倍。說(shuō)明在我國(guó)醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)超過(guò)60co遠(yuǎn)距離治療機(jī)，并且加速器臺(tái)數(shù)接近60co遠(yuǎn)距離治療機(jī)的2倍。按世界衛(wèi)生組織(WHO)建議，每百萬(wàn)人口應(yīng)擁有加速器2-3臺(tái)，目前英國(guó)為3. 4臺(tái)，法國(guó)為4臺(tái)，美國(guó)8. 2臺(tái)，反映了醫(yī)用加速器在腫瘤放射治療中的重要地位，而到2006年我國(guó)每百萬(wàn)人口才只有約0. 7臺(tái)。因此我國(guó)加速器的發(fā)展的空間還相當(dāng)大。</p>

77、<p>　　現(xiàn)在臨床使用的治療機(jī)主要有60co治療機(jī)、醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器。由于醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器有很多優(yōu)點(diǎn)，所以近一二十年來(lái)，其發(fā)展越來(lái)越快，數(shù)量也越來(lái)越多，在放射治療中起主導(dǎo)作用。下面簡(jiǎn)單地將醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器與60co治療機(jī)作比較。60Co治療機(jī)使用永久性放射源，鈷源有半衰期，大約5-10年需要更換一次源，處理很困難，維修工程師和操作技術(shù)員不可避免地受到輻射;而醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器無(wú)須永久放射源，設(shè)備在不加高壓時(shí)無(wú)放射線(xiàn)

78、產(chǎn)生，避免維修工程師和操作技術(shù)員受到輻射。60co治療機(jī)射野半影較大，射野內(nèi)劑量分布均勻性和對(duì)稱(chēng)性較差，而醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器射野半影小，射野內(nèi)劑量分布均勻性和對(duì)稱(chēng)性相當(dāng)好，一般X射線(xiàn)均勻性和對(duì)稱(chēng)性達(dá)到正負(fù)3%以?xún)?nèi)。但是另一方面，醫(yī)用直線(xiàn)加速器的設(shè)備復(fù)雜，涉及面廣，維修復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用較高。</p><p>　　3.3.2 醫(yī)用加速器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器是一種比較復(fù)雜

79、的大型醫(yī)用設(shè)備，涉及諸多的學(xué)科和技術(shù)，如加速器物理，核物理，無(wú)線(xiàn)電，電工學(xué)，電子學(xué)，自動(dòng)控制化，電磁學(xué)，微波技術(shù)，電真空，機(jī)械，精密加工，電子計(jì)算機(jī)，制冷，流體力學(xué)等。這里只介紹醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器的一般結(jié)構(gòu)。</p><p>　　不論是行波醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器，還是駐波醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器，不論是低能醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器。還是中高能醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器·盡管在結(jié)構(gòu)上各有千秋.但從本結(jié)構(gòu)是一致的。其主要有加速管、

80、脈沖調(diào)制器、電子槍、微波系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、穩(wěn)頻及溫控，充氣系統(tǒng)、射線(xiàn)束引出系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)。主要部分的功能下：</p><p><b>　　一、加速管</b></p><p>　　加速管是醫(yī)用電子加速器的核心部分。電子在加速管內(nèi)通過(guò)微波電場(chǎng)加速加速管主要有兩種基本結(jié)構(gòu)：盤(pán)荷波導(dǎo)加速管和邊耦合加速管。</p><p>　　盤(pán)荷波導(dǎo)加速管是由在一段光滑

81、的圓形波導(dǎo)上周期性地放置具有中心孔的圓形膜片而組成，應(yīng)用于行波醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器。盤(pán)荷波導(dǎo)管實(shí)際是通過(guò)膜片給波導(dǎo)管增加負(fù)載，使通過(guò)的微波速度減慢下來(lái)，是一種慢波結(jié)構(gòu)。是直線(xiàn)加速器發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　邊耦合加速管是一系列相互耦合的諧振腔鏈組成。應(yīng)用于駐波醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器邊藕合結(jié)構(gòu)是把不能加速電子的腔移動(dòng)到軸線(xiàn)兩側(cè)，軸線(xiàn)上的腔都是加速腔，縮短了加速距離。由于駐波在加速管內(nèi)所建立的電場(chǎng)強(qiáng)度提高，能達(dá)

