關(guān)于醫(yī)用電子直線加速器,你必須了解這些!

1、關(guān)于醫(yī)用電子直線加速器，你必須了解這些！近些年，國(guó)內(nèi)的醫(yī)用加速器技術(shù)水平取得了較大 進(jìn)步，在技術(shù)的先進(jìn)性、質(zhì)量的可靠性，產(chǎn)品的一致 性和穩(wěn)定性方面都得到了不同維度的提升。大體而言, 國(guó)產(chǎn)放療設(shè)備已經(jīng)形成了一個(gè)完整的體系，具備了提 供整套放療解決方案以服務(wù)于患者治療的能力。雖如此，國(guó)內(nèi)電子直線加速器高端市場(chǎng)仍主要為 醫(yī)科達(dá)、瓦里安、西門子等三家進(jìn)口企業(yè)占領(lǐng)。國(guó)產(chǎn) 廠商包括新華醫(yī)療、東軟醫(yī)療、海明醫(yī)療、利尼科、 廣東中能、海博科技等主要還是以中低端產(chǎn)品為主，上海聯(lián)影近幾年也涉足了放療領(lǐng)域，但還未見產(chǎn)品正 式上市。本篇主要以電子直線加速器的基礎(chǔ)概念知識(shí)為主， 在下一篇中，器械之家將主要針對(duì)國(guó)內(nèi)電子直

2、線加速 器市場(chǎng)及品牌做重點(diǎn)闡述。電子直線加速器的工作原理醫(yī)用電子直線加速器是利用微波電場(chǎng)對(duì)電子進(jìn)行 加速，產(chǎn)生高能射線，用于人類醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的遠(yuǎn)距離 外照射放射治療活動(dòng)的大型醫(yī)療設(shè)備，通過下面這個(gè)視頻來了解一下電子直線加速器的工作原理：它能產(chǎn)生高能 X X 射線和電子線，具有劑量率高， 照射時(shí)間短，照射野大，劑量均勻性和穩(wěn)定性好，以 及半影區(qū)小等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種腫瘤的治療，特 別是對(duì)深部腫瘤的治療。醫(yī)用電子直線加速器的分類0101按輸出能量劃分 按照輸出能量的高低劃分，醫(yī)用電子直線加速器 一般分為低能機(jī)、中能機(jī)和高能機(jī)三種類型。不同能 量的加速器的 X X 射線能量差別不大， 一般為 4 4

3、、6 6、8MV8MV， 有的達(dá)到 10M10M以上。低能醫(yī)用電子直線加速器 低能醫(yī)用電子直線加速器是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的放射 治療裝置，可以滿足約 85%85%需進(jìn)行放射治療的腫瘤患 者的需要，而需要進(jìn)行放射治療的腫瘤患者又占全部 腫瘤患者的 70%70%左右。(1)(1) 只提供一擋 X-X-輻射，用于治療深部腫瘤，x-x- 輻射能量 4 46MV6MV 采用駐波方式時(shí)加速管總長(zhǎng)只有 30cm30cm 左右，無需偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，同時(shí)還可省去聚焦系統(tǒng)及 束流導(dǎo)向系統(tǒng)，加速管可直立于輻射頭上方，稱為直 束式。直束式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是靶點(diǎn)對(duì)稱(2)(2)加速管輸出劑量率經(jīng)過在大面積范圍均整后 一般為 2-3Gy/

4、min2-3Gy/min m m 設(shè)計(jì)良好時(shí)可達(dá) 4-5Gy/min4-5Gy/min m m 一次治療時(shí)間僅約需 1min1mino由于只有一擋 X-X-輻射，整 機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。低能電子直線加速器 中能醫(yī)用電子直線加速器 中能醫(yī)用電子直線加速器除能治療深部腫瘤外，還可以治療大部分表淺腫瘤，表淺治療深度可在 2 2 5cm5cm 范圍內(nèi)，由于中能治療范圍較低能擴(kuò)大，是大 中型腫瘤醫(yī)院需要的主要放射治療裝置。(1)(1)除提供兩檔 X-X-輻射(6-8MV)(6-8MV)供治療深部腫瘤 外，還提供 4-54-5 擋不同能量的電子輻射(5-15MeV(5-15MeV) )供治 療表淺腫瘤使

