最新外照射治疗机PPT课件

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1、外照射治疗机外照射治疗机放射治疗核物理基础放射治疗核物理基础 特征特征X线和连续线和连续X线中能量较低的长波射线中能量较低的长波射线穿透力低线穿透力低 ，不适宜深部肿瘤的治疗，不适宜深部肿瘤的治疗，又可加重正常组织的反应和损伤又可加重正常组织的反应和损伤 ，在临，在临床使用时，常用不同厚度床使用时，常用不同厚度 、不同材料制、不同材料制成的过滤板成的过滤板(Filter)将低穿透性的将低穿透性的 “软线软线”滤去滤去 用不同材料和厚度的过滤板用不同材料和厚度的过滤板 ，虽，虽 X 机管机管电压相同电压相同 ， 但进入体内的但进入体内的 X 线质是不同线质是不同的的 ，此时显然不能用电压（，此时

2、显然不能用电压（ kV ）来表示）来表示 X 线的质，故临床上常用半值层（线的质，故临床上常用半值层（HVL）来衡量来衡量 HVL 的含义是使射线的强度的含义是使射线的强度 （ 是射线是射线 的量而不是质）减小一半所需的某种滤过的量而不是质）减小一半所需的某种滤过物质的厚度物质的厚度 ，一般光子经，一般光子经7个半值层滤过后，个半值层滤过后，其强度可减小至其强度可减小至0.1% 医用电子加速器的高速阴极电子未撞击医用电子加速器的高速阴极电子未撞击靶而被直接引出即为靶而被直接引出即为电子束，电子束，其达到机体其达到机体组织后可同样发生上述作用情况，且本身组织后可同样发生上述作用情况，且本身有直接

3、电离作用有直接电离作用 入射电子若能量大于靶原子核的结合能入射电子若能量大于靶原子核的结合能时，可击出核内的中子时，可击出核内的中子n 光子（线、光子（线、射线）与被照射介质射线）与被照射介质 （组织）相遇时可发生以下几种情况（组织）相遇时可发生以下几种情况p 光子与介质原子的内层电子相遇，把能光子与介质原子的内层电子相遇，把能量全部传递给该电子，电子从轨道上被击量全部传递给该电子，电子从轨道上被击出，外层电子向内补充（跃迁），发生特出，外层电子向内补充（跃迁），发生特征辐射，称征辐射，称光电效应，光电效应，击出的电子称击出的电子称 “光电子光电子”，而该原子成为正离子，而该原子成为正离子p

4、光子将部分能量转移给电子，使其击出，光子将部分能量转移给电子，使其击出，击出的电子称反冲电子或康普顿电子，这击出的电子称反冲电子或康普顿电子，这种现象称种现象称康普顿效应，康普顿效应，入射光子以其残余入射光子以其残余能量向另一方向运动，此时的光子称能量向另一方向运动，此时的光子称散射散射光子（散射线）光子（散射线），同样可使靶物质的其他，同样可使靶物质的其他原子的轨道电子发生光电效应和康普顿效原子的轨道电子发生光电效应和康普顿效应应 p 当光子能量大于当光子能量大于1.02MeV时，在通过原时，在通过原子核附近时，受核电场影响而突然消失变子核附近时，受核电场影响而突然消失变成正、负成正、负2个

5、电子个电子 ，称，称电子对效应电子对效应 。正正 、负电子有动能时可产生电离作用负电子有动能时可产生电离作用 。当正电。当正电子能量耗尽时子能量耗尽时 ，能与吸收介质原子的电子，能与吸收介质原子的电子结合转变为能量各为结合转变为能量各为 0.51 MeV 的的 2 个光个光 子，称子，称湮没辐射湮没辐射 在发生上述现象时，除了产生的光电子、在发生上述现象时，除了产生的光电子、反冲电子及电子对效应的正、负电子和失反冲电子及电子对效应的正、负电子和失去电子后的原子成为的正离子均直接有电去电子后的原子成为的正离子均直接有电离作用外，这些电子还可作用于介质的其离作用外，这些电子还可作用于介质的其它原子

6、它原子 ，重复发生上述，重复发生上述3种效应种效应 ，此过程，此过程重复多次，可产生大量正负离子，它们在重复多次，可产生大量正负离子，它们在肿瘤治疗中起到电离作用肿瘤治疗中起到电离作用 电离作用产生生物学效应不能依据机体吸收的电离作用产生生物学效应不能依据机体吸收的电离作用产生生物学效应不能依据机体吸收的电离作用产生生物学效应不能依据机体吸收的能量来衡量，例如能量来衡量，例如能量来衡量，例如能量来衡量，例如5 Gy5 Gy剂量全身照射后剂量全身照射后剂量全身照射后剂量全身照射后1 1个月个月个月个月 ，可引起骨髓衰退性死亡可引起骨髓衰退性死亡可引起骨髓衰退性死亡可引起骨髓衰退性死亡 ，而全身吸

7、收的能量不及，而全身吸收的能量不及，而全身吸收的能量不及，而全身吸收的能量不及饮用一杯咖啡。从分子水平来解释，这是射线使饮用一杯咖啡。从分子水平来解释，这是射线使饮用一杯咖啡。从分子水平来解释，这是射线使饮用一杯咖啡。从分子水平来解释，这是射线使关键生物分子的特殊电离而产生的破坏关键生物分子的特殊电离而产生的破坏关键生物分子的特殊电离而产生的破坏关键生物分子的特殊电离而产生的破坏 3 Gy 3 Gy 剂量照射使每个被照射细胞发生成千上万剂量照射使每个被照射细胞发生成千上万剂量照射使每个被照射细胞发生成千上万剂量照射使每个被照射细胞发生成千上万次电离次电离次电离次电离 ，每个细胞出现几千个，每个

