各类加速器技术比较
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加速效率高,机械尺寸小,控制精度提高,满足进行精确治疗(适形、调强IMRT)
电子枪
结构
瓦里安公司发明数字枪
计算机可控栅极
平面型饱和发射阴极
可拆卸式的三极电子枪
能实时变换输出剂量率
适合动态适形放疗
三极管结构
由于枪的栅极未采用计算机控制,因此不能快速变换剂量率。
与加速管和偏转系统连成一体,更换费用高达13万美元,耗时一个月左右。
100、200、300、400、500和600 MBiblioteka Baidu/min
(6/10/15/18/20MV)
只提供两档
50 /200(6MV)(300MU/min是选项)
50 / 500 (15 – 25MV)
由软件控制,很难讲有多少档
技术指标25-600(6、8、10、15MV),每一台机器的数值都不一样,虽然调试机器时可以调出600MU/min,但都会劝用户放弃使用,临床可以用上的只是在360-420MU/min之间。
叶片数量
52 / 80 / 120 叶
三种规格
82叶/160叶
80叶/80叶
Varian有全球独有的120叶MLC,可以兼顾头、颈、体部等不同部位的治疗。
Elekta的80叶MLC,叶片太宽,小MLC的照射野太小,许多治疗无法实施。
叶片宽度
10mm/5mm
10mm/5mm
10mm/4mm
叶片窄适形度好,对肿瘤形状的勾画比较精细,对临床治疗的质量有保证
角度剂量率
0.33至20MU/ deg
(以0.01MU / deg增量,(6/10/15MV)
0.33至5 MU / deg(6MV)
0.5至10MU / deg(10/15MV)
旋转治疗效率低。时间长,机器磨损大。
0.5至5 MU / deg(6MV)
0.5至10MU / deg(10/15MV)
中国市场
有超过300台,分布在30个省市、自治区,肿瘤专科医院用户超过30家,高能机器数量超过200台。
有大约160台,其中低能单光子机器有100多台
包括原Philips加速器有100多台
瓦里安加速器产品质量好,运行成本低,售后服务好,是国内用户的共识
多叶光栅
安装位置
采用第三套准直器安装方式
在机头内
代替下独立准直器位置(少了一对准直器)无法遮挡多余的射线,导致叶片间的射线泄漏率增加。
在机头内
代替上独立准直器位置(少了一对准直器)无法遮挡多余的射线,导致叶片间的射线泄漏率增加。
在机头内
Varian的MLC如果出故障,可以不停机,不影响常规治疗。
Elekta的MLC如果出故障,只能停机修理,影响常规治疗。
加速管
瓦里安公司发明和专利注册的第三代高效交叉边耦合驻波波导加速管
工作能量梯度400KeV/cm
真空度适中,日常维护简单
第二代双周边耦合结构驻波加速管工作能量梯度145KeV/cm
真空度高,维护成本高
传统的盘荷式行波加速管
工作能量梯度<100KeV/cm
体积庞大,机械控制精度差。
加速效率低,导致束流强度低,临床使用的剂量率档数少
无配套的TPS、网络系统
产品不配套,需要外购很多其他厂家的产品。
一体化应用
一体化升级
一体化维护
市场情况
公司背景
全球专业的放疗产品(直线加速器)厂家,具有全套放疗产品的科研、生产能力,以速调管的发明为基础,是全球最大的放疗服务商
公司庞大,医疗部以生产影像产品为主。
目前,设在美国的加速器工厂,裁员50%,准备将工厂搬回德国。
随机器所提供的维修备件
200多种 /500多件
如果是全保修,所有部件都包括在内。
60多种备件,全保修内容中不包括某些部件,比如加速管。
60多种备件,全保修内容中不包括某些部件,比如MLC的监测CCD摄像机。