82、到140 kV/cm，提高了加速效率。</p><p><b>　　二、微波系統(tǒng)</b></p><p>　　微波系統(tǒng)是構(gòu)成電子直線(xiàn)加速器整機(jī)的一個(gè)基本組成部分，包括高功率微波源及微波的傳輸系統(tǒng)。微波源提供加速管建立加速場(chǎng)所需的射頻功率，絕大多數(shù)的醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器是工作于S波段.標(biāo)稱(chēng)頻率為2998MHz或2856MHz，作為微波源使用的有磁控管和速調(diào)管。磁控管本身是

83、能發(fā)射高功率微波的自激振蕩器，體積小，重量輕，設(shè)備比較簡(jiǎn)單。但至今S波段可調(diào)諧的磁控管最高的脈沖功率約5MV，因此多應(yīng)用于行波醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器和中低能醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器。采用速調(diào)管為功率源的加速器可得到較高的微波輸入功率，但設(shè)備較為龐大，且速調(diào)管是一種微波功率放大器，必須配置有低功率的微波激勵(lì)源驅(qū)動(dòng)，才能輸出高功率的微波。多應(yīng)用于中高能駐波醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器。</p><p>　　微波傳輸系統(tǒng)由隔離器、波導(dǎo)窗、

84、波導(dǎo)、取樣波導(dǎo)、輸人輸出耦合器、三端或四端環(huán)流器、終端吸收負(fù)載、頻率自動(dòng)溫頻等組成。主要功能是將微波源輸出的功率饋送進(jìn)加速管中，用以激勵(lì)加速電子所需的電磁場(chǎng)，并且在傳輸過(guò)程中還必須能消除或隔離加速管作為負(fù)載對(duì)微波源的影響，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行;同時(shí)也能提供系統(tǒng)運(yùn)行的頻率及功率的監(jiān)控信號(hào).</p><p><b>　　三、電子槍</b></p><p>　　電子槍為醫(yī)用

85、電子直線(xiàn)加速器提供被加速的電子。電子槍的電子注是由陰極發(fā)射產(chǎn)生的了，行波醫(yī)用電子力直線(xiàn)加速器的電子槍的陰極采用鎢或鎢合金制成，有直熱式，間接式和轟擊式三種加熱方式。駐波醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器的電子槍由氧化物制成。脈沖調(diào)制器從外部電源取得能量并且轉(zhuǎn)換為脈沖寬度為幾微秒、電壓幾十千伏的脈沖，同時(shí)加到磁控管(或速調(diào)管)和電子槍。電子槍中的電子經(jīng)陽(yáng)極和陰極間脈沖負(fù)高壓(一般為45 kV左右)的作用進(jìn)入加速管。與此同時(shí)，磁控管或速調(diào)管將高功率的微波送

86、入加速管。電子束被加速到所需要的能量。</p><p>　　電子槍是一臺(tái)醫(yī)用電子加速器的心臟部件之一，加速管的使用壽命直接受到電子槍壽命的制約，而電子槍壽命又主要取決于它的陰極。當(dāng)電子槍陰極損壞時(shí)，加速管就停止了工作。</p><p>　　四、穩(wěn)頻，溫控及充氣系統(tǒng)</p><p>　　為微波系統(tǒng)的附屬系統(tǒng)，有自動(dòng)穩(wěn)頻系統(tǒng)、自動(dòng)溫控系統(tǒng)，及波導(dǎo)充氣系統(tǒng)組成</p

87、><p><b>　　1.自動(dòng)穩(wěn)頻系統(tǒng)</b></p><p>　　電子直線(xiàn)加速器微波功率源的振蕩t率必須與加速管的工作頻率相一致，才能保證加速器穩(wěn)定地工作，否則就會(huì)因?yàn)轭l率的偏離，造成電子能量的降低和電子能譜的增寬，從而導(dǎo)致加速器輸出劑量率的降低，甚至異致停止出束，因此電子直線(xiàn)加速器中都設(shè)有自動(dòng)穩(wěn)頻系統(tǒng)。</p><p><b>　　2

88、.自動(dòng)溫控系統(tǒng)</b></p><p>　　行波及駐波加速管均由無(wú)氧銅制成，無(wú)氧銅的線(xiàn)膨脹系數(shù)為1.6X10-5攝氏度。溫度的變化將引起加速管發(fā)生膨脹或收縮，使各個(gè)尺寸發(fā)生變化，加速管尺寸的變化會(huì)導(dǎo)致行波加速管工作頻率或駐波加速管諧振頻率的變動(dòng)，影響加速管的工作。</p><p>　　目前我們應(yīng)用的各種類(lèi)型的醫(yī)用加速器，其內(nèi)部有許多部件在工作時(shí)都要發(fā)出不同的熱量。為了把這些熱量