8、细胞出现几千个，每个细胞出现几千个，每个细胞出现几千个DNADNA单链断裂，大单链断裂，大单链断裂，大单链断裂，大约有约有约有约有100100个双链断裂个双链断裂个双链断裂个双链断裂 ，造成，造成，造成，造成 90 %90 %左右的被照射细左右的被照射细左右的被照射细左右的被照射细胞出现增殖死亡，而胞出现增殖死亡，而胞出现增殖死亡，而胞出现增殖死亡，而10%10%的细胞可得到修复的细胞可得到修复的细胞可得到修复的细胞可得到修复 当不同能量的光子与人体组织相互作用时，当不同能量的光子与人体组织相互作用时，其发生光电效应、康普顿效应和电子对效其发生光电效应、康普顿效应和电子对效应的重要性不同应的重

9、要性不同 。 在光子能量较低时，光在光子能量较低时，光电效应起主导作用电效应起主导作用 ; 能量达能量达1MeV时时 ，以，以康普顿效应占优势康普顿效应占优势 ; 光子能量达光子能量达1.02 MeV时，开始出现电子对效应时，开始出现电子对效应 一个光子与被照射物质发生上述三种效一个光子与被照射物质发生上述三种效应时应时 ，都有一定的概率，都有一定的概率 ， 概率大小用原概率大小用原子截面来衡量子截面来衡量 ，以，以代表截面代表截面 ，截面单，截面单位为靶恩（位为靶恩（b），），1靶恩靶恩 = 10-28m2 光电效应光电效应 、康普顿效应和电子对效应、康普顿效应和电子对效应各有独立的作用截面

10、，分别以各有独立的作用截面，分别以h 、e 和和表示表示n 截面大小与光子的能量和靶物质的原截面大小与光子的能量和靶物质的原子序数有关子序数有关p 光电效应时，截面大小与射线能量（光电效应时，截面大小与射线能量（hv）及靶物质原子序数（及靶物质原子序数（Z）的关系为：）的关系为： h Z4 / hv3p 康普顿效应为：康普顿效应为： e Z / hvp 电子对效应为：电子对效应为： Z2 （hv - 1.02） 从上可见，用低能射线照射时，其时以光电从上可见，用低能射线照射时，其时以光电从上可见，用低能射线照射时，其时以光电从上可见，用低能射线照射时，其时以光电效应吸收为主，被照射组织的吸收与

11、原子序数效应吸收为主，被照射组织的吸收与原子序数效应吸收为主，被照射组织的吸收与原子序数效应吸收为主，被照射组织的吸收与原子序数及放射线能量关系密切，即骨吸收明显比软组及放射线能量关系密切，即骨吸收明显比软组及放射线能量关系密切，即骨吸收明显比软组及放射线能量关系密切，即骨吸收明显比软组织（织（织（织（ 包括肿瘤包括肿瘤包括肿瘤包括肿瘤 ）为多）为多）为多）为多 ， 易造成骨的放射性损易造成骨的放射性损易造成骨的放射性损易造成骨的放射性损伤伤伤伤 而而而而6060CoCo线的平均能量为线的平均能量为线的平均能量为线的平均能量为1.25MeV1.25MeV（相当高能（相当高能（相当高能（相当高能

12、X X线线线线3 - 4 MV 3 - 4 MV ），此时以康普顿效应为主），此时以康普顿效应为主），此时以康普顿效应为主），此时以康普顿效应为主 ，与，与，与，与吸收组织的原子序数关系较小，骨与软组织吸吸收组织的原子序数关系较小，骨与软组织吸吸收组织的原子序数关系较小，骨与软组织吸吸收组织的原子序数关系较小，骨与软组织吸收大致相仿，若射线能量进一步增高，电子对收大致相仿，若射线能量进一步增高，电子对收大致相仿，若射线能量进一步增高，电子对收大致相仿，若射线能量进一步增高，电子对效应所占比重增大，骨吸收又开始增加，但无效应所占比重增大，骨吸收又开始增加，但无效应所占比重增大，骨吸收又开始增加，

13、但无效应所占比重增大，骨吸收又开始增加，但无光电效应明显光电效应明显光电效应明显光电效应明显n 放射剂量单位放射剂量单位 临床上常用的放射剂量单位为吸收剂量临床上常用的放射剂量单位为吸收剂量单位，以焦耳单位，以焦耳/千克（千克（J/kg）表示，其专用）表示，其专用名称为戈瑞（名称为戈瑞（Gy） 1Gy表示射线传递给表示射线传递给1千克介质（组织）千克介质（组织）的辐射能量为的辐射能量为1焦耳焦耳 1Gy = 100 cGy = 100 Rad Rad（拉德）现已废弃不用（拉德）现已废弃不用 吸收剂量单位不能与照射量单位混淆，吸收剂量单位不能与照射量单位混淆，后者仅反映光子辐射本身的性质后者仅反

14、映光子辐射本身的性质 ，即在，即在 某点空气中产生电离的能力，用库仑某点空气中产生电离的能力，用库仑/千千 克（克（C/kg）表示）表示 旧制的伦琴（旧制的伦琴（R）单位也已废弃使用）单位也已废弃使用 根据前述根据前述 ，用相同的照射量，用相同的照射量 ，但用不，但用不 同能量的射线同能量的射线 ,对不同性质的吸收介质对不同性质的吸收介质 ，则吸收剂量可明显不同则吸收剂量可明显不同n 线性能量转换线性能量转换 linear energy transfer, LET 放射线在单位长度轨迹上的能量丢失密度称线性放射线在单位长度轨迹上的能量丢失密度称线性放射线在单位长度轨迹上的能量丢失密度称线性放射

15、线在单位长度轨迹上的能量丢失密度称线性能量转换（能量转换（能量转换（能量转换（linear energy transfer,LETlinear energy transfer,LET） 分高分高分高分高LETLET和低和低和低和低LETLET射线两大类，射线两大类，射线两大类，射线两大类，LETLET以以以以 keV/mkeV/m为单位为单位为单位为单位 国内常用的放射治疗机产生的国内常用的放射治疗机产生的国内常用的放射治疗机产生的国内常用的放射治疗机产生的X X线线线线 、 线均为低线均为低线均为低线均为低LETLET射线，射线，射线，射线，6060CoCo的的的的LETLET为为为为 0.

