放射治疗设备介绍.pptx
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1、放射治疗设备放射治疗设备放射治疗设备介绍第1页基本概念基本概念放放 射射 能使能使物质电离物质电离电磁波或粒子流电磁波或粒子流辐射辐射 过程过程称为称为“放射放射”放射线放射线 能使物质电离能使物质电离电磁波或粒子流电磁波或粒子流称为称为“放放 射线射线”,简称,简称“射线射线”.放射源放射源 能输出能输出“射线射线”物质物质(元素元素)或设备或设备称为称为 “放射源放射源”。放射性放射性 一些物质一些物质(元素元素)或设备能够产生或设备能够产生“电离辐电离辐 射射”性质叫做性质叫做“放射性放射性”。放射治疗设备介绍第2页基本概念基本概念电离辐射电离辐射:能够引发物质电离辐射能够引发物质电离辐
2、射通常所说通常所说“放射放射”、“放射线放射线”、“放射源放射源”等实际上就是特指等实际上就是特指“电离辐射电离辐射”。电离辐射能够从。电离辐射能够从原子原子或或分子分子里面电离里面电离(ionize)出最少一个出最少一个电子电子电离电离:即经过照射后能使物质原子或分子变成即经过照射后能使物质原子或分子变成“离子离子”,从,从而改变物质原有特征。而改变物质原有特征。离子离子:带有带有电荷电荷原子或分子,或组合在一起原子或分子团。原子或分子,或组合在一起原子或分子团。带正电荷离子称带正电荷离子称“正离子正离子”,带负电荷离子称,带负电荷离子称“负离子负离子”。指原子因为本身或外界作用而失去或得到
3、一个或几个电子指原子因为本身或外界作用而失去或得到一个或几个电子使其到达最外层电子数为使其到达最外层电子数为8个(如第一层是最外层,则为个(如第一层是最外层,则为2个)稳定结构。个)稳定结构。放射治疗设备介绍第3页基本概念基本概念放射性核素内部发出射线用希腊字母表示放射性核素内部发出射线用希腊字母表示射线、射线、射线和射线和射线就分别表示从放射性核素内部射线就分别表示从放射性核素内部发出中子、电子和光子发出中子、电子和光子不是从放射性核素内部发出用大写英文字母或者实际不是从放射性核素内部发出用大写英文字母或者实际名称表示名称表示X射线、电子射线射线、电子射线(简称电子线简称电子线)、质子射线等
4、。、质子射线等。射线与电子射线都是由放射源向外发射电子流射线与电子射线都是由放射源向外发射电子流物理特征基本相同,区分在于起源不一样,能量不一物理特征基本相同,区分在于起源不一样,能量不一样样射线与射线与X射线都是电磁辐射射线都是电磁辐射(光子光子),单从放射治疗效,单从放射治疗效果与作用而言,二者基本相同,只是起源不一样,能果与作用而言,二者基本相同,只是起源不一样,能量不一样而已。量不一样而已。放射治疗设备介绍第4页“射线射线”装置装置X线机、线机、CT、ECT、PET等各种医学影像检验设等各种医学影像检验设备(诊疗)备(诊疗)放射治疗设备介绍第5页“射线射线”装置装置放射治疗设备:放射治
5、疗设备:钴钴-60治疗机治疗机医用直线加速器医用直线加速器刀、刀、X刀刀近距离后装治疗机近距离后装治疗机质子加速器等质子加速器等放射治疗设备介绍第6页“射线射线”装置装置依据不一样医学需求依据不一样医学需求选取了不一样选取了不一样“放射源放射源”输出输出“射线射线”含有各自特定能量和剂量含有各自特定能量和剂量完成特定医学检验或医学治疗目标。完成特定医学检验或医学治疗目标。放射治疗设备介绍第7页放射源类型放射源类型放射治疗使用放射源放射治疗使用放射源放射性核素放射性核素人工射线装置人工射线装置放射性核素放射性核素天然放射性核素天然放射性核素 226镭镭人工放射性核素人工放射性核素 60钴钴 92
