直线加速器 关于医用电子直线加速器，你必须了解这些！（上篇）

注意力

近年来，国内电子直线加速器的技术水平取得了长足的进步，在技术先进性、质量可靠性、产品一致性和稳定性等方面都有了不同程度的提升。总的来说，国内的放疗设备已经形成了完整的体系，有能力提供全套的放疗解决方案为患者服务。

尽管如此，国内电子直线加速器高端市场仍被医科大学、瓦里安、西门子等三家进口企业占据。国内厂商包括新华医疗、东软医疗、海明医疗、利尼科、广东中能、海博科技等。，主要专注于低端产品。上海连赢近几年也涉足放射治疗领域，但没有产品正式上市。

本文主要介绍电子直线加速器的基本概念知识。在下一篇文章中，设备之家将重点介绍电子直线加速器的国内市场和品牌。

电子直线加速器的工作原理

医用电子直线加速器是人类医疗实践中利用微波电场加速电子并产生高能射线进行远距离外照射放疗活动的大型医疗设备。让我们通过下面的视频来了解电子直线加速器的工作原理:

它能产生高能X射线和电子射线，具有剂量率高、照射时间短、照射野大、剂量均匀性和稳定性好、半影面积小等特点。广泛用于治疗各种肿瘤，尤其是深部肿瘤。

医用电子直线加速器的分类

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除以输出能量

医用电子直线加速器按输出能量一般分为低能机、中能机和高能机三种。不同能量的加速器x射线能量差别不大，一般为4、6、8MV，有的达到10MV以上。

低能医用电子直线加速器

低能医用电子直线加速器是一种经济实用的放疗设备，可满足约85%需要放疗的肿瘤患者的需求，需要放疗的肿瘤患者约占所有肿瘤患者的70%。

治疗深部肿瘤只提供1块X射线，X射线能量为4-6 mV。采用驻波模式时，加速管总长度只有30cm左右，没有偏转系统。同时，可以省略聚焦系统和光束引导系统。加速管可以直立在辐射头上方，称为直梁式。直射光束的一个优点是目标点的对称性。

加速管大面积整平后输出剂量率一般为2-3gy/min·m，设计良好时可达4-5gy/min·m，治疗时间仅1min左右。因为只有一块X射线，所以整机结构简单，操作方便。

低能电子直线加速器

中能医用电子直线加速器

中能医用电子直线加速器不仅能治疗深部肿瘤，还能治疗大部分浅表肿瘤，浅表治疗深度可在2-5 cm范围内。由于中能治疗范围较低，能量较低，是大中型肿瘤医院所需的主要放疗设备。

除了提供治疗深部肿瘤的两级x射线外，还提供治疗浅表肿瘤的4-5级不同能量的电子射线，扩大了应用范围。

加速器管较长，需要水平放置在机架支撑臂上方。电子束需要通过偏转系统，然后击中目标，产生X射线或直接将电子束引出引出窗口使用。大多采用消色差偏转系统，偏转后保持目标点对称，偏转系统复杂。

除了一个用于调平x光辐射的调平滤光器之外，辐射头中还使用了多个散射滤光器，以使电子辐射均匀分布。为了调节电子辐射场，在电子放射治疗中需要安装不同尺寸和形状的束流限制器。

中高能电子直线加速器

高能医用电子直线加速器

提供二能级X射线，商业上称之为双光子模式，个别产品甚至可以提供三能级X射线，称之为三光子模式。设置多级的目的是调整X射线的深度剂量特性，因为高低能量X射线的组合相当于调整能量。

可以提供能量更高的电子辐射。电子辐射一般分为5-9级，最高能量可达20-25MeV，扩大了浅表肿瘤的治疗深度范围。

另外，医用电子直线加速器根据X射线能量可以分为单光子、双光子和多光子。

02

根据加速管工作原理

根据加速器管的工作原理，医用电子直线加速器有行波加速模式和驻波加速模式两种加速模式。

行波加速模式:在网络波导中周期性地插入带孔的圆形振膜，通过这些振膜的反射，使在孔中传播的电磁场的相位传播速度减慢，甚至低于光速，从而实现电子的同步加速。这种波导叫圆盘加载波导，用圆形膜片加载波导。