16、3 keV /m 0.3 keV /m ，高能，高能，高能，高能 X X线为线为线为线为3 keV /m 3 keV /m 而中子而中子而中子而中子 、负、负、负、负介子和重离子等均为高介子和重离子等均为高介子和重离子等均为高介子和重离子等均为高LETLET射线射线射线射线 , ,中子的中子的中子的中子的LETLET在在在在10 keV /m 10 keV /m 以上以上以上以上 粒子则可高达粒子则可高达粒子则可高达粒子则可高达100 keV /m100 keV /m以上以上以上以上 某些射线品质因素（某些射线品质因素（Q Q）对）对LETLET的依赖关系的依赖关系 水中水中LET Q 射线射

17、线 （keV/m） 3.5 1 X线、线、线线 、电子、电子 7 2 23 5 质子、中子质子、中子 53 10 175 20 粒子、重反冲核粒子、重反冲核 从上表中可见，从上表中可见，X线或线或线的线的Q值为值为1，快中，快中子的子的Q值为值为10，即，即10Gy的快中子将导致与的快中子将导致与100Gy X线相等的损伤线相等的损伤 高、低高、低LET射线的放射生物效应不同射线的放射生物效应不同l 高高LET射线的相对生物效应（射线的相对生物效应（RBE）高）高l 氧增强比（氧增强比（OER）低）低l 对增殖周期中各期相细胞和非增殖周期对增殖周期中各期相细胞和非增殖周期（G0期）细胞的放射敏

18、感性差异小期）细胞的放射敏感性差异小l 几乎没有或较少有细胞的非致死性损伤的几乎没有或较少有细胞的非致死性损伤的修复修复n 照射方式照射方式 p 远距离照射远距离照射 最为常用最为常用,其优点为照射范围大、深其优点为照射范围大、深度量高，靶区内同一平面剂量相对均度量高，靶区内同一平面剂量相对均匀以及操作方便等匀以及操作方便等p 近距离治疗近距离治疗 是将放射源置于体表面是将放射源置于体表面 、 体腔内体腔内（如食管、子宫等）或插入组织内进（如食管、子宫等）或插入组织内进行放疗，其剂量分布特点是靠近放射行放疗，其剂量分布特点是靠近放射源处在较短时间内可得到极高剂量，源处在较短时间内可得到极高剂量

19、，而随着离放射源的距离加大，剂量梯而随着离放射源的距离加大，剂量梯度急剧下降，一般需与远距离外照射度急剧下降，一般需与远距离外照射配合治疗配合治疗p 内照射治疗内照射治疗 将放射性核素或与放射性核素结将放射性核素或与放射性核素结合的药物用口服或静脉注射方法使合的药物用口服或静脉注射方法使其浓集到特定的组织器官内进行的其浓集到特定的组织器官内进行的放疗称内照射治疗，这不在本章讨放疗称内照射治疗，这不在本章讨论范围之内论范围之内理理 想想 放放 射射 源源 条条 件件n 理想的剂量分布理想的剂量分布n 能杀灭乏氧细胞能杀灭乏氧细胞n 能杀灭非增殖期细胞能杀灭非增殖期细胞n 理想的剂量分布理想的剂量

20、分布 p 是指从一个方向的入射线能在肿瘤深度是指从一个方向的入射线能在肿瘤深度达到高剂量，而肿瘤前、后的正常组织剂达到高剂量，而肿瘤前、后的正常组织剂量较低、旁向散射又很少，有利于保护正量较低、旁向散射又很少，有利于保护正常组织，体现了射线的物理性能良好常组织，体现了射线的物理性能良好p 单野照射时，单野照射时，X线、线、射线进入体内后，射线进入体内后，从最高剂量点开始，随着深度增加，剂量从最高剂量点开始，随着深度增加，剂量逐渐下降，肿瘤达不到杀灭剂量，而肿瘤逐渐下降，肿瘤达不到杀灭剂量，而肿瘤前后组织均受到较大剂量照射（此时需用前后组织均受到较大剂量照射（此时需用多个方向的照射野聚焦照射）多

21、个方向的照射野聚焦照射）pp 医用加速器产生的电子束特点是进入皮肤后，医用加速器产生的电子束特点是进入皮肤后，医用加速器产生的电子束特点是进入皮肤后，医用加速器产生的电子束特点是进入皮肤后，一直维持较高剂量，在预定肿瘤深度（可调节电一直维持较高剂量，在预定肿瘤深度（可调节电一直维持较高剂量，在预定肿瘤深度（可调节电一直维持较高剂量，在预定肿瘤深度（可调节电压）后骤然下降，有利于表浅肿瘤的治疗压）后骤然下降，有利于表浅肿瘤的治疗压）后骤然下降，有利于表浅肿瘤的治疗压）后骤然下降，有利于表浅肿瘤的治疗pp 属于高属于高属于高属于高LETLET射线的质子、负射线的质子、负射线的质子、负射线的质子、负

22、介子和某些重离介子和某些重离介子和某些重离介子和某些重离子等粒子在组织表面能量损失较慢，随着深度增子等粒子在组织表面能量损失较慢，随着深度增子等粒子在组织表面能量损失较慢，随着深度增子等粒子在组织表面能量损失较慢，随着深度增加，粒子运动速度逐渐减低，能量损失加大，在加，粒子运动速度逐渐减低，能量损失加大，在加，粒子运动速度逐渐减低，能量损失加大，在加，粒子运动速度逐渐减低，能量损失加大，在接近射程末时，粒子能量很小但运动速度变得极接近射程末时，粒子能量很小但运动速度变得极接近射程末时，粒子能量很小但运动速度变得极接近射程末时，粒子能量很小但运动速度变得极慢，能量损失率突然增加，形成电离吸收峰，