6、铱铱放射治疗设备介绍第8页放射源类型放射源类型放射性核素特点放射性核素特点 每时每刻都有射线输出每时每刻都有射线输出 时间时间 辐射能力辐射能力放射性核素衰减特征放射性核素衰减特征半衰期:射线衰减到初始状态二分之一时所需要半衰期:射线衰减到初始状态二分之一时所需要时间时间镭镭-1590年年 60钴钴-5.27年年 192铱铱-74天天半衰期,甚至衰减报废以后放射性核素依然会有射半衰期,甚至衰减报废以后放射性核素依然会有射线输出线输出放射治疗设备介绍第9页放射源类型放射源类型人工射线装置:人工射线装置:能够产生并输出高能射线各种射线装备能够产生并输出高能射线各种射线装备 X线机线机 加速器加速器
7、特点:特点:工作时输出射线工作时输出射线 停机时没有放射性停机时没有放射性 结构比较复杂结构比较复杂输出射线能量越高、性能越先进、结构越复杂,输出射线能量越高、性能越先进、结构越复杂,价格就越昂贵价格就越昂贵放射治疗使用人工射线装置,正在朝着多功效、放射治疗使用人工射线装置,正在朝着多功效、高性能、高精度方向发展。高性能、高精度方向发展。放射治疗设备介绍第10页放射线类型放射线类型放射源:天然放射源和人工放射源放射源:天然放射源和人工放射源放射源本质:放射源本质:光子辐射光子辐射(电磁辐射电磁辐射)粒子辐射粒子辐射光子光子各类放射性核素产生各类放射性核素产生射线(射线(60钴钴 192铱)铱)
8、加速器等设备产生加速器等设备产生X射线射线波长很短、频率非常高电磁波辐射,或者说是光波长很短、频率非常高电磁波辐射,或者说是光子辐射。子辐射。放射治疗设备介绍第11页放射线类型放射线类型粒子粒子 放射性核素:放射性核素:粒子粒子(中子中子)粒子质量为粒子质量为6.6410-27kg.粒子带正电荷,由两粒带正电荷质子粒子带正电荷,由两粒带正电荷质子和两粒中性中子组成,相等于一个氦原子核。和两粒中性中子组成,相等于一个氦原子核。粒子粒子(电子电子)加速器等设备加速器等设备 电子束电子束 质子束质子束 中子束中子束 重粒子束重粒子束(碳离子等碳离子等)放射治疗设备介绍第12页放射线类型放射线类型人工
9、射线装置人工射线装置kV级级X射线治疗机放射出是射线治疗机放射出是 X射线射线质子加速器放射出是带电粒子质子加速器放射出是带电粒子质子质子医用电子直线加速器医用电子直线加速器光子束光子束 X射线射线粒子束粒子束电子射线电子射线放射治疗设备介绍第13页放射线类型放射线类型同一个放射源,并不一定只能发射一个射线同一个放射源,并不一定只能发射一个射线有放射性核素既能够发射有放射性核素既能够发射射线,同时又发射射线,同时又发射射射线和线和射线射线同一个放射源发射不一样射线,往往含有不一样同一个放射源发射不一样射线,往往含有不一样强度或能量,因而含有不一样放射特征强度或能量,因而含有不一样放射特征正是利
10、用各种射线含有不一样放射特征特点,才正是利用各种射线含有不一样放射特征特点,才为放射诊疗技术和放射治疗技术提供了各种可能为放射诊疗技术和放射治疗技术提供了各种可能选择,以满足临床不一样选择,以满足临床不一样放射治疗设备介绍第14页放射线类型放射线类型直接致电离辐射直接致电离辐射:带电粒子(正电离子和负电离子)引发物质直接电离间接致电离辐射:间接致电离辐射:光子(X射线和射线)和中性粒子不是直接引发物质电离放射治疗设备介绍第15页放射线类型放射线类型电磁波电磁波(电磁辐射电磁辐射)无线电波、红外线、可见光、紫外线、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线、射线射线传输速度:传输速度:30万