89、帶走，使這些部件在工作時(shí)有一個(gè)恒定的工作溫度，這就需要有一套完整的溫控系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)提供的循環(huán)恒溫水流將這此部件的發(fā)熱量帶走，使其內(nèi)部保持恒定的工作溫度。溫控系統(tǒng)由恒溫水循環(huán)系統(tǒng)、制冷循環(huán)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)組成一般用高純水在機(jī)器內(nèi)循環(huán)，內(nèi)循環(huán)的熱量在機(jī)器水箱中與外循環(huán)水交換熱址。</p><p><b>　　3.波導(dǎo)充氣系統(tǒng)</b></p><p>　　波導(dǎo)充氣系統(tǒng)是指

90、給微波傳輸系統(tǒng)充以一定壓強(qiáng)的特定氣體的一套裝置充填的。是為了增加波導(dǎo)內(nèi)氣體分子的密度，以縮短氣體分子運(yùn)動(dòng)的平均自山程.從而提高波導(dǎo)擊穿強(qiáng)度閥值。所充的氣體，一般多為干燥高純氮(N)、氟里昂(F)或六氟化硫(SF)所選氣體的種類(lèi)都基于其絕緣強(qiáng)度、安全性能和來(lái)源的可能性。在相同狀況下，由于氟里昂的電擊穿強(qiáng)度高于干燥高純氮的電擊穿強(qiáng)度，故醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器的微波傳輸系統(tǒng)大多充以氟里昂。</p><p><b&g

91、t;　　五、真空系統(tǒng)</b></p><p>　　國(guó)內(nèi)各醫(yī)院裝備的醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器的運(yùn)行都離不開(kāi)真空技術(shù)，都需要在高真空甚至超高真空的條件下運(yùn)行。真空技術(shù)在醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器中的作用主要有：</p><p>　　1.避免加速管內(nèi)放電擊穿：</p><p>　　無(wú)論是行波加速管，還是駐波加速管，為有效地加速電子，要建立很強(qiáng)的微波電場(chǎng)，一般為每厘米幾十到幾

92、百幾千電子伏，所以要求加速管要維持高真空甚至超高真空的狀態(tài)。</p><p>　　2.防止電子槍陰極中毒、鎢絲材料的熱子或燈絲氧化：</p><p>　　尤其是全密封駐波加速管采用氧化物陰極，有害氣體會(huì)使陰極中毒，對(duì)真空的要求更高。</p><p>　　3.減少電子與殘余氣體的碰撞損失：</p><p>　　另外，醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器常用的微波

93、功率源器件如磁控管和速調(diào)管，也都是運(yùn)行在超真空條件下的大功率電真空器件。 </p><p>　　一般使用離子泵保持醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器的運(yùn)行真空。</p><p>　　六、 射線(xiàn)束引出系統(tǒng)</p><p>　　主要有兩類(lèi)，一是射線(xiàn)束偏轉(zhuǎn)引出，一是射線(xiàn)束直接引出。前一種情況由于行波直線(xiàn)加速器所需的加速管較長(zhǎng)，一般在機(jī)器中為水平放置，射線(xiàn)束需經(jīng)偏轉(zhuǎn)90度或270度垂直出射

94、，才能對(duì)平躺的患者做等中心治療。而低能駐波直線(xiàn)加速器的加速管較短一般可在機(jī)器中垂直放置。射線(xiàn)束直接出射，不需要偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。</p><p><b>　　七、 機(jī)械系統(tǒng)</b></p><p>　　機(jī)械系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)腫瘤放射治療的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括輻射頭、機(jī)架、治療床、光距尺、治療附件。</p><p><b>　　1.治療床</b>

95、</p><p>　　用于支撐病員，方便醫(yī)生將病員的病灶置于輻射野內(nèi)進(jìn)行治療，也就是通常說(shuō)的擺位。治療床整體繞等中心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與機(jī)架旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合，使得輻射束可以從任何方向射入病灶。利用這一特點(diǎn)，在放射治療中可開(kāi)展旋轉(zhuǎn)及等中心照射技術(shù)。</p><p>　　治療床由床面、縱向運(yùn)動(dòng)部件、橫向運(yùn)動(dòng)部件、垂此升降部件、公轉(zhuǎn)部件組成,可獲得X,Y,Z三個(gè)方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和治療床整體繞等中心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