23、称慢，能量损失率突然增加，形成电离吸收峰，称慢，能量损失率突然增加，形成电离吸收峰，称慢，能量损失率突然增加，形成电离吸收峰，称布拉格（布拉格（布拉格（布拉格（BraggBragg）峰，肿瘤前和后的组织所受剂）峰，肿瘤前和后的组织所受剂）峰，肿瘤前和后的组织所受剂）峰，肿瘤前和后的组织所受剂量均相对较低量均相对较低量均相对较低量均相对较低n 能杀灭乏氧细胞能杀灭乏氧细胞 pp 放射生物学上将含氧量低的乏氧细胞和同类富放射生物学上将含氧量低的乏氧细胞和同类富放射生物学上将含氧量低的乏氧细胞和同类富放射生物学上将含氧量低的乏氧细胞和同类富氧细胞的杀灭剂量之比称氧增强比（氧细胞的杀灭剂量之比称氧增强

24、比（氧细胞的杀灭剂量之比称氧增强比（氧细胞的杀灭剂量之比称氧增强比（OEROER） OER=OER=OER=OER=乏氧细胞杀灭剂量乏氧细胞杀灭剂量乏氧细胞杀灭剂量乏氧细胞杀灭剂量/ / / /富氧细胞杀灭剂量富氧细胞杀灭剂量富氧细胞杀灭剂量富氧细胞杀灭剂量pp 由于低由于低由于低由于低LETLET射线的射线的射线的射线的OEROER值高，即对氧存在的依值高，即对氧存在的依值高，即对氧存在的依值高，即对氧存在的依赖性大，用低赖性大，用低赖性大，用低赖性大，用低LETLET射线治疗时能使肿瘤组织中占射线治疗时能使肿瘤组织中占射线治疗时能使肿瘤组织中占射线治疗时能使肿瘤组织中占很大比例的乏氧细胞存

25、活下来，造成治疗失败很大比例的乏氧细胞存活下来，造成治疗失败很大比例的乏氧细胞存活下来，造成治疗失败很大比例的乏氧细胞存活下来，造成治疗失败pp 高高高高 LET LET 射线由于电离密度高射线由于电离密度高射线由于电离密度高射线由于电离密度高 , , 其其其其OEROER值较低值较低值较低值较低 LETLET射线明显为小，能杀灭对低射线明显为小，能杀灭对低射线明显为小，能杀灭对低射线明显为小，能杀灭对低LETLET射线抗拒的射线抗拒的射线抗拒的射线抗拒的乏氧细胞乏氧细胞乏氧细胞乏氧细胞 n 能杀灭非增殖期细胞能杀灭非增殖期细胞 p 用低用低LET射线时细胞的放射敏感性随着细射线时细胞的放射敏

26、感性随着细胞分裂周期而变化，特别是非增殖期（胞分裂周期而变化，特别是非增殖期（G0期）细胞更具放射抗拒性期）细胞更具放射抗拒性p 而高而高LET射线则对增殖周期中各期相细胞射线则对增殖周期中各期相细胞和和G0期细胞的放射敏感性差异较小期细胞的放射敏感性差异较小 外照射治疗机简介外照射治疗机简介 n 深部深部X X线治疗机线治疗机 管电压在管电压在管电压在管电压在180180400KV400KV产生的产生的产生的产生的X X线称深部线称深部线称深部线称深部X X线线线线 其剂量曲线特点在皮肤表面最高其剂量曲线特点在皮肤表面最高其剂量曲线特点在皮肤表面最高其剂量曲线特点在皮肤表面最高 ，随着组织，

27、随着组织，随着组织，随着组织深度加深而迅速衰减深度加深而迅速衰减深度加深而迅速衰减深度加深而迅速衰减 ，因此皮肤反应大，而肿，因此皮肤反应大，而肿，因此皮肤反应大，而肿，因此皮肤反应大，而肿瘤深度处得到的剂量低瘤深度处得到的剂量低瘤深度处得到的剂量低瘤深度处得到的剂量低 由于光电效应所占比重大由于光电效应所占比重大由于光电效应所占比重大由于光电效应所占比重大 ，导致骨吸收比软，导致骨吸收比软，导致骨吸收比软，导致骨吸收比软组织吸收明显为高组织吸收明显为高组织吸收明显为高组织吸收明显为高 ，易造成肿瘤前的骨组织损，易造成肿瘤前的骨组织损，易造成肿瘤前的骨组织损，易造成肿瘤前的骨组织损伤伤伤伤 深

28、部深部X线的优点是在其性能范围内线的优点是在其性能范围内 ，可，可调节电压和电流改善调节电压和电流改善X线的质和量线的质和量 ，适，适用于皮肤癌和表浅肿瘤的治疗用于皮肤癌和表浅肿瘤的治疗 其相对生物效应（其相对生物效应（RBE）较高，若以）较高，若以60Co线或高能线或高能X线的线的RBE为为 1 ， 则深则深部部X线则为线则为1.2左右左右 n 60 60CoCo远距离治疗机远距离治疗机 6060CoCo源的物理特性源的物理特性l 60Co为人工放射性核素放射源为人工放射性核素放射源l 其产生的其产生的射线可认作为单一能量射线射线可认作为单一能量射线（1.17和和1.33MeV，平均，平均1

29、.25MeV）l 半衰期为半衰期为5.2610年年 n 60 60CoCo 射线射线属高能射线属高能射线, 6060CoCo外照射外照射治疗机的使用治疗机的使用, ,使肿瘤放疗的使肿瘤放疗的5 5年生存年生存率提高了一倍率提高了一倍n 其价格便宜，维修方便，能量基本上其价格便宜，维修方便，能量基本上能满足深部肿瘤的治疗需要能满足深部肿瘤的治疗需要n 与千伏级与千伏级X X线比较线比较 ，具备了，具备了高能射线高能射线的优越性的优越性用兆伏射线前后常见肿瘤的用兆伏射线前后常见肿瘤的5 5年生存率（）年生存率（） 病病病病 种种种种 千伏千伏千伏千伏X X X X线线线线(1955(1955(19