5、用，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。(2)(2)加速管較長(zhǎng)，需要水平放置于機(jī)架的支臂上方， 束流需經(jīng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)后打靶產(chǎn)生 X X 輻射或直接將電子束 從引出窗引出使用。 大都采用 消色差偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)， 使偏 轉(zhuǎn)后的靶點(diǎn)保持對(duì)稱，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)比較復(fù)雜。(3)(3)輻射頭內(nèi)除一擋用于均整 X-X-輻射的均整過濾 器外，還采用多擋使電子輻射分布均勻的散射過濾器。為了調(diào)節(jié)電子輻射野，在電子輻射治療時(shí)需附加不同 尺寸和不同形狀的限束器。中高能電子直線加速器高能醫(yī)用電子直線加速器(1)(1)提供兩檔 X-X-輻射，商業(yè)上稱為雙光子方式， 個(gè)別產(chǎn)品甚至可以提供三擋 X-X-輻射，稱為三光子方式, 多檔設(shè)置目的是實(shí)現(xiàn) X-X-輻射深度

6、劑量特性的調(diào)節(jié)，因 為采用高低兩擋能量 X-X-輻射組合照射，相當(dāng)于調(diào)節(jié)能 量。( (圖 1-20)1-20)(2)(2)可提供更高能量的電子輻射， 一般電子輻射分 5-5-9 9擋，最高能量可達(dá) 20-25MeV20-25MeV 擴(kuò)大了對(duì)表淺腫瘤 的治療深度范圍 (2-7cm)(2-7cm) 。此外，按照 X X 射線能量的檔位劃分，醫(yī)用電子直 線加速器可以分為單光子、雙光子和多光子。0202按照加速管工作原理方式 按加速管工作原理方式劃分，醫(yī)用電子直線加速 器有兩種加速方式：行波加速方式和駐波加速方式。(1)(1)行波加速方式：是在網(wǎng)波導(dǎo)中周期性插入帶中 孔的圓形膜片，依靠這些膜片的反射作

7、用，使中孔部 分中傳播的電磁場(chǎng)相位傳播速度慢下來，甚至光速以 下，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子的同步加速。這種波導(dǎo)管，稱其為 盤荷波導(dǎo) ( (加速管，取圓形膜片對(duì)波導(dǎo)管加載之意。(2)(2)駐波加速方式：是在加速管左右兩端適 ! ! 與位 置放置短路板，形成一種電磁振蕩的駐波狀態(tài)，加速 管結(jié)構(gòu)中所有的腔體都諧振在一個(gè)頻率上，相鄰兩腔 間的距離為 D,D,而腔間電場(chǎng)相位差剛好為 180180 ,即腔 間電場(chǎng)剛好方向相反。醫(yī)用電子直線加速器的優(yōu)點(diǎn)1 1、 加速器的射線穿透能力強(qiáng) 各種射線穿透組織的能力與其本身所具備的能量成正比。一般 X X 線治療機(jī)輸出的射線能量只有 200200 千 伏左右，6060 鉆治療機(jī)

8、發(fā)生的丫射線也只能達(dá)到 1.251.25 兆伏。而加速器輸出的能量則可達(dá)到 6 6 兆伏甚至更高, 且可根據(jù)病人不同情況對(duì)輸出能量的大小進(jìn)行調(diào)整。 因此,加速器對(duì)深在的體積較大的腫瘤病灶,能夠給 以更有效地殺滅。2 2、 加速器既可輸出高能 X X 線，也可輸出高能電子 線電子線到達(dá)預(yù)定部位后能量迅速下降，因而能大 大減少射線對(duì)病變后面正常組織的危害，特別適于體 表或靠近體表的各種腫瘤。例如，采用電子線治療乳 腺癌，肺部及心臟損害就比 6060 鈷少得多。3 3、 皮膚并發(fā)癥顯著減少 放療引起的皮膚并發(fā)癥，與射線具備的能量成反比。X X 線以皮膚吸收能量最高，6060 鉆 7 7 線最大能量吸