96、為方便擺位，治療床的縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都設(shè)計(jì)有手動(dòng)和電動(dòng)兩種方式正常工作情況下。治療床的垂直升降為電力驅(qū)動(dòng)。但在機(jī)械結(jié)構(gòu)中，有的治療床設(shè)計(jì)了手動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行中出現(xiàn)意外停電需要升降床面的時(shí)候，通過(guò)手動(dòng)機(jī)構(gòu)完成。</p><p>　　圖3.3 醫(yī)用直線(xiàn)加速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易示意圖</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)輻射束圍繞病員做經(jīng)線(xiàn)整周旋轉(zhuǎn)，治療床床面都設(shè)計(jì)成懸臂結(jié)構(gòu)。床面采用非金屬材料(碳

97、素纖維或有機(jī)玻璃等)，最大程度地減少穿過(guò)人體的射線(xiàn)產(chǎn)生二次反射</p><p>　　為保證治療床床面有足夠的剛度，有的床面框架用余屬制作。為使金屬構(gòu)件盡量能遠(yuǎn)離照射區(qū)，減少射線(xiàn)的再次反射，床面框架做成“口”形狀，根據(jù)腫瘤的位置情況可以掉頭交換使用。</p><p>　　治療床的縱向運(yùn)動(dòng)部件將床面深入或則縮回。橫向運(yùn)動(dòng)部件支撐著縱向運(yùn)動(dòng)部件和床體，將它們作為一個(gè)整體進(jìn)行橫向運(yùn)動(dòng)。為方便醫(yī)生的

98、操作，治療床的側(cè)面設(shè)置有常用的操作按鈕。治療床的橫向運(yùn)動(dòng)部件直接與升降機(jī)構(gòu)連接</p><p><b>　　2.機(jī)架</b></p><p>　　在醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器中旋轉(zhuǎn)機(jī)架是一個(gè)重要部件，它的剛度和旋轉(zhuǎn)軸承的跳動(dòng)誤差直接影響機(jī)器的主要精度指標(biāo)，它的運(yùn)行平穩(wěn)性和角度位置誤差直接影響治療的精度。因此，機(jī)架的剛度、機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性和機(jī)架轉(zhuǎn)角的位置精度是設(shè)計(jì)和制造中的重要

99、部分</p><p>　　機(jī)架的主要作用是帶著輻射頭做360度范圍內(nèi)的順、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使得從輻射頭射出的輻射束可隨著機(jī)架旋轉(zhuǎn)而改變射入方向。</p><p>　　到目前為止，醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器的機(jī)架基本設(shè)計(jì)成兩種形式:支臂式和滾筒式。大多數(shù)采用支臂式。支臂式機(jī)架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：大多數(shù)電氣設(shè)備和主機(jī)都安裝在一個(gè)房間(治療室)內(nèi)，便于維修和調(diào)試。滾筒式機(jī)架結(jié)構(gòu)的醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件和

100、電氣設(shè)備都安排在假墻后面，整個(gè)治療室顯得較簡(jiǎn)潔。無(wú)論哪種形式的機(jī)架，都有一個(gè)底架，它作為機(jī)架的基礎(chǔ)，水平地安裝在治療室地板之下并與地基固定。</p><p><b>　　3. 輻射頭</b></p><p>　　輻射頭分成兩段，從電離室(不含電離室)以下的部分可以整體旋轉(zhuǎn)，通常稱(chēng)為治療頭。治療頭主要是射線(xiàn)束的準(zhǔn)直和控制系統(tǒng)</p><p>　　

101、光距尺以可見(jiàn)光的形式，指示某一垂直于束流軸的平面至輻射源距離的一種光學(xué)裝置。臨床上用來(lái)確定患者體表的輻照人射點(diǎn)到輻射源的距離。</p><p>　　治療附件是用于指示機(jī)器重要參數(shù)、進(jìn)行X射線(xiàn)異型照射和電子線(xiàn)照射需要的一些實(shí)用裝置.包括機(jī)械前指針、影子盤(pán)、電子限束器、楔形板。治療附件使用時(shí)都與附件盤(pán)連接，每次只能安裝一種治療附件，不能同時(shí)使用。附件盤(pán)安裝在輻射頭下端，上面有專(zhuān)為安裝治療附件的接口。各個(gè)廠家的附件接口