30、55(1955年年年年) ) ) ) 兆伏射线兆伏射线兆伏射线兆伏射线(1970(1970(1970(1970年年年年) ) ) ) 霍奇金病霍奇金病霍奇金病霍奇金病 30-35 70-7530-35 70-75 子宫颈癌子宫颈癌子宫颈癌子宫颈癌 30-35 55-6530-35 55-65 前列腺癌前列腺癌前列腺癌前列腺癌 5 -15 55-605 -15 55-60 鼻鼻鼻鼻 咽咽咽咽 癌癌癌癌 20-25 45-5020-25 45-50 膀膀膀膀 胱胱胱胱 癌癌癌癌 0 - 5 25-350 - 5 25-35 卵卵卵卵 巢巢巢巢 癌癌癌癌 15-20 50-6015-20 50-60

31、 视网膜母细胞瘤视网膜母细胞瘤视网膜母细胞瘤视网膜母细胞瘤 30-40 80-8530-40 80-85 睾丸精原细胞瘤睾丸精原细胞瘤睾丸精原细胞瘤睾丸精原细胞瘤 55-70 90-9555-70 90-95 睾丸胚胎癌睾丸胚胎癌睾丸胚胎癌睾丸胚胎癌 20-25 55-7020-25 55-70 扁桃体癌扁桃体癌扁桃体癌扁桃体癌 25-30 40-5025-30 40-50 BradyBrady，等，等，等，等. Cancer,1985,55(Suppl):2037. Cancer,1985,55(Suppl):2037 6060CoCo治疗机的防护要求治疗机的防护要求p 60Co源闭合位时源

32、闭合位时 距源距源1m处处,各方向的平均漏出量应小于各方向的平均漏出量应小于 22.5810-7C/(kgh)(2mR/h)l 对千居里千居里级钴机机, 需需 106 的衰减系数或近的衰减系数或近20个半价个半价层(HVL)防防护,可用可用铅、钨或或铀的合金的合金l 铅的的HVL为1.27cm, 20个个HVL需用需用铅厚度厚度: 1.27cm20 = 25.4cm p 60Co源开放位时源开放位时 准直器的厚度应使漏射量不准直器的厚度应使漏射量不大于有用射线大于有用射线的的5%5%l 准直器或遮线挡块厚度应达到准直器或遮线挡块厚度应达到4.5HVLl 用用铅厚度厚度为: 1.27cm4.5

33、= 5.7cm (多用多用6.0cm) 60 60CoCo射线与千伏级射线与千伏级X X线线 的优缺点比较的优缺点比较p 优优 点点l 60Co射线能量高而单一射线能量高而单一 平均平均1.25MeV，穿透性和百分深度量，穿透性和百分深度量 高，布野方便高，布野方便l 骨与软组织吸收大致相仿骨与软组织吸收大致相仿(以康普顿效以康普顿效 应为主应为主)l l 属高能射线属高能射线属高能射线属高能射线, ,进入组织后达到电子平衡（最高剂进入组织后达到电子平衡（最高剂进入组织后达到电子平衡（最高剂进入组织后达到电子平衡（最高剂量点）有一定的距离，称建成效应，量点）有一定的距离，称建成效应，量点）有一

34、定的距离，称建成效应，量点）有一定的距离，称建成效应，6060CoCo的最高的最高的最高的最高剂量点在皮肤下约剂量点在皮肤下约剂量点在皮肤下约剂量点在皮肤下约0.5cm0.5cm处处处处 ，故，故，故，故能保护皮肤能保护皮肤能保护皮肤能保护皮肤 , , 射射射射线能量越高，建成效应越大，最高剂量点越深线能量越高，建成效应越大，最高剂量点越深线能量越高，建成效应越大，最高剂量点越深线能量越高，建成效应越大，最高剂量点越深l l 射线能量越高，射线能量越高，射线能量越高，射线能量越高，旁向散射越小旁向散射越小旁向散射越小旁向散射越小，对靶区剂量起，对靶区剂量起，对靶区剂量起，对靶区剂量起到贡献作用

35、，而减少了靶区周围正常组织的损伤到贡献作用，而减少了靶区周围正常组织的损伤到贡献作用，而减少了靶区周围正常组织的损伤到贡献作用，而减少了靶区周围正常组织的损伤l l 随着射线能量的增高随着射线能量的增高随着射线能量的增高随着射线能量的增高 ， 等剂量曲线亦越趋平坦等剂量曲线亦越趋平坦等剂量曲线亦越趋平坦等剂量曲线亦越趋平坦，可用较小的照射野包含靶区，更起到保护正常组可用较小的照射野包含靶区，更起到保护正常组可用较小的照射野包含靶区，更起到保护正常组可用较小的照射野包含靶区，更起到保护正常组织的作用织的作用织的作用织的作用 p 缺缺 点点l 剂量曲线不能调节剂量曲线不能调节l 有较大的几何半影区

36、有较大的几何半影区l 半衰期较短半衰期较短 , 需经常换源需经常换源l 防护要求高防护要求高l RBE较较千伏级千伏级X X线低线低( (约低约低10%-20%)10%-20%) 60 60CoCo治疗机的半影种类治疗机的半影种类p 几何半影几何半影 钴源不是点源钴源不是点源, ,有一定尺寸有一定尺寸, ,每一点发出的每一点发出的射线经准直器限束后射线经准直器限束后, ,各点产生的射线重叠各点产生的射线重叠区剂量均匀一致区剂量均匀一致, ,照射野边缘附近剂量逐渐照射野边缘附近剂量逐渐减低至完全消失减低至完全消失, ,形成几何半影形成几何半影p 穿射穿射半影半影 由于准直器按由于准直器按HVLH

