医用直线加速器

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2024年3月11日发(作者：)

医用直线加速器

医用加速器是生物医学上的一种用来对肿瘤进行放射治疗的粒子加速器装置。带电粒

子加速器是用人工方法借助不同形态的电场，将各种不同种类的带电粒子加速到更高能量

的电磁装置，常称“粒子加速器”，简称为“加速器”。 要使带电粒子获得能量，就必须

有加速电场。依据加速粒子种类的不同，加速电场形态的不同，粒子加速过程所遵循的轨

道不同被分为各种类型加速器。目前国际上，在放射治疗中使用最多的是电子直线加速器。

电子直线加速器

电子直线加速器是利用具有一定能量的高能电子与大功率微波的微波电场相互作用，

能量电子直接引出，可作电子线治疗。电子打击重金属靶，产生韧致辐射，发射X射线，

作X线治疗。

根据电子与微波电场的作用方式不同，电子直线加速器分为行波加速器和驻波加速器。

一个最简单的电子直线加速器至少要包括，一个加速场所（加速管），一个大功率微波

源和波导系统，控制系统，射线均整和防护系统。当然市场上作为商品的设备要远比这些

复杂，但这些基本部件都是必不可少的。 医用加速器的分类

分类情况

医用加速器按照能量区分可以分为低能机、中能机和高能机。

按照X能量的档位加速器分为单光子、双光子和多光子。

低中高能机的区分主要在于给出的电子线的能量。

医用加速器用于放疗的适应症

1、当其用于常规放疗时其适应症为：

医用加速器适应症广泛，可用于头颈、胸腔、腹腔、盆腔、四肢等部位的原发或继发

肿瘤，以及手术后残留的术后或手术前的术前治疗等。

西门子直线加速器

它所产生的高能X线具有照射深度强，射线集中等优点为，不仅能有效杀死癌细胞，

而且能保护正常组织少受损伤，是治疗深部肿瘤的理想设备。它优于国产加速器，可以产

生六档电子线，为肿瘤治疗提供了更好的方法。

高能X线具有皮肤损伤小，照射量高，保证正常组织效果好的特点，主要用于治疗

深部肿瘤，高能电子束，能量可变，可根据不同的肿瘤深度进行调节选择，可用于恶性肿

瘤和偏心性肿瘤的治疗，术中放疗也多用于高能电子束。

恶性肿瘤患者的治疗提倡的是综合治疗，放射治疗是不可缺少的手段，约有70%的

患者需行放射治疗，医用直线加速器是现今国际上先进的放疗设备。

瓦里安直线加速器

该加速器融合了现代医学影像技术、立体定位技术、计算机、核医学、放射物理、自

动化智能控制等多种现代高新科技，可实现对全身肿瘤的常规放射治疗、三维立体定向精

确放疗、立体定向放射外科治疗(俗称X-刀治疗)、适形调强放射治疗(诺力刀治疗)等。该直

线加速器能最大限度杀死肿瘤，保护人体正常组织提供更加准确、高效、安全的技术保障。

1具有双光子、多档能量的电子线，保证各种不同深度的肿瘤治疗剂量组要。肿瘤隐

藏的再深，他也能像海底捞针一样抓住它2。具有多叶准直系统，能完成精确放疗计划。

可从三维方向上随着肿瘤的不同形状变化，产生与肿瘤形状近似的照射体积，使治疗更精

确。3。具有三维调强治疗计划系统，调强放射治疗是当今世界上最先进的放疗技术，具有

靶向的高剂量三维适形放射、周围器官受量少等优点，能有效控制肿瘤的局部控制率，减

少正常组织的损伤症，改善患者放疗后的生存质量。4。该技术具有：安全，不用麻醉，不

用开刀，无创无痛苦，方便快捷，高效，副作用少，治疗后恢复快。

医科达直线加速器

ELECTA-Precise三光子医用直线加速器是目前世界一流的放疗设备。它可以产生高、

中、低三挡高能X射线和七种不同能量的电子线，可根据肿瘤的不同部位，灵活选择射线

能量。除了完成常规的X 线和电子线照射外，还可进行肿瘤的适形放疗及适形调强放疗。

可适用于治疗全身各种深部肿瘤和浅表肿瘤。对某些良性疾病也有一定疗效。

医用直线加速器参数

厂商 Elekta VARIAN SIEMENS 说明

机型 Precise Clinac EX Primus

基本结构 Elekta加速器的高度集成化控制系统、性能绝佳的敞开式设计保证可加

速器的高开机率。其他厂家的产品都是封闭式设计，常因机器设计不佳而停机，更换加速