11、千米万千米/秒秒(真空真空)“波长波长”和和“频率频率”不相同,外在表现和特点不一样不相同,外在表现和特点不一样放射治疗设备介绍第16页放射治疗设备介绍第17页放射治疗设备介绍第18页电磁辐射电磁辐射“波粒二重性波粒二重性”电磁辐射电磁辐射“波波”特征特征“粒子粒子”特征特征双重特征双重特征 波长不一样有很大差异波长不一样有很大差异波长越长波长越长“波波”特征越强特征越强波长越短,波长越短,“粒子粒子”特征越强。特征越强。放射治疗设备介绍第19页电磁辐射电磁辐射“波粒二重性波粒二重性”无线电波、微波等向外辐射时,无线电波、微波等向外辐射时,“粒子粒子”特征非常特征非常微弱,普通是用波动理论进行
12、描述,所以,通常微弱,普通是用波动理论进行描述,所以,通常叫做电磁波;叫做电磁波;红外线,可见光、紫外线而言,红外线,可见光、紫外线而言,“波波”特征依次减特征依次减弱,弱,“粒子粒子”特征依次增强,特征依次增强,红外线红外线“波波”特征略强,特征略强,“粒子粒子”特征较弱;特征较弱;紫外线则是紫外线则是“波波”特征较弱,特征较弱,“粒子粒子”特征略强;特征略强;而可见光而可见光“波粒二重性波粒二重性”最为经典;最为经典;放射治疗设备介绍第20页电磁辐射电磁辐射“波粒二重性波粒二重性”电磁波谱另一端,电磁波谱另一端,X射线和射线和射线主要以射线主要以“粒子粒子”特特征表现,几乎显不出征表现,几
13、乎显不出“波波”特征特征能够把能够把X射线和射线和射线看成是射线看成是“粒子粒子”,但这种粒子,但这种粒子含有自己特殊性质,为了有所区分,人们把这种含有自己特殊性质,为了有所区分,人们把这种“粒子粒子”叫做叫做“光子光子”。在放射治疗医学领域,人们往往把在放射治疗医学领域,人们往往把“光子光子”概念等概念等同于同于X射线或射线或射线射线放射治疗设备介绍第21页X射线射线射线特点射线特点X射线和射线和射线含有穿透物质能力射线含有穿透物质能力特定能量特定能量X射线或射线或射线而言,物质密度越小射线而言,物质密度越小,穿透穿透能力越强能力越强;物质密度越大,穿透能力越弱物质密度越大,穿透能力越弱X线
14、机、线机、CT机设计原理机设计原理放射治疗设备介绍第22页X射线射线射线特点射线特点不一样物质对不一样物质对X射线和射线和射线含有不一样穿透能力,射线含有不一样穿透能力,通常是物质原子序数越高,通常是物质原子序数越高,X射线或射线或射线穿透能射线穿透能力越弱力越弱依据这一特点,选取穿透能力弱材料对依据这一特点,选取穿透能力弱材料对X射线和射线和射线进行控制与防护,铅被广泛应用射线进行控制与防护,铅被广泛应用。放射治疗设备介绍第23页X射线射线射线特点射线特点“电离辐射电离辐射”是是X射线和射线和射线另一个主要特点。能射线另一个主要特点。能量越高,辐射深度越深,量越高,辐射深度越深,“电离电离”
15、性能越强。性能越强。医用直线加速器、钴医用直线加速器、钴-60治疗机、近距离后装治疗治疗机、近距离后装治疗机等当代肿瘤放射治疗设备就是按照机等当代肿瘤放射治疗设备就是按照X射线和射线和射射线这一特征而设计生产并逐步发展起来。线这一特征而设计生产并逐步发展起来。放射治疗设备介绍第24页粒子辐射粒子辐射粒子辐射包含带电粒子辐射和中性粒子辐射粒子辐射包含带电粒子辐射和中性粒子辐射(电子、电子、质子、中子等质子、中子等)带电粒子带电粒子带正电粒子带正电粒子-正电粒子正电粒子带负电粒子带负电粒子-负电粒子负电粒子粒子辐射按质量粒子辐射按质量轻粒子轻粒子重粒子重粒子电子和质子是带电粒子电子和质子是带电粒子