这是瓦里安公司提供完善服务的具体表现,最大程度地减少机器的停机、检修的时间
产品的配套
拥有加速器、治疗计划系统、MLC、调强技术、实时影象验证系统、网络系统、常规模拟机、CT模拟系统
用户支持
用户培训
在美国和北京都有专业的培训中心。
在北京具备2个专门的培训教室和实验室,提供加速器的操作培训以及经验丰富的教师,进行规范的IMRT、IGRT等计划制作及物理验证的QA和QC培训
在工厂设有培训部门。
在英国工厂设有培训部门。
提供完善的培训、售后服务,维修手册、维修密码等资料均提供给用户
售后服务
动态组织补偿软件
Varian有此功能
Siemens无此功能
Elekta无此功能
叶片精度控制方式
采用步进电机控制、滑变电阻及红外线矢量编码技术,使用寿命长达10年。
采用摄象机光学监测,使用寿命短。
采用摄象机光学监测,使用寿命短(6-12月),更换费用高,(¥25万),金保修也不包括此内容。
临床应用
适形精度好,大小照射野兼顾
在北京、上海、成都、武汉、广州、香港设有维修服务部门
中国唯一具备实际运行能力的零备件仓库,30多名专业工程师提供服务
实行快速有效的售后服务制度
北京和上海设有维修服务部门
零备件交货耗时约两个月
目前正在健全维修服务部门
提供多种多样的售后服务,方式及内容可以根据用户的具体情况详细制定,解决用户使用设备过程中的后顾之忧
以神经外科手术器材和伽玛刀为主要经营项目,1997年收购Philips集团经营不善的放疗部门
技术力量雄厚,在加速器方面拥有20多项专利,始终引领放疗技术发展
全球市场
占全球市场份额70%
占全球市场份额13%
占全球市场份额15%
在全球瓦里安公司的加速器数量超过5000台,MLC超过1500套、模拟机超过1000台、TPS超过2500套
灯丝发热不均将导致剂量率不稳定
更换灯丝时加速管会失去真空
灯丝发射电子的能量有限,导致射线的剂量率无法提高
无法快速启动达到稳定的剂量率输出
数字枪的发明,是加速器数字化的核心,是适形、调强IMRT确保治疗质量的先决条件,
电子枪
RUN-UP时间
从产生射线到稳定出束的时间,小于0.05秒
从产生射线到稳定出束的时间,3-6秒
最大射野尺寸
40×40cm
标准尺寸的照射野,可以兼顾头、颈、体部等不同部位的治疗。
40×40cm
40×40cm/ 16×21cm
照射野太小,许多治疗无法实施。
叶片间隙射线泄漏
<0.5%
2%
2%
射线泄漏少可以保证剂量计算和照射的准确性
动态旋转照射控制软件
Varian有此功能
Siemens无此功能
Elekta无此功能
从产生射线到稳定出束的时间,8-10秒
varian调强治疗中每个子野之间停顿的时间最短,整个治疗时间缩短,减少了机器磨损。(1-2min/野)
Elekta调强治疗中每个子野之间停顿的时间长,整个治疗时间长,(5-10min/野)机器磨损严重。患者治疗时间太长,难以保证治疗精度。
X线剂量率
由加速器硬件控制,提供六档可用于临床
未采用此结构。
瓦里安的加速器在临床使用时,可以提供高剂量率的射线输出,提高机器的使用效率,减少机器的磨损。
电离室
采用四通道平面型电离室。有两对完全独立的监测电极,分别用于监测剂量、能量、束流准直特性和照射野的对称性。性能稳定,使用寿命长达20年。
电子线采用开放式陶瓷电离室,需要经常校准,
采用开放式陶瓷电离室,需要经常校准,使用寿命1年左右。更换费用在12万人民币左右
旋转治疗效率低。时间长,机器磨损大。
大剂量率的输出设计,满足不同肿瘤的适形、调强IMRT,其他厂家的设备很难实现多种治疗方案
射线聚焦结构
采用专利技术的全长螺线管结构的波束聚焦线圈,环绕在加速管外。
