加速器(一)
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量特性来标定
不同能量X射线PDD曲线
百分深度剂量曲线：是深度吸收剂量特性按照最大剂 量值归一，也称PDD曲线。 对同一射线类型，不同的能量对应不同的PDD曲线
百分深度剂量（％）
100
75
22MV
6MV X射线，10㎝×10㎝ 辐射野，水下10㎝处的百分 深度量为: 67%
10MV：73%
50
18MV
式中：dE是电离辐射传递给体积单元介质的平均能量。 dm是该体积单元介质的质量。
吸收剂量的量纲，国际制（SI）单位为每千克焦耳（J/kg）， 专用单位是戈瑞（Gy）。
吸收剂量的早期单位是拉德（rad）， 1 Gy = 100 rad 。
辐射强度： 临床上，用射线在水体模中的吸收剂量率来表示
医用电子直线加速器产生的辐射强度。
一、医用加速器的发展历史及分类
X射线早期发现与试验：
– 1895年伦琴发现X射线
– X射线临床治疗试验，认识了电离辐射、放射损伤等
KV级深部X射线机：
– 深部X射线机:140~400KV，射线最高能量1000KV
– 皮肤反应严重
MV级治疗机：
– 1931年美国发明了电子静电加速器: 体积庞大
3.对辐射区域（辐射野）的要求
常规放射治疗要求医用电子直线加速器产生的辐 射野几何形状为规则辐射野。
X辐射：常规放射治疗要求医用电子直线加速器可 以提供可调的矩形辐射野，通常为2×2cm2~40×40 cm2。
6MV
25
0
5
10
15
20
25 深度（cm）
不同能量电子束射线PDD曲线
100％
80
60
40
7 10 13 16 20 22 25 28 32
20
40MeV
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 (cm)
2.辐射强度
吸收剂量(Absorbed Dose)D: 电离辐射传递给物质的平均能量。 D=dE/dm
高能
4~25MV，可提供多档 X射线，低能量档一 般为6MV
多档光子+多档电 子线输出
加速管横置，有 对中和偏转系统
按加速管工作原理分： 行波型 驻波型
低能机
中高能机
二、加速器相关概念与性能指标
（一）相关概念
1.加速器是“带电粒子加速器”的简称
2.加速器的理论基础 电场（加速）磁场（方向）
3.加速器的实际是“加能器” E 1
直线：表示电子束在加速过程中的运动轨迹是一条直线。 加速器：表示是一种应用高能物理理论进行束流加速的 装置。
医用加速器分类
按加速粒子类型分： –医用电子加速器 –医用质子加速器：IBA、高能物理研究所 –医用重离子加速器：Siemens、兰州近代物理研 究所 –医用中子治疗加速器
按加速形式分： 医用电子直线加速器 医用电子回旋加速器：IBA 医用电子感应加速器
–1974年 医用加速器（行波）会战——北京、
–
南京、上海（三年 BJ-10 10MV）
–1987年 北京 4MeV驻波 医用电子直线加速器
–1989年 广东 6MeV驻波 医用电子直线加速器
–2000年 新华 6MeV驻波 医用电子直线加速器
–中高能双光子加速器：
Varian、Siemens、Elekta
– 1942年原子反应堆问世，制造出多种人工放射性同位素。
– 1949年美国发明了医用电子感应加速器：
–
射线性能差，未应用于临床
– 1950年加拿大生产出世界第一台Co60治疗机
医用电子直线加速器的出现
–1953年 英国 8MeV行波医用电子直线加速器
–1970年 美国 4MeV驻波医用电子直线加速器
E0
1- 2
4.电场的形态可分无旋场和有旋场
5.从电场的性质看分恒定电场和交变电场 动态无旋电场
（二）基本性能指标
能量：加速器施加到带电粒子上的能量多少
单位：eV MeV GeV
流强：描述加速器输出束流中带电粒子数量多少
单位：A
发散度：描述束流几何特性
定义为束流截面尺寸与张角的乘积
医用电子直线加速器分类
按输出能量高低 低能、中能和高能 （医用）
类别 输出能量范围（光子） 输出射线类型 加速管安装方式