管时间长。

加速管 行波 驻波 驻波 最低的加速器使用消耗费用：驻波加速管对真空度的要求、

能量的转换、能谱的宽度等几个方面都优于驻波加速管。Elekta保持和发展了行波管加速

原理，通过独特的设计使一台加速器可提供3档电子线。一机多用。其他厂家加速器最多

产生两个光子线。Elekta加速器具有低功耗、高效率、长寿命。

机架类型 滚筒式 中心轴承式 中心轴承式 Elekta滚筒机架磨损小，等中心变化小，

十年精度1mm，终身保证机架等中心精度在2mm（V和S都采用中心轴承式，十年等中

心偏差超过2mm），且为敞开式设计，散热性能好，连续工作时间长，便于维修。

微波功率源 仅用磁控管（5.5MW）即可 需速调管（5.5MW）加微波驱动 需速调管

（7MW）加微波驱动 Elekta使用EEV公司的长寿命磁控管，停机时间短，运行费用低，

且无条件保修2年。

低运行费用的微波功率源：Elekta公司采用的微波功率源是磁控管，集振荡器和放大

器为一体，结构简单，不需额外的微波振荡器（或微波驱动器）等组件，从而简化功率源

的结构。磁控管的体积小，能安装在机架上，直接把微波馈送到加速管，不需特殊接头，

且易更换，停机时间短（而速调管必须配上配上微波振荡器才能实现磁控管的功能，磁控

管的寿命比速调管短一半，但由于振荡器的寿命与磁控管差不多，导致使用速调管的费用

为使用磁控管的4～5倍。

电子枪 可拆卸，且只需更换枪灯丝 可拆卸， 最方便维修保养的敞开式机架设计使

Elekta加速器的故障修复时间最短。开机率高。

偏转系统 滑雪式 270° 270° 滑雪式是Elekta的专利，具有束流特性好且照射头较短

的特点，从而得到低的等中心高度。

X线

能量 可提供1～3档光子，能量范围4～25MV（4、6、8、10、15、18、25MV） 提

供两档光子，能量范围6～25MV（6/15、6/18、6/20、6/16、6/23、6/25MV） 提供

两档光子，能量范围6～25MV（4/10、6/15、6/23、6/25MV） Elekta机器的光子能量

选择最灵活，且可在售后多年进行升级，从而保持将来发展的先进性。

剂量率

（MU/min） 25～600 100～600 50～500 剂量率范围最广

照射野尺寸 0.5×0.5cm～40×40cm 0.5×0.5cm～40×40cm 2×2cm～40×40cm

照射野平坦度 1.06，或±3% ±3% ±3%

照射野对称性 1.03，或±1.5％ ±2％ ±2％

束流靶点尺寸（半径） 1mm 1mm 1mm?

半影 <7mm（15×15cm）

<8mm（40×40cm） <9mm <9mm

最大楔形照射野 30×40cm 20×40cm 20×40cm? 医科达发明的电动楔形板0～60°

的连续可变的楔形野，此技术被放疗界称为一楔多用。它克服可物理楔形板需要人工插拔

的缺点。在治疗计划设计中无角度限制，优于动态楔形板，且电动楔形板内置于照射头内，

灯光野永远可见，保证摆位准确，最大楔形野为30cm×40cm。

漏射

病人平面2m半径处

非病人平面2m半径处

电子线

能量 可选零档到九档电子线，零表示不选电子线，

能量范围4～22MeV 可选六档电子

能量范围4～22MeV 可选六档电子

能量范围6～22MeV Elekta机器的电子线能量高达22MeV，可在售后多年进行升级。

剂量率

（MU/min） 标准配置25～400

最大可能3000 标准配置25～400

最大可能3000 标准配置25～400

最大可能3000

双箔散射

限光筒尺寸 6×6，10×10，14×14，20×20，25×25cm，另有长方形和圆形可选 6×6，

10×10，15×15，20×20，25×25cm 5×5，10×10，15×15，20×20，25×25cm

电子照射野平坦度 ±3% ±5% ±3%

电子照射野对称性 ±1.5% ±2% ±2%

X线污染 4～15MeV 3%

＞15MeV 5% ≤10MeV 2%

＞10MeV 5% 14MeV 3%?