37、VL要求设计即使符合防护要求设计即使符合防护要求要求 , , 也总有一定量的射线穿过准直系也总有一定量的射线穿过准直系统统 , , 若准直器端面与边缘线束不平行时若准直器端面与边缘线束不平行时, ,将有更多射线穿过准直器将有更多射线穿过准直器 , ,形成穿射半影形成穿射半影p 散散射射半影半影 原射线通过吸收组织时原射线通过吸收组织时, ,产生散射产生散射, ,形成形成散射半影散射半影 钴治疗机的模拟灯光影钴治疗机的模拟灯光影pp 模拟灯光影与皮肤上所画出的照射范围模拟灯光影与皮肤上所画出的照射范围模拟灯光影与皮肤上所画出的照射范围模拟灯光影与皮肤上所画出的照射范围 ( ( 设计设计设计设计的

38、照射野的照射野的照射野的照射野 ) ) 需重合一致需重合一致需重合一致需重合一致pp 应重视的是应重视的是应重视的是应重视的是, , 60606060CoCoCoCo治疗机的治疗机的治疗机的治疗机的模拟灯光影边缘是设模拟灯光影边缘是设模拟灯光影边缘是设模拟灯光影边缘是设在几何半影区的在几何半影区的在几何半影区的在几何半影区的50%50%处处处处, ,即灯光缘内侧有一定距离即灯光缘内侧有一定距离即灯光缘内侧有一定距离即灯光缘内侧有一定距离的低剂量区的低剂量区的低剂量区的低剂量区, ,而照射野而照射野而照射野而照射野( (灯光缘灯光缘灯光缘灯光缘) ) 外仍有一定的剂量外仍有一定的剂量外仍有一定的

39、剂量外仍有一定的剂量pp 设计照射野时设计照射野时设计照射野时设计照射野时 , , 不要使肿瘤边缘落在低剂量区不要使肿瘤边缘落在低剂量区不要使肿瘤边缘落在低剂量区不要使肿瘤边缘落在低剂量区内。在设计相邻两照射野时应相距一定距离内。在设计相邻两照射野时应相距一定距离内。在设计相邻两照射野时应相距一定距离内。在设计相邻两照射野时应相距一定距离 ，不，不，不，不要使深部肿瘤或正常组织处在低剂量区或剂量要使深部肿瘤或正常组织处在低剂量区或剂量要使深部肿瘤或正常组织处在低剂量区或剂量要使深部肿瘤或正常组织处在低剂量区或剂量“ “热点热点热点热点” ”上上上上n几何半影的计算和消减几何半影的计算和消减p

40、计算计算 按相似三角形原理按相似三角形原理按相似三角形原理按相似三角形原理l l 皮肤表面皮肤表面皮肤表面皮肤表面半影半影半影半影 d ds s / PG = C / PG = C /（F - CF - C） PG = PG = d ds s （F - CF - C） = =（ d ds s L L）/ C/ Cl l d d d d深度处的几何半影深度处的几何半影深度处的几何半影深度处的几何半影 PGPG = = d ds s （FC+dFC+d） / C / C = = d d （L + dL + d） / C / C 其中其中其中其中 : : d ds s= =源直径，源直径，源直径，源

41、直径，C C= =源限距，源限距，源限距，源限距，F F= =源皮距源皮距源皮距源皮距 L L= =限皮距，限皮距，限皮距，限皮距，PGPG= =几何半影，几何半影，几何半影，几何半影，d d= =组织深度组织深度组织深度组织深度 PGPG=d d深度处的几何半影深度处的几何半影深度处的几何半影深度处的几何半影p 几何半影消减几何半影消减l l 由上式可见由上式可见由上式可见由上式可见, ,几何半影与源限距成反比几何半影与源限距成反比几何半影与源限距成反比几何半影与源限距成反比, ,与源直径、与源直径、与源直径、与源直径、限皮距及源皮距成正比。因源直径无法改变，为限皮距及源皮距成正比。因源直径

42、无法改变，为限皮距及源皮距成正比。因源直径无法改变，为限皮距及源皮距成正比。因源直径无法改变，为了减小几何半影，则可设法加大源限距了减小几何半影，则可设法加大源限距了减小几何半影，则可设法加大源限距了减小几何半影，则可设法加大源限距 或减小或减小或减小或减小限皮距限皮距限皮距限皮距l l 当今，较新型的钴治疗机当今，较新型的钴治疗机当今，较新型的钴治疗机当今，较新型的钴治疗机 ，均在，均在，均在，均在准直器下按准直器下按准直器下按准直器下按 装可活动的消装可活动的消装可活动的消装可活动的消半影装置（钨或铀合金的条块），半影装置（钨或铀合金的条块），半影装置（钨或铀合金的条块），半影装置（钨或铀

43、合金的条块），往下拉动钨条块往下拉动钨条块往下拉动钨条块往下拉动钨条块 ，既加大了源限距又减小了限，既加大了源限距又减小了限，既加大了源限距又减小了限，既加大了源限距又减小了限 皮距，但应注意不要靠近皮肤皮距，但应注意不要靠近皮肤皮距，但应注意不要靠近皮肤皮距，但应注意不要靠近皮肤 ，以防次级射线，以防次级射线，以防次级射线，以防次级射线 污染污染污染污染 6060CoCo垂直照射相邻野的设计垂直照射相邻野的设计p 垂直照射时垂直照射时 , 理想相邻两照射野的设计理想相邻两照射野的设计 应使两野边缘在肿瘤中央部位相接，即模应使两野边缘在肿瘤中央部位相接，即模拟灯光影边缘的延长线在肿瘤中央相接拟