102、是不同的，所以一般情況下，在安裝外掛式多葉準(zhǔn)直器或立體定向放療用的限束裝置時(shí)，都要另行設(shè)計(jì)連接裝置。</p><p>　　第4章 放射治療技術(shù)應(yīng)用</p><p><b>　　4.1 概述</b></p><p>　　放療患者從就診，治療到治療結(jié)束，要經(jīng)過(guò)四個(gè)環(huán)節(jié)：體模階段，計(jì)劃設(shè)計(jì)，計(jì)劃確認(rèn)，計(jì)劃執(zhí)行。四個(gè)環(huán)節(jié)的有機(jī)配合是放射治療去的成功的關(guān)

103、鍵所在。</p><p>　　有四個(gè)方面的因素直接影響了放射治療劑量的準(zhǔn)確性：</p><p>　　患者材料，如受照射部位的外輪廓，腫瘤的位置及其組織密度。</p><p>　　射野的物理?xiàng)l件，如百分深度劑量，等劑量分布等測(cè)量的不準(zhǔn)確</p><p>　　腫瘤周?chē)匾鞴俸头秶_定的不準(zhǔn)確。</p><p>　　每次擺

104、位的時(shí)候重復(fù)性不好或者治療過(guò)程中患者體位的移動(dòng)等。</p><p>　　對(duì)這些影響因素應(yīng)該給予足夠的注意。四個(gè)環(huán)節(jié)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，有一個(gè)常規(guī)放療和精確放療要求的問(wèn)題，強(qiáng)者是放射治療部門(mén)的基本要求，后者是目前放射治療部門(mén)應(yīng)該努力爭(zhēng)取達(dá)到的。</p><p><b>　　4.2 具體環(huán)節(jié)</b></p><p>　　4.2.1 體模階段</p&

105、gt;<p>　　體模階段包括治療體位的缺點(diǎn)，體位固定的措施和腫瘤的定位。此階段的主要任務(wù)是：1.確定腫瘤的位置和范圍，以及與周?chē)M織，重要器官間的相互關(guān)系，從而為第二階段的計(jì)劃設(shè)計(jì)提供必要的與患者有關(guān)的解剖材料。2.醫(yī)生為患者治療定制的治療方針，如靶區(qū)，靶區(qū)劑量，劑量給予方式等。傳統(tǒng)的二維治療計(jì)劃患者解剖資料主要通過(guò)手工脫膜或者使用有限的幾層CT圖像來(lái)獲取，在劑量計(jì)算時(shí)存在很大的局限性。三維適形放射治療腫瘤定位主要采用C

106、T模擬機(jī)，讓患者處于治療體位（通常使用體位固定裝置）進(jìn)行CT掃描，采集腫瘤以及正常組織的影像資料并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸以及治療計(jì)劃系統(tǒng)（TPS）為治療計(jì)劃設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。隨著醫(yī)療設(shè)備的改善以及治療精度的提高，CT模擬機(jī)的使用越來(lái)越多。</p><p>　　4.2.2 治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)第一階段得到的關(guān)于患者的腫瘤分布狀況，結(jié)合具體的腫瘤的臨床表現(xiàn)，如腫瘤的類(lèi)型和期別以及所在的部

107、位，放療醫(yī)生勾畫(huà)出靶區(qū)和計(jì)劃區(qū)的范圍，并預(yù)計(jì)出靶的致死劑量和周?chē)＝M織特別是重要器官的最大允許劑量等，與物理人員一起，進(jìn)行治療計(jì)劃設(shè)計(jì)。</p><p>　　一、 放射治療計(jì)劃的臨床劑量學(xué)原則</p><p>　　根據(jù)臨床的要求和多年的臨床劑量學(xué)實(shí)踐，一個(gè)較好的治療計(jì)劃應(yīng)該滿(mǎn)足下列四項(xiàng)條件：</p><p>　　腫瘤劑量要求準(zhǔn)確。靶區(qū)的準(zhǔn)確定義是治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的關(guān)鍵

108、，靶區(qū)應(yīng)該包括顯見(jiàn)的腫塊，潛在轉(zhuǎn)移的區(qū)域淋巴結(jié)，亞臨床病灶以及考慮由于運(yùn)動(dòng)和擺位誤差而應(yīng)外放的范圍。術(shù)后放療應(yīng)該包括手術(shù)范圍，然后嚴(yán)格按照放射腫瘤醫(yī)師給出的靶區(qū)劑量予以照射。</p><p>　　治療的腫瘤區(qū)域里，劑量分布要均勻，劑量變化梯度不能超過(guò)正負(fù)5%。</p><p>　　照射野設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量提高治療區(qū)域內(nèi)劑量，降低照射照射區(qū)域正常組織受量范圍。顯然靶區(qū)和治療區(qū)是有區(qū)別的。靶區(qū)是根據(jù)