准直器

光纤通信光器件

准直器属于光纤通信光器件的用于输入输出的一个光学元件，其结构很简单——光纤传出的发散光通过前置的类似凸透镜变成平行光（高斯光束）。它的作用是使光最大效率的耦合进入所需的器件中或光信号最大效率的接受。所以它有一个重要的参数：插损，工艺技术可达到0.15dB以下。

部件介绍

它是医用加速器的辐射头组成部件。产生一定形状轮廓辐射野的部件称为准直系统，产生规则形状轮廓辐射野的部件称为规则野准直系统，规则野是指轮廓为大小可变的方形、矩形或圆形辐射野。

X辐射野规则

性能误差

常规放射治疗需要在离开X辐射源一定距离处产生X辐射的规则野，以便对患者体内一定大小和形状的肿瘤进行放射治疗。

辐射野的轮廓规定了辐射的范围，如果机器指定的范围与实际照射的范围不一致，会使靶区有的部分被漏掉照射，严重的是还能照射到附近的要害器官。

规则野是相对于辐射束轴的对称野或非对称野，对规则野容许误差的限定主要通过下列参数的限定实施。

1.1.1. 对辐射束轴偏移的规定

医用电子直线加速器首先要保证机架、辐射头和治疗床旋转轴线的等中心精度(2mm)，其次要保证辐射束轴相对等中心点的偏移(2mm)。

(2) 对辐射野形状的规定

对于方形或矩形辐射野的形状要求，对边平行度及相邻边垂直度的最大偏差不得大于0.5°。

(3) 对辐射野边界偏离的规定

医用电子直线加速器通过模拟灯光野来指示辐射野的范围，因此要保证光野与辐射野边之间的容许偏差(2mm)。

系统

医用电子直线加速器的规则X辐射准直系统由初级准直器、次级准直器和附加准直器组成。

初级准直器

(Primary Collimator) 位于电子引出窗下方，为固定的具有圆锥形孔的准直器，初级准直器的作用有两方面，一方面它决定了该加速器所能提供的最大辐射野范围，另一方面，它阻挡了最大辐射野范围外的由辐射源产生的初级辐射，例如为获得距源100cm处直径为50cm的圆形辐射野需要初级准直器半锥角为14°，该圆形区域称为M区域，同时初级准直器上孔也把辐射源的直径限制在直径4mm以内(实际直径在3mm以内)。为了减少辐射头高度，初级准直器采用高原子序数材料如钨制成，早期亦用贫化铀制成，其高度应能将初级辐射衰减至10－3，或三个十分之一值层厚(Tenth Value Layer TVL)。初级准直器为电子辐射和X辐射所共用。

次级准直器

(Seconday Collimator) 由上下两对可开合的矩形准直器，俗称上下光阑(Diap bragm)组成，材料由钨、铅或贫化铀制成，通过上下两对矩形准直器的开合运动可形成方形或矩形辐射野。根据开合运动的对称性又分为

a．对称准直系统该系统上下两对矩形准直器均作对称开合运动。为了减少X射线在准直器侧壁的散射和准直器边缘部分的透射半影，矩形准直器的内侧面应与射线的发射方向相切。矩形准直器的厚度要足够厚，以确保x射线穿过准直器的透射量符合国家标准。该透射量应小于中心射线强度的0.5%。

b. 非对称准直系统在临床应用中，随着对高治疗精度的要求和应用的扩展，发展了非对称准直系统(或称为独立准直系统)，该系统仍保留一对矩形准直器作对称运动，即相对中心做对称的开合运动，而另外一对(一般是下方一对)矩形准直器相对中心做非对称的打开或闭合，非对称运动的矩形准直器能彼此越过中心轴向对侧运动一段距离(10—20cm)。当一侧矩形准直器恰好位于射线中心轴的位置时，．由此形成切线射野，用于共面和非共面相邻射野的衔接照射，乳腺癌的切线野照射以及旋转治疗的切线照射。

附加准直器

在利用医用电子直线加速器进行头部立体定向放射外科或立体定向放射治疗时需在辐射头下方安装附加的不同尺寸的圆形准直器。

电子辐射

对电子辐射的准直除利用初级和次级准直器外，在辐射头下方配备电子限束器 (Aplicator)，它的主要的功能是限定电子辐射的范围，以便保护靶区外的正常组织和使要害器官免受照射。

性能误差

电子辐射野的尺寸由正常治疗距离处体模表面两主轴上50%等剂量点间的距离确定。光野与辐射野边之间偏差不应大于2mm。

系统

电子辐射野的边界由附加于初次级准直器之下的电子限束器确定，电子限束器又分为下列两种。

(1) 接触式限束器(Beam Applicator)

a．形状接触式限束器形状为锥形或桶形。可以是固定的，也可是可调节的。

b．材料电子限束器材料用低原子序数材料做成，材料的选择直接影响作为治疗用的电子束流的质量。为了降低电子束流在限束器中产生的韧致辐射份额，应使用较低原子序数的材料，但是，过低原子序数材料的使用又会产生明显多的低能电子进入电子束流中，因此，需要有一最佳原子序数的选用。

c．使用限束器器壁具有散射电子的功能，可以改善均整度，使用时需要将限束器底部直接接触患者的皮肤上，否则均整度随离开限束器的端面距离发生明显的变化，虽然在设计时己考虑到患者受挤压的危险，多配有可压缩缓冲弹簧，对于用马达驱动升降的治疗床时，仍须十分小心。

另外这种限束器内壁散射的电子能量低于直接从辐射源发出的电子，因而会增加表面剂量，最大吸收剂量点将向表面移动，降低射程终端剂量下降的陡度。被电子限束器器壁散射到电子束流中的电子平均能量比入射电子束流的能量大约低40%。因此在射野边缘区域会形成浅的“热点”，为了降低这种影响，一般在电子限束筒边缘部分应用高密度的材料，如使用1mm的金属钨做一衬套。

(2)非接触式限束器

非接触式限束器与接触式限束器重要的区别在于极大地降低了限束器器壁散射电子的贡献，在此基础上发展了盘型(Plate)或光阑型(Diaphragm)限束器。

采用复合散射过滤器或采用散射补偿箔(Compensating Foil)措施，亦可保证均匀的剂量分布，无需用限束器器壁散射电子，所需辐射野面积由光阑控制，限束器低部与皮肤保持一定距离，患者受挤压的危险大为降低。为降低限束器的重量，通常就用辐射头中上下两对次级准直器作初步准直使用。由于限束器低部与皮肤保持一定距离，半影比完全接触皮肤要略大一些，但在靶区所在深度，侧散射的影响远大于限束器低部间距的影响。

一般来讲，由于电子在空气中的多次散射和不可避免的限束器器壁的散射，电子束流的准直不能简单的作为射线几何学问题来处理。由限束器出来的电子辐射束横截面一般显著地大于几何学电子束流横截面，其目的是为了在电子束流边缘部分散入和散出的电子能达到动态平衡。

为了调节电子辐射野的形状和大小，一台装置配有不同尺寸的限束器。

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