44、灯光影边缘的延长线在肿瘤中央相接p 6060CoCo因有几何半影存在，因有几何半影存在，设计照射野时则设计照射野时则应使两野的应使两野的半影区在半影区在肿瘤部位重合肿瘤部位重合 ，使治，使治疗区内剂量疗区内剂量均匀一致均匀一致pp 根据几何推导，皮肤上相邻两照射野的间距根据几何推导，皮肤上相邻两照射野的间距根据几何推导，皮肤上相邻两照射野的间距根据几何推导，皮肤上相邻两照射野的间距W W 应为：应为：应为：应为： W = （ a1 + a2 ） d / f W = W = 相邻两照射野皮肤上间距相邻两照射野皮肤上间距相邻两照射野皮肤上间距相邻两照射野皮肤上间距 a a1 1、a a2 2分别为

45、相邻两照射野长度的分别为相邻两照射野长度的分别为相邻两照射野长度的分别为相邻两照射野长度的1/21/2 f f = = 源皮距，源皮距，源皮距，源皮距，d d = = 肿瘤深度肿瘤深度肿瘤深度肿瘤深度 WW1 1 = = d d深度处两照射野半影的重合区，即照射靶区深度处两照射野半影的重合区，即照射靶区深度处两照射野半影的重合区，即照射靶区深度处两照射野半影的重合区，即照射靶区n 穿射半影的消减穿射半影的消减p 用多层的扇形准直器，可使准直器内缘用多层的扇形准直器，可使准直器内缘与线束边缘始终保持平行，可消减因准直与线束边缘始终保持平行，可消减因准直器厚度不一致造成的过量穿射半影器厚度不一致造

46、成的过量穿射半影p 穿过准直器全层的穿射半影则在允许的穿过准直器全层的穿射半影则在允许的剂量范围之内，且是无法避免的剂量范围之内，且是无法避免的 影响影响散射半影的因素散射半影的因素p 散射半影与照射面积大小成正比，与散射半影与照射面积大小成正比，与射线能量成反比，一般是无法消除的射线能量成反比，一般是无法消除的n 医用电子加速器医用电子加速器 可产生高能可产生高能X线和高能电子束线和高能电子束 高能高能X线的射线能量比线的射线能量比60Co高高 按不同型号机器可产生按不同型号机器可产生6、8、10、12或或15MV等能量的等能量的X线线 其优点比其优点比60Co更显著，且半影极小更显著，且半

47、影极小 ，剂量率高，又能按治疗所需调节不同档剂量率高，又能按治疗所需调节不同档次的能量次的能量 , 配合一定的装置配合一定的装置 ，可用于，可用于X刀、适形放疗和调强适形放疗刀、适形放疗和调强适形放疗 高能高能X X线的不足之处线的不足之处p 深度量虽高深度量虽高,但剂量衰减缓慢但剂量衰减缓慢,出射量高出射量高p 能量更高能量更高,建成效应大建成效应大,由于空腔效应由于空腔效应,使使气腔界面上肿瘤表面剂量更低气腔界面上肿瘤表面剂量更低p 属低属低LET射线射线 高能电子束的优点高能电子束的优点p 高能电子束的特点是从体表到一定深度高能电子束的特点是从体表到一定深度（ 可调节不同档次的电压可调节

48、不同档次的电压 ），剂量分布），剂量分布较均匀较均匀 ，在此深度后剂量骤然下降，在此深度后剂量骤然下降 ，可，可保护肿瘤后的正常组织保护肿瘤后的正常组织p 电子束等剂量曲线的中心部分一般始终电子束等剂量曲线的中心部分一般始终和体表入射面平行和体表入射面平行, 在用大面积照射时更在用大面积照射时更是如此是如此, 这对不规则曲面体表入射时的剂这对不规则曲面体表入射时的剂量分布极为有利量分布极为有利 高能电子束的缺点高能电子束的缺点p 应注意电子束能量越高，皮肤受量也越应注意电子束能量越高，皮肤受量也越高，须防止皮肤损伤高，须防止皮肤损伤p 使用的电子线能量过高，将产生较多的使用的电子线能量过高，将

49、产生较多的光子污染，失却了电子束的优点光子污染，失却了电子束的优点 p 入射面处的等剂量曲线集中入射面处的等剂量曲线集中,随着射线能随着射线能量的增高量的增高 、深度增加而等剂量曲线、深度增加而等剂量曲线逐渐展逐渐展开，旁向散射大开，旁向散射大p 等剂量曲线的曲率也随深度、射野面积等剂量曲线的曲率也随深度、射野面积和电子能量而变化，且变化范围较大和电子能量而变化，且变化范围较大n 高高LETLET射线射线 生物学特性生物学特性p OER值较低值较低 , 能杀灭对低能杀灭对低LET射线抗拒射线抗拒的乏氧细胞的乏氧细胞p RBE高高p 对增殖周期中各期相细胞和非增殖周期对增殖周期中各期相细胞和非增

50、殖周期（G0期）细胞的放射敏感性差异小期）细胞的放射敏感性差异小p 几乎没有或较少有细胞的非致死性损伤几乎没有或较少有细胞的非致死性损伤的修复的修复 p 治疗增益因子治疗增益因子(TGF)大大n 物理学优点物理学优点 质子、负质子、负质子、负质子、负介子及某些重离子的剂量曲线均有介子及某些重离子的剂量曲线均有介子及某些重离子的剂量曲线均有介子及某些重离子的剂量曲线均有Bragg Bragg 峰形成峰形成峰形成峰形成 ， 保护了肿瘤深度前后的正常组保护了肿瘤深度前后的正常组保护了肿瘤深度前后的正常组保护了肿瘤深度前后的正常组织，故可对肿瘤照射比低织，故可对肿瘤照射比低织，故可对肿瘤照射比低织，故

51、可对肿瘤照射比低LETLET射线高得多的剂量射线高得多的剂量射线高得多的剂量射线高得多的剂量 其中负其中负其中负其中负介子除了形成介子除了形成介子除了形成介子除了形成BraggBragg峰的高剂量区外峰的高剂量区外峰的高剂量区外峰的高剂量区外, ,尚可被组织中的碳尚可被组织中的碳尚可被组织中的碳尚可被组织中的碳 、 氧和氮核俘获并发生核裂解氧和氮核俘获并发生核裂解氧和氮核俘获并发生核裂解氧和氮核俘获并发生核裂解 ，释放出，释放出，释放出，释放出 粒子粒子粒子粒子 、中子及质子等、中子及质子等、中子及质子等、中子及质子等 ，形成电离，形成电离，形成电离，形成电离“ “星星星星区区区区” ”，具有