能有效聚焦射线束,可以提高束流强度,同时,减少电子束流对加速管壁的轰击效应。
未采用此结构。
导致X线剂量率太低,由于存在电子束流对加速管壁的轰击效应,容易造成加速管漏真空
动态调强是在治疗机持续出束的状态下,多叶光栅按计算机的指令作连续的运动,治疗时间短,剂量分布更加理想,配备验证软件,使用方便。
调强放疗的国内用户
有超过30家医院在使用,北京地区有北京医院、中日友好医院、北京肿瘤医院、307医院等。
国内用户数量有限
国内用户数量有限
国内有很多用户在用varian的设备做IMRT,比如北京市肿瘤医院(已做了2000多例病人)、北京医院、重庆市肿瘤医院、新疆肿瘤医院(超过1500例)等。
满足临床对不同肿瘤的治疗,方便医生的使用,相应延长电子枪的使用寿命
电子线剂量率
共七档100至1000 MU/min
100、200、300、400、500和6001000MU/min
共两档300/ 900 MU/min
共五档25 / 400 MU/min
相应延长电子枪的使用寿命。这是临床治疗模式下电子线剂量率,不同于其他厂家的维修检测模式下的输出
适形精度好,大小照射野兼顾
适形精度好,无法满足大野照射,导致一定比例的患者不能做,机器使用受到限制。
调强应用
包括静态IMRT和动态IMRT。
只有静态调强
做静态调强时,每个子野照射之间,机器需停止出束,由于出束需要稳定时间长,导致治疗时间增加,治疗效率低,增加机器磨损
只有静态调强
做静态调强时,每个子野照射之间,机器需停止出束,由于出束需要稳定时间长,导致治疗时间增加,治疗效率低,增加机器磨损
加速器核心部分
微波功率源
瓦里安公司发明的速调管。使用寿命8-10年。
装备法国Thomson生产的
速调管
核心部件质量难以控制
装备英国EVV生产的磁控管
200—300高压小时寿命
(约2年)
更换核心部件,影响治疗
射线输出稳定,对临床治疗的剂量分布准确提供有力保证;同时,使用寿命长,可达10000高压小时,降低使用成本
电子枪
结构
瓦里安公司发明数字枪
计算机可控栅极
平面型饱和发射阴极
可拆卸式的三极电子枪
能实时变换输出剂量率
适合动态适形放疗
三极管结构
由于枪的栅极未采用计算机控制,因此不能快速变换剂量率。
与加速管和偏转系统连成一体,更换费用高达13万美元,耗时一个月左右。
100、200、300、400、500和600 MBiblioteka Baidu/min
(6/10/15/18/20MV)
只提供两档
50 /200(6MV)(300MU/min是选项)
50 / 500 (15 – 25MV)
由软件控制,很难讲有多少档
技术指标25-600(6、8、10、15MV),每一台机器的数值都不一样,虽然调试机器时可以调出600MU/min,但都会劝用户放弃使用,临床可以用上的只是在360-420MU/min之间。
叶片数量
52 / 80 / 120 叶
三种规格
82叶/160叶
80叶/80叶
Varian有全球独有的120叶MLC,可以兼顾头、颈、体部等不同部位的治疗。
Elekta的80叶MLC,叶片太宽,小MLC的照射野太小,许多治疗无法实施。
叶片宽度
10mm/5mm
10mm/5mm
10mm/4mm
叶片窄适形度好,对肿瘤形状的勾画比较精细,对临床治疗的质量有保证
角度剂量率
0.33至20MU/ deg
(以0.01MU / deg增量,(6/10/15MV)
0.33至5 MU / deg(6MV)
0.5至10MU / deg(10/15MV)
旋转治疗效率低。时间长,机器磨损大。
0.5至5 MU / deg(6MV)
0.5至10MU / deg(10/15MV)
中国市场
