图像处理与模式识别
张秀文;张永寿;郑庆海;汪鹏飞;李岩;宋天一
【摘 要】目的：医用电子直线加速器是目前最常用的放射设备,医用电子直线加速器在肿瘤放射中起主导作用,并取得了相当可观的疗效。分析医用电子直线加速器在正常工作条件下、异常情况下的辐射危害,保证对放射工作人员不会产生确定性效应,发生的随机性效应概率能够控制在可接受的水平。方法：通过制定并全面落实、严格的操作规程和规章制度,强化工作人员安全意识以及配备完善、有效的防护设施,以避免或降低事故照射发生的概率。加速器工作场所进风、排风口的位置设计要合理,风机功率须符合要求。加速器及其工作场所应具有良好的屏蔽设计和多重监控、联锁系统,以保障正常运行的安全。结果：医用电子直线加速器感生放射性辐射水平与加速器的能量、剂量和停机后间隔时间等因素有关。放射性工作人员在医用加速器正常工作条件下受照剂量较低。结论：医用电子直线加速器在正常工作条件下,对放射性工作人员不会产生确定性效应,发生的随机性效应概率能够控制在可接受的水平。%Objective：To investigate the risk of medical linear accelerator for technicians during normal operation to set a standard for protection of its radiation.Methods：In the trea tment of cancer,it has made considerable efficacy in radiation therapy,playing a leading role.And it is one of the important equipments to treat cancer.Medical linear accelerator in the normal working conditions will not produce deterministic radiation effects to the staff,and the probability of occurrence of stochastic effects can be controlled at an acceptable level.Results：The radiation level of the device was related to its energy,dosage and intervals of stopping it.The technicians received low dose of radiation during the operation.Conclusion：During normal operation,the device can not exert definite effects on technicians.
【期刊名称】《中国医学装备》
【年(卷),期】2012(009)004
【总页数】5页(P18-22)
【关键词】直线加速器;职业防护;危害;辐射
google学术【作 者】张秀文;张永寿;郑庆海;汪鹏飞;李岩;宋天一
【作者单位】术语翻译济南军区总医院医学工程科,山东济南250031;济南军区总医院医学工程科,山东济南250031;济南军区总医院医学工程科,山东济南250031;济南军区总医院医学工程科,山东济南250031;济南军区总医院医学工程科,山东济南250031;济南军区总医院医学工程科,山东济南250031
【正文语种】中 文
【中图分类】TH774
1 医用电子直线加速器基本结构及工作原理
脉冲变压器医用电子加速器是采用微波电场将电子加速到高能的一类射线装置，它能够根据患者病变部位深度的要求提供不同能量的光子和电子，从而输出不同的辐射剂量以达到治愈疾病的目的[1]。
行波电子直线加速器和驻波电子直线加速器的具体结构虽各有其特点，但主要系统大致相同，由加速系统、应用系统、剂量检测系统、控制系统以及恒温水冷却和充气系统五大部分组成(如图1所示)，图中虚框部分为直射式加速器头。
1.1 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、微波功率源、微波传输系统、电子注入系统和高压脉冲调制系统等组成。
图1 医用电子直线加速器的基本结构
(1)加速管是由电子、加速结构、引出系统、离子泵组成。电子产生电子，在阴极和阳极间的高压电场作用下，以一定的初始动能从阴极中心孔道注入加速腔。微波功率经耦合波导馈入后，在其中产生行波或驻波电磁场。引出系统的作用是将电子束引出。低能机的加速管较短，大多采用直射式；中、高能机的加速管较长，采用带偏转磁铁的偏转式引出系统。真空系统采用离子泵吸收气体，维持加速管的真空状态。