剂量系统

Elekta为独立的电双通道离室，具有温度和压力自动校正功能；不受密封性能影响。

重复性 ±0.5% ±1% ±2%？

线性 ±1%或1MU ±1% ±2%？

机架和治疗头转角影响精度 ±1%或1MU ±2%或1MU ？

最大连续输出剂量（MU） 29999 9000 ？

最大连续出束时间（Min） 99.9 99.9？ ？

弧形治疗

剂量范围（MU/deg） 0.5～10 0.5～5.0 0.5～5.0

方向 CW和CCW CW和CCW CW和CCW

方式 光子和电子 光子和电子 光子和电子

机械参数

靶至等中心 100cm±0.5cm 100cm±0.2cm 100cm±0.5cm

等中心精度（半径） 1mm 1mm 1mm

等中心高度 124cm 129.5cm 131cm 最低的等中心高度：Precise的等中心高度

（124cm）低于其他医用加速器。等中心高度低，摆位容易、准确，提高了工作效率。

附件环至等中心 45cm 41cm 43cm Elekta的摆位空间最大

运动范围

机架 ±185° ±185° ±185°

照射头 ±185° ±165° ±185°

X光阑 0～20cm －10～20cm 0～20cm

Y光阑 －12.5～20cm －2～20cm 0~20cm 单一叶片可独立运行的长度决定了对

临床中可能出现的形状各异的不规则野的满足程度，及临床适应症和治疗范围甚至效果。

Elekta的MLC的独立运动程度32.5cm是其他厂家产品的两倍以上。

治疗床升降范围 65～175cm 62.7～170.7cm 65～134cm Elekta治疗床升降范围最

大，最有利于病人摆位和技术员操作

治疗床前后移动范围 100cm 145cm 90cm

治疗床左右移动范围 ±25cm ±25cm ±22cm

治疗床机座转动范围 ±95° ±95° ±120°

治疗床床面转动范围 360° 360° 180°？

控制系统 最方便技术员操作的工作平台

集成化桌面控制终端：Precise 系列的控制系统采用图形界面，界面友好、直观，便

于使用。其中RTD（radiotherphy desktop）界面集成了加速器控制、多叶光栅控制和治

疗验证控制等等，操作员只需单一界面就可完成复杂的治疗操作。如：SAD、SRT、IMRT

等缩短各系统间的反应时间（提高治疗的精确性），消除多个终端易造成接口故障、系统死

机等等。（S需要至少三个控制终端，即至少三个显示器，三个控制键盘；而V则需要更多。）

具有强大的网络功能，还具有充分体现网络概念的开放式平台，通过DICOM3.0同任何第

三方治疗计划或诊断设备联网，通过DICOM还可以同第三方验证系统连接（LANTIS，

IMPAC，Helax，Visir），通过ESPI同意愿的管理系统连接，真正做到网络传输、网络监

控、网络诊断。（S的网络也是开放式的，而V的则是封闭式的。）

数字化程度 Elekta全数字化的机器具有最好的无限升级性能，可使该加速器设备将

来不断升级保持放疗技术的领先地位，和长期良好的机器实用性能而不被淘汰，达到最大

的机器使用率和最小的应用成本。它还具有有实用价值的最先进的适形调强放疗的直线加

速器。目前国际上正准备推广的影像引导治疗技术（IGRT），也是在Precise机器上研究和

开发的。即将推向市场的可开展适时适形调强技术的CT加速器，又是Elekta公司领导技

术创新潮流的一大举措。

多叶光栅 全内置一体化 ，加速器和多叶光栅的操作集成在一台计算机里，仅通过一

个界面就能方便的完成两者的动作，指令传输延迟时间最短，提高病人照射流通量。

到等中心的净空间 45cm 41cm（加楔形过滤器时为30cm） 43cm

叶片数目 80 52、8、120 54+4

叶片漏射 ≤0.5% ≤0.5% ≤2%

最大照射野 40×40cm 40×40cm 27×40cm

在等中心处叶片宽度 1cm 1cm、0.5cm 1cm54片6.5cm4片

叶片过中心 12.5cm 16.5cm 10cm

电源功率

电力消耗最低：由于Elekta公司直线加速器全数字化及所采用的先进技术，使机器的

开机功率最低，为30kVA，运行功率为18kVA，整套设备只需50kW的变压器，节省了

电力费用（而其他产品的开机功率为45kVA，整套设备需100kW以上的变压器

Elekta加速器具有最大的净空间与最小的机头直径：净空间最大（45cm），机头直径

最小（62cm）。这对于治疗摆位很重要。尤其是作立体定向放射治疗技术（头、体刀）或

开展适形调强技术，特别是对在非共面治疗中由于床旋转角度的限制而无法治疗的一些病

如盆腔放疗等。

本文标签： 加速器治疗肿瘤