低能 4~10MV，一般为6MV
多数为竖向垂直 一般为一档X射线 安置，无对中和
偏转系统
中能
4~15MV，可提供双档 X射线，低能量档一 般为6MV
双光子+多档电子 线输出
加速管横置，有 对中和偏转系统
mm·mad表征束流几何性能的好坏
能散度：描述束流中带电粒子能量分散程度
三、常规放疗对加速器的基本要求
1.射线能量和特性
放射治疗适用的能量范围：通常是1~50MeV
射线能量：用射束的穿透性衡量
⑴ 10cm×10cm射野的最大吸收剂量深度 ⑵ 标准测试条件下，射线在水体摸中的深度吸收剂
《放射治疗设备学》
加速器结构原理
概述
何乐民
放射治疗的原理
放射治疗的基本原理是当射线照射肿 瘤达到一定照射剂量时，射线对病变 细胞有抑制和杀伤作用。
射线通过直接效应和间接效应置癌细 胞于死地。
一、医用加速器的发展历史及分类 二、加速器相关概念与性能指标 三、常规放疗对加速器的基本要求 四、医用电子直线加速器结构原理
IMRT放疗要求更高的剂量率：Varian、ELEKTA— — 8Gy/min
国外临床研究结果：9Gy/min以下放射生物学效应 差别不大
2.2 对电子束辐射强度的要求
常规放射治疗要求电子辐射剂量率在5~8Gy/min 范围。
过高的剂量率容易发生安全问题，一般最大剂量 率常限制在10Gy/min以下。
八五攻关：清华大学、北京医疗器械研究所 （BMEI）、威达
江苏海明、新华医疗 东软医疗
命名
医用电子直线加速器是一种为放射治疗提供符合临床治 疗要求的X射线或电子束辐射的医用治疗装置。
医用：表示设备的用途是用于人体肿瘤治疗的，应符合 医疗设ห้องสมุดไป่ตู้的特殊要求。
电子：表示被加速的粒子是电子，而非质子或其它重离 子。
2.1 对X辐射强度的要求
常规放疗要求在肿瘤靶区产生50~70Gy剂量。 根据放射生物学要求，采用分次疗法，一个疗程 一般分25~35次，每次给予2Gy左右。每次治疗时 间1min左右，吸收剂量率在2~4Gy/min范围。
在全身放疗时，一般要求用低剂量率，在 SSD=3.5m~4m处，吸收剂量率低于0.05Gy/min为佳。
不同能量X射线PDD曲线
百分深度剂量曲线：是深度吸收剂量特性按照最大剂 量值归一，也称PDD曲线。 对同一射线类型，不同的能量对应不同的PDD曲线
百分深度剂量（％）
100
75
22MV
6MV X射线，10㎝×10㎝ 辐射野，水下10㎝处的百分 深度量为: 67%
10MV：73%
50
18MV
式中：dE是电离辐射传递给体积单元介质的平均能量。 dm是该体积单元介质的质量。
吸收剂量的量纲，国际制（SI）单位为每千克焦耳（J/kg）， 专用单位是戈瑞（Gy）。
吸收剂量的早期单位是拉德（rad）， 1 Gy = 100 rad 。
辐射强度： 临床上，用射线在水体模中的吸收剂量率来表示
医用电子直线加速器产生的辐射强度。
一、医用加速器的发展历史及分类
X射线早期发现与试验：
– 1895年伦琴发现X射线
– X射线临床治疗试验，认识了电离辐射、放射损伤等
KV级深部X射线机：
– 深部X射线机:140~400KV，射线最高能量1000KV
– 皮肤反应严重
MV级治疗机：
– 1931年美国发明了电子静电加速器: 体积庞大
3.对辐射区域（辐射野）的要求
常规放射治疗要求医用电子直线加速器产生的辐 射野几何形状为规则辐射野。
X辐射：常规放射治疗要求医用电子直线加速器可 以提供可调的矩形辐射野，通常为2×2cm2~40×40 cm2。
6MV
25
0
5
10
15
20
25 深度（cm）
不同能量电子束射线PDD曲线
100％
80
60
40
7 10 13 16 20 22 25 28 32
20
40MeV
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 (cm)
2.辐射强度
吸收剂量(Absorbed Dose)D: 电离辐射传递给物质的平均能量。 D=dE/dm
高能
4~25MV，可提供多档 X射线，低能量档一 般为6MV
多档光子+多档电 子线输出
加速管横置，有 对中和偏转系统