16、电子是负电粒子电子是负电粒子质子是正电粒子质子是正电粒子中子是中性粒子中子是中性粒子 放射治疗设备介绍第25页粒子辐射粒子辐射粒子质量粒子质量 电子电子-轻粒子轻粒子 质子质子 中子中子-较重离子较重离子 碳、氧、氮等粒子碳、氧、氮等粒子-重粒子重粒子一个质子一个质子=一个电子电荷量一个电子电荷量=1.60Xl0-19C(库仑库仑);一个质子质量一个质子质量1.67X10-27kg=1836倍个电子质量倍个电子质量 二者质量差异巨大二者质量差异巨大碳离子等重离子质量更大碳离子等重离子质量更大放射治疗设备介绍第26页粒子辐射粒子辐射不一样粒子辐射不一样粒子辐射不一样射线装置或射线设备来产生不一样
17、射线装置或射线设备来产生不一样设备所输出粒子辐射含有各不相同放射特不一样设备所输出粒子辐射含有各不相同放射特征征利用各具特色放射特征,输出各种粒子束放射治利用各具特色放射特征,输出各种粒子束放射治疗设备,以满足临床放疗不一样需求。疗设备,以满足临床放疗不一样需求。放射治疗设备介绍第27页放射治疗设备介绍第28页直接致电离辐射直接致电离辐射含有比较显著含有比较显著“射程射程”即电子线、质子束和重离子束即电子线、质子束和重离子束这三条曲线都有比较显著终点,这是带电粒子辐射这三条曲线都有比较显著终点,这是带电粒子辐射共同特点。共同特点。电子射程很浅,只适合于皮肤和较浅部位病变治疗电子射程很浅,只适合
18、于皮肤和较浅部位病变治疗放射治疗设备介绍第29页直接致电离辐射直接致电离辐射质子和重离子射程比较远质子和重离子射程比较远最大优势:最大优势:“布拉格峰布拉格峰”:到达最大射程以后射线剂量快速降到达最大射程以后射线剂量快速降低到零点曲线低到零点曲线有效保护后面正常组织,比较适合于主要器官周有效保护后面正常组织,比较适合于主要器官周围病变治疗。围病变治疗。重粒子重粒子“布拉格峰布拉格峰”比质子比质子“布拉格峰布拉格峰”愈加尖锐,愈加尖锐,对一些特定病变而言含有更大优越性,设备愈加对一些特定病变而言含有更大优越性,设备愈加粗笨和复杂,故当前极少应用。质子加速器和重粗笨和复杂,故当前极少应用。质子加速
19、器和重粒子加速器设备造价太昂贵等原因,当前还难以粒子加速器设备造价太昂贵等原因,当前还难以广泛推广应用。广泛推广应用。放射治疗设备介绍第30页放射治疗设备介绍第31页间接致电离辐射间接致电离辐射射线没有射线没有“射程射程”kV级级K射线、射线、射线、高能射线、高能X射线、中射线、中子束这四条曲线几乎没有终点,这是间子束这四条曲线几乎没有终点,这是间接致电离辐射接致电离辐射包含光子和中性粒子包含光子和中性粒子(中子中子)共同特点,但它们最大剂量点深共同特点,但它们最大剂量点深度随能量增加而加深,度随能量增加而加深,为了表示这种射线特点,通常将从表面为了表示这种射线特点,通常将从表面到最大剂量点区
20、域称之为到最大剂量点区域称之为“建成区建成区”。经。经过选择适当能量即依据病灶深度选择适过选择适当能量即依据病灶深度选择适当当“建成区建成区”,并采取合理布野照射技术,并采取合理布野照射技术,这类射线能够适合于多数病灶放射治疗。这类射线能够适合于多数病灶放射治疗。高能高能X射线和中子束剂量特征曲线比较射线和中子束剂量特征曲线比较靠近,似乎二者没有什么区分,而实际靠近,似乎二者没有什么区分,而实际上,从放射生物学角度分析,二者还是上,从放射生物学角度分析,二者还是有较大差异。另外,因中子设备愈加复有较大差异。另外,因中子设备愈加复杂昂贵,故当前极少应用。杂昂贵,故当前极少应用。放射治疗设备介绍第