有超过300台,分布在30个省市、自治区,肿瘤专科医院用户超过30家,高能机器数量超过200台。
有大约160台,其中低能单光子机器有100多台
包括原Philips加速器有100多台
瓦里安加速器产品质量好,运行成本低,售后服务好,是国内用户的共识
多叶光栅
安装位置
采用第三套准直器安装方式
在机头内
代替下独立准直器位置(少了一对准直器)无法遮挡多余的射线,导致叶片间的射线泄漏率增加。
在机头内
代替上独立准直器位置(少了一对准直器)无法遮挡多余的射线,导致叶片间的射线泄漏率增加。
在机头内
Varian的MLC如果出故障,可以不停机,不影响常规治疗。
Elekta的MLC如果出故障,只能停机修理,影响常规治疗。
加速管
瓦里安公司发明和专利注册的第三代高效交叉边耦合驻波波导加速管
工作能量梯度400KeV/cm
真空度适中,日常维护简单
第二代双周边耦合结构驻波加速管工作能量梯度145KeV/cm
真空度高,维护成本高
传统的盘荷式行波加速管
工作能量梯度<100KeV/cm
体积庞大,机械控制精度差。
加速效率低,导致束流强度低,临床使用的剂量率档数少
无配套的TPS、网络系统
产品不配套,需要外购很多其他厂家的产品。
一体化应用
一体化升级
一体化维护
市场情况
公司背景
全球专业的放疗产品(直线加速器)厂家,具有全套放疗产品的科研、生产能力,以速调管的发明为基础,是全球最大的放疗服务商
公司庞大,医疗部以生产影像产品为主。
目前,设在美国的加速器工厂,裁员50%,准备将工厂搬回德国。
随机器所提供的维修备件
200多种 /500多件
如果是全保修,所有部件都包括在内。
60多种备件,全保修内容中不包括某些部件,比如加速管。
60多种备件,全保修内容中不包括某些部件,比如MLC的监测CCD摄像机。
这是瓦里安公司提供完善服务的具体表现,最大程度地减少机器的停机、检修的时间
产品的配套
拥有加速器、治疗计划系统、MLC、调强技术、实时影象验证系统、网络系统、常规模拟机、CT模拟系统
用户支持
用户培训
在美国和北京都有专业的培训中心。
在北京具备2个专门的培训教室和实验室,提供加速器的操作培训以及经验丰富的教师,进行规范的IMRT、IGRT等计划制作及物理验证的QA和QC培训
在工厂设有培训部门。
在英国工厂设有培训部门。
提供完善的培训、售后服务,维修手册、维修密码等资料均提供给用户
售后服务
动态组织补偿软件
Varian有此功能
Siemens无此功能
Elekta无此功能
叶片精度控制方式
采用步进电机控制、滑变电阻及红外线矢量编码技术,使用寿命长达10年。
采用摄象机光学监测,使用寿命短。
采用摄象机光学监测,使用寿命短(6-12月),更换费用高,(¥25万),金保修也不包括此内容。
临床应用
适形精度好,大小照射野兼顾
在北京、上海、成都、武汉、广州、香港设有维修服务部门
中国唯一具备实际运行能力的零备件仓库,30多名专业工程师提供服务
实行快速有效的售后服务制度
北京和上海设有维修服务部门
零备件交货耗时约两个月
目前正在健全维修服务部门
提供多种多样的售后服务,方式及内容可以根据用户的具体情况详细制定,解决用户使用设备过程中的后顾之忧
以神经外科手术器材和伽玛刀为主要经营项目,1997年收购Philips集团经营不善的放疗部门
技术力量雄厚,在加速器方面拥有20多项专利,始终引领放疗技术发展
全球市场
占全球市场份额70%
占全球市场份额13%
占全球市场份额15%
在全球瓦里安公司的加速器数量超过5000台,MLC超过1500套、模拟机超过1000台、TPS超过2500套
灯丝发热不均将导致剂量率不稳定
更换灯丝时加速管会失去真空
灯丝发射电子的能量有限,导致射线的剂量率无法提高
无法快速启动达到稳定的剂量率输出