按加速管工作原理分： 行波型 驻波型
低能机
中高能机
二、加速器相关概念与性能指标
（一）相关概念
1.加速器是“带电粒子加速器”的简称
2.加速器的理论基础 电场（加速）磁场（方向）
3.加速器的实际是“加能器” E 1
直线：表示电子束在加速过程中的运动轨迹是一条直线。 加速器：表示是一种应用高能物理理论进行束流加速的 装置。
医用加速器分类
按加速粒子类型分： –医用电子加速器 –医用质子加速器：IBA、高能物理研究所 –医用重离子加速器：Siemens、兰州近代物理研 究所 –医用中子治疗加速器
按加速形式分： 医用电子直线加速器 医用电子回旋加速器：IBA 医用电子感应加速器
–1974年 医用加速器（行波）会战——北京、
–
南京、上海（三年 BJ-10 10MV）
–1987年 北京 4MeV驻波 医用电子直线加速器
–1989年 广东 6MeV驻波 医用电子直线加速器
–2000年 新华 6MeV驻波 医用电子直线加速器
–中高能双光子加速器：
Varian、Siemens、Elekta
– 1942年原子反应堆问世，制造出多种人工放射性同位素。
– 1949年美国发明了医用电子感应加速器：
–
射线性能差，未应用于临床
– 1950年加拿大生产出世界第一台Co60治疗机
医用电子直线加速器的出现
–1953年 英国 8MeV行波医用电子直线加速器
–1970年 美国 4MeV驻波医用电子直线加速器
E0
1- 2
4.电场的形态可分无旋场和有旋场
5.从电场的性质看分恒定电场和交变电场 动态无旋电场
（二）基本性能指标
能量：加速器施加到带电粒子上的能量多少
单位：eV MeV GeV
流强：描述加速器输出束流中带电粒子数量多少
单位：A
发散度：描述束流几何特性
定义为束流截面尺寸与张角的乘积
医用电子直线加速器分类
按输出能量高低 低能、中能和高能 （医用）
类别 输出能量范围（光子） 输出射线类型 加速管安装方式
低能 4~10MV，一般为6MV
多数为竖向垂直 一般为一档X射线 安置，无对中和
偏转系统
中能
4~15MV，可提供双档 X射线，低能量档一 般为6MV
双光子+多档电子 线输出
加速管横置，有 对中和偏转系统
mm·mad表征束流几何性能的好坏
能散度：描述束流中带电粒子能量分散程度
三、常规放疗对加速器的基本要求
1.射线能量和特性
放射治疗适用的能量范围：通常是1~50MeV
射线能量：用射束的穿透性衡量
⑴ 10cm×10cm射野的最大吸收剂量深度 ⑵ 标准测试条件下，射线在水体摸中的深度吸收剂
《放射治疗设备学》
加速器结构原理
概述
何乐民
放射治疗的原理
放射治疗的基本原理是当射线照射肿 瘤达到一定照射剂量时，射线对病变 细胞有抑制和杀伤作用。
射线通过直接效应和间接效应置癌细 胞于死地。
一、医用加速器的发展历史及分类 二、加速器相关概念与性能指标 三、常规放疗对加速器的基本要求 四、医用电子直线加速器结构原理
IMRT放疗要求更高的剂量率：Varian、ELEKTA— — 8Gy/min
国外临床研究结果：9Gy/min以下放射生物学效应 差别不大
2.2 对电子束辐射强度的要求
常规放射治疗要求电子辐射剂量率在5~8Gy/min 范围。
过高的剂量率容易发生安全问题，一般最大剂量 率常限制在10Gy/min以下。
八五攻关：清华大学、北京医疗器械研究所 （BMEI）、威达
江苏海明、新华医疗 东软医疗
命名
医用电子直线加速器是一种为放射治疗提供符合临床治 疗要求的X射线或电子束辐射的医用治疗装置。
医用：表示设备的用途是用于人体肿瘤治疗的，应符合 医疗设ห้องสมุดไป่ตู้的特殊要求。
电子：表示被加速的粒子是电子，而非质子或其它重离 子。
2.1 对X辐射强度的要求
常规放疗要求在肿瘤靶区产生50~70Gy剂量。 根据放射生物学要求，采用分次疗法，一个疗程 一般分25~35次，每次给予2Gy左右。每次治疗时 间1min左右，吸收剂量率在2~4Gy/min范围。
在全身放疗时，一般要求用低剂量率，在 SSD=3.5m~4m处，吸收剂量率低于0.05Gy/min为佳。