肿瘤放射物理学精要.ppt

直线加速器是最早发明的一种谐振式加速器，人们为了克服高压加速器所遇到的困难，探索了使带电粒子连续多次通过一个电压不很高的加速电场来获得高能的方法。1928年威德罗（Widroe）建成了第一个直线谐振加速度。 当正离子经过加速间隙 a处时，间隙间的高频电场正好使它加速，随后离子进入漂移管，高频电场也正好变换极性（漂移管内电场=0），当离子到达间隙b时又正好被加速，这样经过几个加速间隙所获得的总动能为 这种直线加速器的漂移管长度 随能量 增大而加长，使整个装置变得非常庞大.缩短加速器长度的途径是提高高频电压的频率，第二次世界大战后，超高频微波技术的发展，使之成为可能。 优点：叶片靠近放射源，得到相同大小射野时，MLC叶片运动范围较小，叶片长度可缩小，MLC结构紧凑。 缺点：叶片远离等中心，叶片宽度的加工和运动位置的控制比其他类型安装要求严格。 Siemens MLC 由29对、7.5cm厚的钨合金组成，内部的27对叶片中，每片在等中心的投影宽为1cm、长为31cm，内组合野为40cm×27cm；而外部2对宽为6.5cm，内外组合野为40cm×40cm。此结构可减少射束中心的辐射泄漏。叶片最大移动速度为每秒2cm但不控制单个叶片的速度。上光栏（jaw）的放置必须小于MLC组形边界外0.5cm，但可按需要置于MLC组形边界内的任何距离。 在Siemens的加速器中，MLC完全代替了下光栏。 Varian MLC 由26对或40对（或60对）5cm厚的钨合金叶片组成，每片在等中心投影宽为1cm（60对中的内20对为0.5cm），长为16（40）cm，叶片最大移动速度为每秒3cm（等中心）。 Varian加速器中MLC是作为第三准直器，替代射野挡块托架的位置。 优点：发生故障时方便置换成射野挡块。 缺点：增加了治疗机臂的重力负荷；因离X射线靶较远，MLC叶片宽度和长度较前两种大，治疗头体积相应增大，会给一些特殊病种的体位的治疗摆位造成一定的困难。 三、多叶准直器叶片的控制 为使每个叶片随时分别到达准确的位置，各生产厂家采用了不同的叶片控制方式，但都必须包括三项内容： A． 叶片位置的监测 包括使用机械限位开关监测叶片的开关状态，光学摄像系统，线性编码器等 ； B． 叶片控制逻辑包括控制叶片的开关状态、叶片位置、叶片运动速度和剂量补偿等。 C． 叶片运动到位机构采用数字方式或模拟方式控制叶片的到位。 （1） 叶片位置的监测 为确保叶片安全、可靠地到位，必须定时监测叶片的位置。 开关式准直器：使用机械限位开关来监测叶片的开关（ON、OFF）状态。 较常用是用高精度的线性电位器作为线性编码器，它具有很好的线性度和精度，但因为接线太多、占据空间较大，一旦电位器出现问题，在结构紧凑的MLC中较难查找故障，必须用高可靠、高质量的电位器 （2） 叶片位置的控制 叶片位置的确定和控制到位是实现MLC功能的先决条件。叶片位置应与它拟形成的射野的边界相一致。线性编码电位器或光学摄像系统所记录或显示的叶片位置应相当于灯光野的大小，也必须是实际射线野的大小。 （3） 叶片驱动机构 对于开关型MLC，通常采用活塞气动式控制，可使叶片快速进入开、闭状态；对于非开关型的标准MLC，一般都采用微型电机驱动，并通过丝杠将电机的旋转运动变成叶片的直线运动。叶片的运动速度可设计在大约0.2-50mm/s范围，常用的速度是1-2cm/s （4） 叶片位置的校对 叶片位置的校对是保证叶片精确到位的重要措施。它是把来自CCD摄像机的像素信号或来自线性电位器的电压信号与叶片的位置进行一对一的校对，并定期重复进行。 （5） 治疗准直器或后备准直器的自动跟随 治疗或后备准直器的自动跟随是为了屏蔽相对叶片和相邻叶片之间的泄漏射线。除用后备准直器跟随外，有的采用标准的加速器治疗准直器进行跟随。跟随准直器的位置应由相应MLC叶片的当前位置的编码信号进行控制。 第七节 重粒子治疗 轻粒子：光子、电子 重粒子：快中子、质子、π负介子及氮、碳、氧、氖离子等 重粒子一般在回旋加速器中产生，回旋加速器是一种带电粒子加速器，主要用于核物理研究，放射治疗中主要使用它所产生的高能质子束，或利用它加速氘核轰击低原子序数铍靶所产生的快中子束，氘核能量一般加速到约15~50MeV。 一、概况 交流高频电压 D型盒 重粒子束的肿瘤剂量分布 重粒子射线在人体组织的一定深度会产生一个 急剧上升的高剂量区--Bragg峰，即射线的绝大部分能量都释放在峰区，可使高剂量区集中覆盖在要治疗的肿瘤靶区。而在峰区之前是一 个低剂量的平坦段，在峰区之后其能量则骤降为零，因此可得到非常理想的剂量学分布。 重粒子束的放射生物效应 1、重粒子束的