行波医用电子直线加速器示意图

驻波加速模式:适用于加速管左右两端！通过在相同位置放置短路板，形成电磁振荡的驻波状态。加速管结构中的所有腔体都以一个频率谐振，相邻两个腔体之间的距离为d，腔体之间电场的相位差正好为180°，即腔体之间的电场方向正好相反。

驻波医用电子直线加速器示意图

医用电子直线加速器的优势

1.加速器具有很强的射线穿透能力

各种射线穿透组织的能力与其自身能量成正比。一般X射线治疗机输出的射线能量只有200 kV左右，60 Co治疗机产生的γ射线只能达到1.25 kV。加速器的输出能量可以达到6兆伏甚至更高，输出能量可以根据患者的不同情况进行调整。因此，加速器可以更有效地杀死大体积的深部肿瘤病灶。

2.加速器既能输出高能X射线，又能输出高能电子射线

电子束到达预定位置后能量迅速下降，可大大降低辐射对病灶后方正常组织的伤害，特别适用于体表或体表附近的各种肿瘤。例如，使用电子射线治疗乳腺癌对肺和心脏的损害要比60钴小得多。

3.皮肤并发症明显减少

放疗引起的皮肤并发症与放疗的能量成反比。x光皮肤吸收能量最高，60钻7线最大能量吸收在皮肤下4-5 mm。加速器的高能X射线最大能量吸收在皮肤以下15~30 mm。在治疗内脏肿瘤时，皮肤和皮下组织吸收的射线非常少，这将显著减少皮肤和皮下组织的损伤。

4.可以有效地控制加速器的辐射

由于采用了精细的肿瘤病灶定位装置，辐射可以集中在肿瘤组织上，肿瘤旁的正常组织影响很小。特别是当肿瘤病灶附近有重要器官时，加速器的这种优势尤为突出。

5.加速器可以一次性输出高能量，可以大大缩短辐照时间，因此可以在运行中用于辐照。

手术切除肿瘤时，不可避免地会有隐形的肿瘤细胞或手术难以切除的肿瘤病灶残留在患者体内，可能导致日后局部复发或转移。一般的放疗设备对此无能为力，加速器相对容易破坏这些肿瘤细胞。

第六，加速器停止后辐射消失，没有60钴等辐射泄漏和衰减问题，有利于保护环境，保证疗效。

医用电子直线加速器的缺点

像任何尖端医疗设备一样，加速器也有缺点:

1.加速器不能用于腔内照射。故宫的宫颈癌、子宫体癌仍以131夷或60钴为主治疗；

2.包括加速器在内的所有放疗方法都是局部治疗，对于癌细胞广泛转移、癌性胸腹水的患者不可能有满意的疗效；

3.肿瘤病灶内的缺氧细胞和静止细胞有较强的抵抗力，是放疗失败的重要原因。促进剂只能提高疗效，但不能从根本上解决问题；

④加速器技术复杂，维护要求高，价格高，处理成本高，需要广泛推广。

医用电子直线加速器放射治疗的适应症

1、常规放疗的适应症:

电子直线加速器适应症广，可用于头颈部、胸腔、腹腔、盆腔、四肢等部位的原发性或继发性肿瘤，以及术后或术前治疗。

单纯根治性肿瘤:鼻咽癌、早期喉癌、早期口腔癌、副鼻窦癌、早期恶性淋巴瘤、髓母细胞瘤、基底细胞癌、肺癌、精原细胞瘤、食管癌等。

联合化疗治疗肿瘤:小细胞肺癌、晚期恶性淋巴瘤等。

手术综合治疗:上颌窦、耳鼻喉科肿瘤、胶质母细胞瘤、肺癌、胸腺瘤、胃肠癌、软组织肉瘤等。有计划的术前放疗，术中放疗，术后放疗。

姑息性放射治疗:骨转移瘤的止痛放射治疗，脑转移瘤的放射治疗，晚期肿瘤的姑息治疗。

2.三维适形放疗和调强放疗的适应症:

颅内肿瘤:特别是位于重要解剖结构中的形状不规则、不适合手术或手术难以切除的肿瘤；

头颈部肿瘤:包括手术和常规放疗后残留或复发的肿瘤，如鼻咽癌、颅底肿瘤；

脊柱肿瘤；

胸部肿瘤:如纵隔肿瘤、肺癌、胸壁肿瘤；

消化、泌尿、生殖系统肿瘤:如肝癌、胰腺癌、前列腺癌；

身体所有部位的转移性癌症

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