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常規(guī)放射治療需要在離開X輻射源一定距離處產(chǎn)生X輻射的規(guī)則野,以便對(duì)患者體內(nèi)一定大小和形狀的腫瘤進(jìn)行放射治療。

輻射野的輪廓規(guī)定了輻射的范圍,如果機(jī)器指定的范圍與實(shí)際照射的范圍不一致,會(huì)使靶區(qū)有的部分被漏掉照射,嚴(yán)重的是還能照射到附近的要害器官。

規(guī)則野是相對(duì)于輻射束軸的對(duì)稱野或非對(duì)稱野,對(duì)規(guī)則野容許誤差的限定主要通過下列參數(shù)的限定實(shí)施。

1、對(duì)輻射束軸偏移的規(guī)定

醫(yī)用電子直線加速器首先要保證機(jī)架、輻射頭和治療床旋轉(zhuǎn)軸線的等中心精度(2mm),其次要保證輻射束軸相對(duì)等中心點(diǎn)的偏移(2mm)。

2、對(duì)輻射野形狀的規(guī)定

對(duì)于方形或矩形輻射野的形狀要求,對(duì)邊平行度及相鄰邊垂直度的最大偏差不得大于0.5°。

3、對(duì)輻射野邊界偏離的規(guī)定

醫(yī)用電子直線加速器通過模擬燈光野來指示輻射野的范圍,因此要保證光野與輻射野邊之間的容許偏差(2mm)。

系統(tǒng)

醫(yī)用電子直線加速器的規(guī)則X輻射準(zhǔn)直系統(tǒng)由初級(jí)準(zhǔn)直器、次級(jí)準(zhǔn)直器和附加準(zhǔn)直器組成。

初級(jí)準(zhǔn)直器

(Primary Collimator) 位于電子引出窗下方,為固定的具有圓 錐形孔的準(zhǔn)直器,初級(jí)準(zhǔn)直器的作用有兩方面,一方面它決定了該加速器所能提供的最大輻射野范圍,另一方面,它阻擋了最大輻射野范圍外的由輻射源產(chǎn)生的初級(jí)輻射,例如為獲得距源100cm處直徑為50cm的圓形輻射野需要初級(jí)準(zhǔn)直器半錐角為14°,該圓形區(qū)域稱為M區(qū)域,同時(shí)初級(jí)準(zhǔn)直器上孔也把輻射源的直徑限制在直徑4mm以 內(nèi)(實(shí)際直徑在3mm以內(nèi))。為了減少輻射頭高度,初級(jí)準(zhǔn)直器采用高原子序數(shù)材料如鎢制成,早期亦用貧化鈾制成,其高度應(yīng)能將初級(jí)輻射衰減至10-3,或三個(gè)十分之一值層厚(Tenth Value Layer TVL)。初級(jí)準(zhǔn)直器為電子輻射和X輻射所共用。

次級(jí)準(zhǔn)直器

(Seconday Collimator) 由上下兩對(duì)可開合的矩形準(zhǔn)直器,俗稱上下光闌(Diap bragm)組成,材料由鎢、鉛或貧化鈾制成,通過上下兩對(duì)矩形準(zhǔn)直器的開合運(yùn)動(dòng)可形成方形或矩形輻射野。根據(jù)開合運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性又分為

a、對(duì)稱準(zhǔn)直系統(tǒng) 該系統(tǒng)上下兩對(duì)矩形準(zhǔn)直器均作對(duì)稱開合運(yùn)動(dòng)。為了減少X射線在準(zhǔn)直器側(cè)壁的散射和準(zhǔn)直器邊緣部分的透射半影,矩形準(zhǔn)直器的內(nèi)側(cè)面應(yīng)與射線的發(fā)射方向相切。矩形準(zhǔn)直器的厚度要足夠厚,以確保x射線穿過準(zhǔn)直器的透射量符合國家標(biāo)準(zhǔn)。該透射量應(yīng)小于中心射線強(qiáng)度的0.5%。