(2)微波功率源，其频率为2998 MHz和2856 MHz。功率源通常在低能时用磁控管，高能时用速调管。速调管比磁控管更能直接可靠地提供高能机所要求的高峰值RF脉冲功率。
(3)微波传输系统，其主要由传输波导构成。在行波传输系统中，用隔离器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。为提高波导系统的耐压能力，通常在其中充满氟利昂或六氟化硫气体。
(4)高压脉冲调制系统，其作用是向微波功率源提供具有一定波形和频率的脉冲高压，一般由高压直流电源、脉冲形成网络、自动电压控制电路、开关电路和脉冲变压器组成。
(5)电子注入系统包括电子、预聚焦线圈和导向线圈。电子用于发射电子，预聚焦线圈和导向线圈安装在电子和加速管之间，以确保从电子发射的电子以较小的散射角注入加速管。
(6)束流和偏转系统。束流系统一般包括聚焦线圈、对中线圈、束流偏转磁铁或扫描磁铁，利用磁场对电子束进行限制、偏转、聚焦。为了克服电子束同种电荷的斥力所产生的散焦和径向电场对电子的散焦作用，在加速管外设置有聚焦线圈，用以产生轴向磁场，使电子产生径向聚焦力。低能机的加速管较短，不用偏转系统即可在X射线靶处获得直径为3 mm以内的射束，称为直射型加速器。而高能机的加速管长度约在1～2.5 m，必须用聚焦偏转系统来制约电子束的直径，并在出口处偏转90 o～270 o轰击X射线靶或者穿过电子窗输出高能X线或电子束。
交通管理信息系统1.2 应用系统
1.2.1 头
头主要由电子引出窗、X射线靶、初级准直器、均整器、散射箔、光栅、电离室、附件架、限光筒、光野灯和反射镜、光距灯和屏蔽块组成。其作用是使所投射的辐射符合放射的特殊要求。当加速器输出X射线时，头内各部件的位置和工作状态如图2所示。
图2 X射线模式下头内各部件状态
在选定X射线模式时，加速器会自动将“靶窗转换装置”的“X射线靶”对准电子束，电子打靶产生X射线。打靶前的电子能量越高，输出的X射线的能量就越高。在射野范围内，输出的X射线呈中间强、周边弱的峰形束流，为使射野内的束流强度均匀，加速器会自动将中间呈凸出状的圆锥形均整块移到靶下面。由于均整块中间厚周边薄，射线穿过后中央部分的射线强度被减弱而输出能量均匀平坦的X射线束。在均整块前方安装的是用来监测输出射线的电离室。电离室通常是多极透射型平板结构，包括2道剂量检测通道和2组4道或3组6道剂量均整度检测通道，可以即时检测输出射线的剂量特性和均整程度。
歼-12
头内部设置的初级准直器的作用是将射线限定为一束圆锥形束流。次级准直器通常是由两对4个铅门对称设置，每个铅门可以独立运动，这样就可以根据病变的大小合理设置射野，此时只能设定方形射野。对于不规则的射野，通常是在托盘上摆放特制形状的铅挡块使之符合区域的形状要求。为了开展精确放射技术，近年来生产的高能医用电子直线加速器将次级准直器改为动态多叶准直器，由数十对相对独立的叶片构成，每个叶片由一个步进电机控制，可以独立运动，各个叶片的运动由计算机控制完成，从而可以实现“适形”和“调强”技术，以达到精确的目的。
当加速器输出电子线时，头内各部件的位置和工作状态如图3所示。
图3 电子线模式下头内各部件状态
在选定电子线模式时，加速器会自动将“X射线靶”移开，把“窗”对准电子束，电子线直接从窗口引出。这时引出的电子束是窄束射线，束流直径只有3 mm不能满足临床要求，必须展开成为散射状束流。因此，当选定电子线模式时，加速器会自动将均整块移开，并将与电子束能量相适应的金属散射箔移至窗口下。经过散射箔的散射后电子束成为散射状束流，然后经典铃声检测、次级准直器和电子束限光筒的准直限束，最后到达病
变部位。由于最后输出的电子射线仍然容易散射，电子束限光筒做得比较长，让输出端口直接贴近患者皮肤，以减少周围组织的射线受量，最大限度地保护正常组织。
1.2.2 机架及床
床可以前、后、左、右、上、下移动，还可以旋转运动(如图4所示)。现代医用电子直线加速器采用等中心原则的运动系统，即机架、辐射头及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±2 mm以内。
1.3 剂量监测系统
剂量监测系统由电离室、信号放大器及监测剂量仪组成。电离室位于辐射系统之内，由若干片极所构成，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，有两片用于监测辐射的吸收剂量。配备剂量联锁装置，保证剂量给定。
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