9、 收在皮下 4-54-5 毫米的深度。加速器的高能 X X 線最大能 量吸收在皮下 15301530 毫米的深度，在治療內(nèi)臟腫瘤時(shí)， 皮膚及皮下組織吸收的射線很少，會(huì)顯著減少皮膚及 皮下組織的損傷。4 4、加速器的射線能夠被有效控制 由于配有精細(xì)的腫瘤病灶定位裝置，可保證射線 集中于腫瘤組織，腫瘤旁的正常組織影響很小。特別 是腫瘤病灶附近有重要器官時(shí)，加速器的這種優(yōu)點(diǎn)尤 其突出。5 5、加速器一次可輸出很高的能量， 能大大縮短照 射時(shí)間，故可用于手術(shù)中照射。手術(shù)切除腫瘤時(shí)，有時(shí)難免有肉眼看不見的腫瘤 細(xì)胞或手術(shù)難以切凈的腫瘤病灶殘留在患者體內(nèi)，可 能導(dǎo)致日后局部復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移。一般的放療設(shè)備對(duì)此無

10、 能為力，而加速器可以相對(duì)容易的消滅這些腫瘤細(xì)胞。第六，加速器停機(jī)后放射線即消失，不存在 6060 鈷等具有的射線泄漏和衰減問題，有利于保護(hù)環(huán)境和 保證療效。醫(yī)用電子直線加速器的缺點(diǎn)和任何尖端醫(yī)療設(shè)備一樣， 加速器也有不足之處：1 1、加速器不能用作腔內(nèi)照射， 故宮頸癌、 宮體癌 仍主要依靠 131131 依或 6060 鈷等來治療；2 2、包括加速器在內(nèi)的所有放療手段均為局部治療， 對(duì)癌細(xì)胞廣泛轉(zhuǎn)移以及有癌性胸腹水的患者不可能有 滿意的療效；3 3、腫瘤病灶中的缺氧細(xì)胞和處于休止期的細(xì)胞抵 抗力相當(dāng)較強(qiáng)，是放療失敗的重要原因。加速器只能 提高療效，但同樣不能從根本上問題；加速器技術(shù)復(fù)雜，維護(hù)

11、要求高，價(jià)格昂貴，治療費(fèi)用也較高，因此還有待廣泛推廣。醫(yī)用電子直線加速器用于放療的適應(yīng)癥1 1、常規(guī)放療時(shí)的適應(yīng)癥：醫(yī)用加速器適應(yīng)癥廣泛，可用于頭頸、胸腔、腹 腔、盆腔、四肢等部位的原發(fā)或繼發(fā)腫瘤，以及手術(shù) 后殘留的術(shù)后或手術(shù)前的術(shù)前治療等。單純根治的腫瘤：鼻咽癌、早期喉癌、早期口腔 癌、副鼻竇癌、早期惡性淋巴瘤、髓母細(xì)胞瘤、基底 細(xì)胞癌、肺癌、精原細(xì)胞瘤、食道癌等。與化療合并治療腫瘤：小細(xì)胞肺癌、中晚期惡性 淋巴瘤等。與手術(shù)綜合治療：上頜竇、耳鼻喉癌、膠質(zhì)神經(jīng) 細(xì)胞瘤、肺癌、胸腺瘤、胃腸道癌、軟組織肉瘤等。 有計(jì)劃性的術(shù)前放療、術(shù)中放療、術(shù)后放療。姑息性放療：骨轉(zhuǎn)移灶的止痛放療、 腦轉(zhuǎn)移放療、 晚期腫瘤的姑息減癥治療。2 2、三維適形放