数字枪的发明,是加速器数字化的核心,是适形、调强IMRT确保治疗质量的先决条件,
电子枪
RUN-UP时间
从产生射线到稳定出束的时间,小于0.05秒
从产生射线到稳定出束的时间,3-6秒
最大射野尺寸
40×40cm
标准尺寸的照射野,可以兼顾头、颈、体部等不同部位的治疗。
40×40cm
40×40cm/ 16×21cm
照射野太小,许多治疗无法实施。
叶片间隙射线泄漏
<0.5%
2%
2%
射线泄漏少可以保证剂量计算和照射的准确性
动态旋转照射控制软件
Varian有此功能
Siemens无此功能
Elekta无此功能
从产生射线到稳定出束的时间,8-10秒
varian调强治疗中每个子野之间停顿的时间最短,整个治疗时间缩短,减少了机器磨损。(1-2min/野)
Elekta调强治疗中每个子野之间停顿的时间长,整个治疗时间长,(5-10min/野)机器磨损严重。患者治疗时间太长,难以保证治疗精度。
X线剂量率
由加速器硬件控制,提供六档可用于临床
未采用此结构。
瓦里安的加速器在临床使用时,可以提供高剂量率的射线输出,提高机器的使用效率,减少机器的磨损。
电离室
采用四通道平面型电离室。有两对完全独立的监测电极,分别用于监测剂量、能量、束流准直特性和照射野的对称性。性能稳定,使用寿命长达20年。
电子线采用开放式陶瓷电离室,需要经常校准,
采用开放式陶瓷电离室,需要经常校准,使用寿命1年左右。更换费用在12万人民币左右
旋转治疗效率低。时间长,机器磨损大。
大剂量率的输出设计,满足不同肿瘤的适形、调强IMRT,其他厂家的设备很难实现多种治疗方案
射线聚焦结构
采用专利技术的全长螺线管结构的波束聚焦线圈,环绕在加速管外。
能有效聚焦射线束,可以提高束流强度,同时,减少电子束流对加速管壁的轰击效应。
未采用此结构。
导致X线剂量率太低,由于存在电子束流对加速管壁的轰击效应,容易造成加速管漏真空
动态调强是在治疗机持续出束的状态下,多叶光栅按计算机的指令作连续的运动,治疗时间短,剂量分布更加理想,配备验证软件,使用方便。
调强放疗的国内用户
有超过30家医院在使用,北京地区有北京医院、中日友好医院、北京肿瘤医院、307医院等。
国内用户数量有限
国内用户数量有限
国内有很多用户在用varian的设备做IMRT,比如北京市肿瘤医院(已做了2000多例病人)、北京医院、重庆市肿瘤医院、新疆肿瘤医院(超过1500例)等。
满足临床对不同肿瘤的治疗,方便医生的使用,相应延长电子枪的使用寿命
电子线剂量率
共七档100至1000 MU/min
100、200、300、400、500和6001000MU/min
共两档300/ 900 MU/min
共五档25 / 400 MU/min
相应延长电子枪的使用寿命。这是临床治疗模式下电子线剂量率,不同于其他厂家的维修检测模式下的输出
适形精度好,大小照射野兼顾
适形精度好,无法满足大野照射,导致一定比例的患者不能做,机器使用受到限制。
调强应用
包括静态IMRT和动态IMRT。
只有静态调强
做静态调强时,每个子野照射之间,机器需停止出束,由于出束需要稳定时间长,导致治疗时间增加,治疗效率低,增加机器磨损
只有静态调强
做静态调强时,每个子野照射之间,机器需停止出束,由于出束需要稳定时间长,导致治疗时间增加,治疗效率低,增加机器磨损
加速器核心部分
微波功率源
瓦里安公司发明的速调管。使用寿命8-10年。
装备法国Thomson生产的
速调管
核心部件质量难以控制
装备英国EVV生产的磁控管
200—300高压小时寿命
(约2年)
更换核心部件,影响治疗
射线输出稳定,对临床治疗的剂量分布准确提供有力保证;同时,使用寿命长,可达10000高压小时,降低使用成本