52、强大的电离能力，且该星区正好迭加，具有强大的电离能力，且该星区正好迭加，具有强大的电离能力，且该星区正好迭加，具有强大的电离能力，且该星区正好迭加在在在在BraggBragg峰区，故既有物理学上也有生物学上的峰区，故既有物理学上也有生物学上的峰区，故既有物理学上也有生物学上的峰区，故既有物理学上也有生物学上的优点优点优点优点 但快中子其剂量曲线并不理想，与但快中子其剂量曲线并不理想，与但快中子其剂量曲线并不理想，与但快中子其剂量曲线并不理想，与6060CoCo线相似线相似线相似线相似 中子俘获疗法（中子俘获疗法（NCTNCT）p 该法是将无放射性的亲肿瘤组织化合物该法是将无放射性的亲肿瘤组织化

53、合物 注入体内，尽可能使其高度浓集在肿瘤组注入体内，尽可能使其高度浓集在肿瘤组织中，然后用中子（超热中子或热中子）织中，然后用中子（超热中子或热中子）局部照射肿瘤，使化合物中核素吸收中子局部照射肿瘤，使化合物中核素吸收中子后产生核反应，其次级辐射直接作用于肿后产生核反应，其次级辐射直接作用于肿瘤细胞以达到杀伤肿瘤细胞的目的瘤细胞以达到杀伤肿瘤细胞的目的p NCT有局部辐射剂量大、副作用小、适有局部辐射剂量大、副作用小、适 用范围广和易于防护等特点用范围广和易于防护等特点 硼中子俘获疗法对脑瘤有一定价值硼中子俘获疗法对脑瘤有一定价值l l 其原理为利用稳定态的硼（其原理为利用稳定态的硼（其原理为

54、利用稳定态的硼（其原理为利用稳定态的硼（B B）元素经中子（能）元素经中子（能）元素经中子（能）元素经中子（能量量量量 2.4 MeV 2.4 MeV 左右）轰击后变成锂（左右）轰击后变成锂（左右）轰击后变成锂（左右）轰击后变成锂（LiLi）时而释放）时而释放）时而释放）时而释放 射线（射线（射线（射线（10105 5B+B+1 10 0nn7 73 3Li+Li+4 42 2 ）l l 线的线的线的线的LETLET极高，生物电离能力极强，但其射程极高，生物电离能力极强，但其射程极高，生物电离能力极强，但其射程极高，生物电离能力极强，但其射程短，仅短，仅短，仅短，仅10 10 mm左右左右左右

55、左右l l 因因因因B B对脑组织的亲和力大，而脑肿瘤血管多、代对脑组织的亲和力大，而脑肿瘤血管多、代对脑组织的亲和力大，而脑肿瘤血管多、代对脑组织的亲和力大，而脑肿瘤血管多、代谢快谢快谢快谢快 ， 吸收硼元素较正常脑组织明显为多吸收硼元素较正常脑组织明显为多吸收硼元素较正常脑组织明显为多吸收硼元素较正常脑组织明显为多 ， 用用用用NaNa2 2B B1212H H1111SHSH治疗时可高出治疗时可高出治疗时可高出治疗时可高出2020倍以上，故该法对倍以上，故该法对倍以上，故该法对倍以上，故该法对肿瘤细胞杀伤力大，但不会损伤周围正常脑组织肿瘤细胞杀伤力大，但不会损伤周围正常脑组织肿瘤细胞杀伤

56、力大，但不会损伤周围正常脑组织肿瘤细胞杀伤力大，但不会损伤周围正常脑组织 n 三维立体放射治疗三维立体放射治疗 三维立体定向放射治疗三维立体定向放射治疗(X刀、刀、刀刀) 三维适形放射治疗（三维适形放射治疗（3DCRT） 在立体定向照射技术的基础上在立体定向照射技术的基础上 ， 采用某采用某种技术，通过对照射野的控制，使其照射种技术，通过对照射野的控制，使其照射野的形状在三维方向上与被照病变的形状野的形状在三维方向上与被照病变的形状吻合吻合 调强适形放射治疗（调强适形放射治疗（IMRT）p 在照射方向上照射野的形状与靶区的投在照射方向上照射野的形状与靶区的投 影形状一致，又能调整照射野内诸点的

57、输影形状一致，又能调整照射野内诸点的输出剂量率，使靶区内及表面的剂量按要求出剂量率，使靶区内及表面的剂量按要求的方式进行调整的方式进行调整p 我们将既满足形状适形，又满足剂量适我们将既满足形状适形，又满足剂量适形两种要求的形两种要求的 3DCRT 称为调强适形放射称为调强适形放射治疗（治疗（intensity modulation conformal therapy，IMRT）n 放射治疗机的辅助设备放射治疗机的辅助设备 模拟定位机模拟定位机模拟定位机模拟定位机 CTCT模拟定位机模拟定位机模拟定位机模拟定位机 治疗计划系统治疗计划系统治疗计划系统治疗计划系统(TPS)(TPS) 激光定位装置激光定位装置激光定位装置激光定位装置 多叶光栏多叶光栏多叶光栏多叶光栏 热塑恒温箱和热塑面膜及体膜热塑恒温箱和热塑面膜及体膜热塑恒温箱和热塑面膜及体膜热塑恒温箱和热塑面膜及体膜 铅模模具及铅挡块铅模模具及铅挡块铅模模具及铅挡块铅模模具及铅挡块 剂量保证系统剂量保证系统剂量保证系统剂量保证系统 等效补偿膜等效补偿膜等效补偿膜等效补偿膜谢谢大家！谢谢大家！TEL : 0512 - 65223637 - 8416