b、非對(duì)稱準(zhǔn)直系統(tǒng) 在臨床應(yīng)用中,隨著對(duì)高治療精度的要求和應(yīng)用的擴(kuò)展,發(fā)展了非對(duì)稱準(zhǔn)直系統(tǒng)(或稱為獨(dú)立準(zhǔn)直系統(tǒng)),該系統(tǒng)仍保留一對(duì)矩形準(zhǔn)直器作對(duì)稱運(yùn)動(dòng),即相對(duì)中心做對(duì)稱的開合運(yùn)動(dòng),而另外一對(duì)(一般是下方一對(duì))矩形準(zhǔn)直器相對(duì)中心做非對(duì)稱的打開或閉合,非對(duì)稱運(yùn)動(dòng)的矩形準(zhǔn)直器能彼此越過中心軸向?qū)��?cè)運(yùn)動(dòng)一段距離(10-20cm)。當(dāng)一側(cè)矩形準(zhǔn)直器恰好位于射線中心軸的位置時(shí),.由此形成切線射野,用于共面和非共面相鄰射野的銜接照射,乳腺癌的切線野照射以及旋轉(zhuǎn)治療的切線照射。

附加準(zhǔn)直器

在利用醫(yī)用電子直線加速器進(jìn)行頭部立體定向放射外科或立體定向放射治療時(shí)需在輻射頭下方安裝附加的不同尺寸的圓形準(zhǔn)直器。

性能誤差

電子輻射野的尺寸由正常治療距離處體模表面兩主軸上50%等劑量點(diǎn)間的距離確定。光野與輻射野邊之間偏差不應(yīng)大于2mm。

系統(tǒng)

電子輻射野的邊界由附加于初次級(jí)準(zhǔn)直器之下的電子限束器確定,電子限束器又分為下列兩種。

1、接觸式限束器(Beam Applicator)

a、形狀：接觸式限束器形狀為錐形或桶形。可以是固定的,也可是可調(diào)節(jié)的。

b、材料：電子限束器材料用低原子序數(shù)材料做成,材料的選擇直接影響作為治療用的電子束流的質(zhì)量。為了降低電子束流在限束器中產(chǎn)生的韌致輻射份額,應(yīng)使用較低原子序數(shù)的材料,但是,過低原子序數(shù)材料的使用又會(huì)產(chǎn)生明顯多的低能電子進(jìn)入電子束流中,因此,需要有一最佳原子序數(shù)的選用。

c、使用：限束器器壁具有散射電子的功能,可以改善均整度,使用時(shí)需要將限束器底部直接接觸患者的皮膚上,否則均整度隨離開限束器的端面距離發(fā)生明顯的變化,雖然在設(shè)計(jì)時(shí)己考慮到患者受擠壓的危險(xiǎn),多配有可壓縮緩沖彈簧,對(duì)于用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)升降的治療床時(shí),仍須十分小心。

另外這種限束器內(nèi)壁散射的電子能量低于直接從輻射源發(fā)出的電子,因而會(huì)增加表面劑量,最大吸收劑量點(diǎn)將向表面移動(dòng),降低射程終端劑量下降的陡度。被電子限束器器壁散射到電子束流中的電子平均能量比入射電子束流的能量大約低40%。因此在射野邊緣區(qū)域會(huì)形成淺的"熱點(diǎn)",為了降低這種影響,一般在電子限束筒邊緣部分應(yīng)用高密度的材料,如使用1mm的金屬鎢做一襯套。

2、非接觸式限束器

非接觸式限束器與接觸式限束器重要的區(qū)別在于極大地降低了限束器器壁散射電子的 貢獻(xiàn),在此基礎(chǔ)上發(fā)展了盤型(Plate)或光闌型(Diaphragm)限束器。

采用復(fù)合散射過濾器或采用散射補(bǔ)償箔(Compensating Foil)措施,亦可保證均勻的劑量分布,無需用限束器器壁散射電子,所需輻射野面積由光闌控制,限束器低部與皮膚保持一定距離,患者受擠壓的危險(xiǎn)大為降低。為降低限束器的重量,通常就用輻射頭中上下兩對(duì)次級(jí)準(zhǔn)直器作初步準(zhǔn)直使用。由于限束器低部與皮膚保持一定距離,半影比完全接觸皮膚要略大一些,但在靶區(qū)所在深度,側(cè)散射的影響遠(yuǎn)大于限束器低部間距的影響。

一般來講,由于電子在空氣中的多次散射和不可避免的限束器器壁的散射,電子束流的準(zhǔn)直不能簡單的作為射線幾何學(xué)問題來處理。由限束器出來的電子輻射束橫截面一般顯著地大于幾何學(xué)電子束流橫截面,其目的是為了在電子束流邊緣部分散入和散出的電子能達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

為了調(diào)節(jié)電子輻射野的形狀和大小,一臺(tái)裝置配有不同尺寸的限束器。