肿瘤放射治疗装置.ppt
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1、2019/6/27,沈阳东软医疗系统有限公司,肿瘤放射治疗装置,2019/6/27,放射治疗(Radiotherapy)是利用辐射对恶性肿瘤进行照射使其生长受到抑制而致死的一种疗法,简称放疗。放疗的基本原则是破坏恶性肿瘤和保存正常组织。 放射治疗是从发现X射线及放射性物质后才开始的。随着放射物理学、放射生物学、临床肿瘤学及各种放射治疗装置的发展,已和手术治疗、化学治疗一起成为治疗恶性肿瘤的三大主要手段。约有70%的恶性肿瘤患者需要进行放射治疗。,2019/6/27,一、 放射治疗装置分类,1. 外照射治疗机 (1)同位素远距离治疗机(如钴-60) (2)X射线治疗机(如深部X线机) (3)医用
2、电子加速器 (4)医用质子加速器 (5)医用中子发生器 (6)医用重离子加速器 (7)医用-介子发生器,2019/6/27,2. 内照射治疗机 (1) 射线后装机 (2) 中子后装机 3.立体定向放射外科治疗装置 (1)-刀 (2) X-刀 (3) 质子刀 (4)中子刀 在外照射治疗机中,最常用的是医用电子直 线加速器,其次是钴60远距离治疗机。在内照射 治疗机中,主要是同位素后装机。,2019/6/27,其中医用电子直线加速器分类,2019/6/27,二、加速器的发展,2019/6/27,同源 IGRT,KV级 IGRT,2019/6/27,三、电子直线加速器系统组成,医用电子直线加速器由(
3、1)加速系统,(2)辐射系统,(3)剂量检测系统,(4)机架及治疗床运动系统,(5)电气控制系统,(6)温控及充气系统六部分组成。 1. 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。,2019/6/27,(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 医用电子直线加速器加速系统,2019/6/27,(1)
4、加速管 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,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。,2019/6/27,2019/6/27,2019/6/27,(2) 微波传输系统 微波传输系统主要由传输波导构成。在行波传输系统中,隔离器用来吸收反向传输的微波以保护微波功率源。在驻波传输系统中,由于反射功率强,需采用环流器作为隔离器件。 (3) 微波功率源 低、中能机常用磁控管作微波功率源。磁控管是微波自激震荡器,体积小,工作电压低,但其工作频率易漂移,因此需采用自动稳频系统,提高频率稳定度。高能机需较
5、高的微波功率,常用多腔速调管作为微波功率源。速调管是微波功率放大器,体积大,工作电压高,需要有前置激励来驱动,频率比较稳定,但也需自动调频系统使其与负载变化保持一致。,2019/6/27,微波源磁控管(磁铁),对低功率磁控管一般采用永久磁铁(铝镍钴,钕铁硼,钐钴) 中功率磁控管采用电磁铁。 磁场的方向与磁控管的阴极轴平行。,2019/6/27,微波传输系统组成:,2019/6/27,(4) 高压脉冲调制器 其作用是向微波功率源提供脉冲高压,工作原理是利用储能放电的原理形成高压脉冲,经脉冲变压器放大后供微波功率源使用。,2019/6/27,2019/6/27,2. 辐射系统 辐射系统的作用是使从
6、加速系统产生的辐射符合放射治疗的特殊要求(均整度、辐射野面积形状等,如图)。,a)X射线辐射系统 b)电子射线辐射系统 A-限束器 C-准直器 F-散射箔 I-电离室 J-光阑 M-反射镜 P-均整块 T-靶 W-楔形过滤器 辐射系统结构示意图,X射线及电子射线的辐射系统如图所示,其主要组成有:靶、均整块、散射箔、准直器、上下光阑等。,2019/6/27,治疗头结构,1、治疗头旋转范围:090;180360 光阑采用独立光阑技术,其中, 2、上独立光阑运行范围(单边):10+20cm(过中线) 3、下独立光阑运行范围(单边):020cm(不过中线),2019/6/27,靶加速电子打靶后产生X射
7、线。 均整块使辐射野内的X射线剂量分布均匀。 散射靶使从加速系统来的集束的电子射线在一定辐射野内均匀散开。 准直器初步限制辐射的范围。 上下光阑调节辐射野的形状、面积。 限束器限定电子射线辐射野的范围以及改善电子射线的均整度。 楔形过滤器在X射线辐射野内产生非对称的楔形剂量分布。,2019/6/27,3. 剂量监测系统 剂量监测系统由电离室、前置放大器及监测剂量仪组成。电离室位于辐射系统之内,由若干片极片构成,其中有两对用于监测辐射野内相互垂直的两个方向的均整度,有一片用于监测辐射的能量变化,有两片用于检测辐射的吸收剂量。 4. 机架及治疗床运动系统 现代医用电子直线加速器采用等中心原则的运动
8、系统,即机架、辐射头及治疗床三者的旋转轴线交于一点,该点称为等中心,要求中心误差在2mm以内。,2019/6/27,治疗床运动参数: 治疗床垂直移动范围:最低点745mm,最高点1345mm 治疗床公转角度范围:不小于180(090,270360) 治疗横向移动范围:不小于480mm 治疗床纵向移动范围:不小于1430m 活动地板的升降范围:170mm0 采用升降装置的目的是降低系统等中心高度,目前为1300mm,为目前国内外加速器中最低。,2019/6/27,5. 电气控制系统 电气控制系统由以下几部分组成: (1) 各种电源。 (2) 连锁保护:包括水流、水温、水压、高压过载、微波功率源打
9、火等各种保护。 (3) 自动控制:包括自动频率控制、自动剂量率控制、自动均整度控制、自动楔形过滤器控制、弧形旋转控制等。 (4) 正常治疗的程序控制:包括待机、预制、准备、出束等几种状态的程序控制。,2019/6/27,6. 温控及充气系统 温控系统用来带走加速管、靶、聚焦线圈、偏转磁铁线圈、微波功率源、隔离器(或环流器)及吸收负载等在工作中产生的热量。充气系统用于对微波传输系统抽真空后再充绝缘气体,如氮气、氟里昂等,以防止发生电场击穿。,2019/6/27,四、东软6MV单光子机支持精确放疗的技术保证和可发展空间,全数字控制 常规放疗(对称野+非对称野) 360弧形放疗 动态楔治疗 剂量伺服
10、稳定保证 稳定性 准确性 小于1s的快速达峰能力 附属功能和装置 四独立光阑 旋转治疗 治疗信息管理系统(TIM) MLC,2019/6/27,NMSR600加速器系统组成,2019/6/27,控制台,2019/6/27,2019/6/27,TPS现状,3D-RTPS系统软件主要功能 患者影像数据输入; 患者建模、靶区及器官勾画; 三维可视化; 射束设置; 三维光子束剂量计算; 前向调强放射治疗; 放射治疗计划的评估; 放射治疗计划的输出; 数据的备份与恢复。,2019/6/27,东软CT-sim,2019/6/27,2019/6/27,TIM(Treatment Information Ma
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