21、32页放射治疗设备介绍第33页惯用放射治疗设备惯用放射治疗设备 放射治疗设备照射方式:外照射放射治疗设备照射方式:外照射 内照射内照射外照射(远距离照射)是将放射源置于体外一定距离进行外照射(远距离照射)是将放射源置于体外一定距离进行照射,放射线需经皮肤和正常组织才能抵达肿瘤或病变组照射,放射线需经皮肤和正常组织才能抵达肿瘤或病变组织。依据不一样病灶,只要选择适当射线类型和能量,精织。依据不一样病灶,只要选择适当射线类型和能量,精心设计治疗计划和治疗方案,就能够抵达预计治疗效果。心设计治疗计划和治疗方案,就能够抵达预计治疗效果。内照射(近距离照射)是采取某种方式将放射源置于人体内照射(近距离照
22、射)是采取某种方式将放射源置于人体自然腔道或组织间进行近距离直接照射,因为内照射距离自然腔道或组织间进行近距离直接照射,因为内照射距离近,普通选取低能量放射源,只要选择适当适应证,也能近,普通选取低能量放射源,只要选择适当适应证,也能够抵达比较理想治疗效果。够抵达比较理想治疗效果。内照射治疗既能够单独实施,也能够与外照射配合实施,内照射治疗既能够单独实施,也能够与外照射配合实施,详细采取哪种照射方式,要依据不一样病灶由放疗医师来详细采取哪种照射方式,要依据不一样病灶由放疗医师来确定详细治疗实施方案。确定详细治疗实施方案。放射治疗设备介绍第34页外照射外照射 内照射内照射放射治疗设备介绍第35页
23、惯用放射治疗设备惯用放射治疗设备kV级级X射线治疗机射线治疗机钴钴-60治疗机治疗机医用电子直线加速器医用电子直线加速器内照射近距离后装治疗机内照射近距离后装治疗机质子加速器质子加速器在普通医用电子直线加速在普通医用电子直线加速器上辅加动态多叶光阑器上辅加动态多叶光阑(MLC)、实时验证系统和、实时验证系统和呼吸门控系统等装置,使呼吸门控系统等装置,使得得“适形治疗适形治疗”和和“调强治调强治疗疗”等准确放射治疗技术等准确放射治疗技术取得了飞速发展。取得了飞速发展。放射治疗设备介绍第36页kV级级X射线治疗机和钴射线治疗机和钴-60治疗机是早期外照射设备,前治疗机是早期外照射设备,前者当前已趋
24、于淘汰;后者因为设备结构比较简单,成本较者当前已趋于淘汰;后者因为设备结构比较简单,成本较低,含有很好临床意义,当前在中小医院仍有一定市场。低,含有很好临床意义,当前在中小医院仍有一定市场。而在大型综合性医院和专业肿瘤医院,作为主流外照射设而在大型综合性医院和专业肿瘤医院,作为主流外照射设备,医用电子直线加速器正在放疗界得到快速推广和应用。备,医用电子直线加速器正在放疗界得到快速推广和应用。在计算机控制下,以在计算机控制下,以192铱作为放射源近距离后装治疗机铱作为放射源近距离后装治疗机是当前应用最为广泛内照射设备。是当前应用最为广泛内照射设备。而性能愈加优越重粒子加速器等高能粒子加速器,因为
25、结而性能愈加优越重粒子加速器等高能粒子加速器,因为结构愈加复杂,价格昂贵等原因,当前和今后相当长时间内构愈加复杂,价格昂贵等原因,当前和今后相当长时间内还难以推广应用。还难以推广应用。放射治疗终究选取何种放疗设备,选取何种放射源,用多放射治疗终究选取何种放疗设备,选取何种放射源,用多高能量进行照射,要依据实际临床需要和当初经济技术水高能量进行照射,要依据实际临床需要和当初经济技术水平综合考虑来确定。平综合考虑来确定。放射治疗设备介绍第37页为了进行有效放射治疗,还必须配置对应放疗辅为了进行有效放射治疗,还必须配置对应放疗辅助设备。主要包含:助设备。主要包含:模确定位机模确定位机治疗计划系统治疗
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