第7周.医用直线加速器
医用直线加速器的性能与特点
医用直线加速器的性能与特点1.高能射线产生：医用直线加速器可以产生高能电子束和光子束。
加速器通过加速带电粒子（如电子）至光速，并通过弯曲磁铁使其转化为高能射线。
光子束也叫X射线束，可以通过调整加速器内部的金属片和滤光器的组合来改变其能量和深度。
2.能量范围广：医用直线加速器的能量范围广，通常从几MeV到几十MeV。
通过调整加速器的参数，可以产生不同能量的射线束，以适应不同类型和深度的肿瘤治疗。
3.高剂量速率：医用直线加速器能够以高速率提供辐射剂量。
加速器可以在短时间内提供高剂量的射线，从而能够有效地杀灭肿瘤细胞。
此外，加速器还可以调整辐射的射束强度和时间，以确保充分覆盖肿瘤区域，同时最大限度地减少对周围正常组织的损害。
4.定位准确：医用直线加速器配备有定位系统，包括影像设备（如CT、PET、MRI），能够精确定位肿瘤区域。
医生可以根据影像结果精确确定辐射的目标区域，并在治疗过程中进行实时监控，以确保辐射的准确定位。
5.灵活性：医用直线加速器具有很强的灵活性，适用于各种不同的放疗方案。
医生可以根据病人的具体情况和需要，调整加速器的参数，改变辐射剂量、能量和射束形状等，以满足个体化的治疗要求。
6.无创伤：医用直线加速器是一种无创伤的辐射治疗方式。
与传统的手术切除方式相比，医用直线加速器可以杀灭深部肿瘤而无需开刀，从而大大降低了病人的痛苦和康复时间。
7.安全性：医用直线加速器采用了多种安全措施，以确保辐射治疗的安全性。
加速器内部配有多重屏蔽，能够有效地防止辐射泄漏。
此外，加速器还配备了安全软件和设备，能够监测和控制辐射的剂量和传递过程。
8.融合其他治疗技术：医用直线加速器可以与其他治疗技术融合使用，如外科手术、化学治疗等。
加速器在放疗之前或之后可以与其他治疗方式结合，以最大程度地提高治疗效果。
总之，医用直线加速器作为一种高能辐射治疗设备，具有高能射线产生、能量范围广、高剂量速率、定位准确、灵活性、无创伤、安全性和与其他治疗技术的融合等特点。
医用直线加速器的日常维护和故障处理
医用直线加速器的日常维护和故障处理加速器是具有高压大电流真空器件（加速管、磁控管、闸流管）以及相应的大功率微波传输器件、复杂的控制保护电路的大型放疗设备，故障率相对较高。
为减少故障率，延长真空器件的寿命，并确保安全治疗，加速器的日常维护非常重要，根据其工作原理和笔者日常维护经验，总结出如下几点体会，供同行们参考：１机房要保持清洁、干燥如果机房灰尘较多，且比较潮湿（特别是南方的梅雨季节），极易引起高压打火，损坏部件，所以机房内应配备有除湿机、空调机，保证机房内的温湿度要求。
２定期更换冷水机内的冷却水每半年更换一次水系统的蒸镏水，清洗或更换过滤器，水路不通畅、水压低可导致加速器输出剂量率减少，影响磁控管、加速管（靶）的寿命。
３使用无水氟利昂（Ｆ１２）如果使用普通冰箱用的氟利昂，将降低波导的绝缘性能，会导致波导内频繁打火，加速管、波导和磁控管都可能因打火而损坏。
４定期记录机器的电气参数一些原始数据的记录，有助于提供机器稳定性检查，及时发现隐患。
主要的参数有：钛泵电流、加速管电流、加速管灯丝电流、加速管灯丝电压、磁控管灯丝电压、磁控管灯丝电流、磁控管电流及波形、充电电流波形及电流。
这些参数可作维修参考，并作为加速管、磁控管寿命判断依据。
５开关机应注意事项加速器开机上电，机器通过计算机自检完成后，将“待机／运行”开关打到“待机”位置，让机器在待机预热１０ｍｉｎ，开机预热有利于保护磁控管灯丝，增加机器的稳定性。
机器在待机预热１０ｍｉｎ后，可将运行预热改为１０ｍｉｎ，减少磁控管的损耗，但绝不能少于５ｍｉｎ（磁控管最小预热时间）。
预热完成后，可以按晨检模式，让加速器从重复频率较低处（１５０、１８０、２００、２２０）出束１００ｃＧｙ剂量，让磁控管逐步进入工作状态，同时可确定设备是否正常工作。
出束过程，如果出现高压过流停止出束，在清除联锁后，不要马上按出束键，等上１ｍｉｎ，或把重复频率（设置剂量率）减少。
加速器停止治疗，在关机之前应退回主选择模式，把“运行／待机”钥匙开关打到“待机”位置，等待１０ｍｉｎ后关机。
医用直线加速器的日常维护和故障处理
医用直线加速器的日常维护和故障处理加速器是具有高压大电流真空器件（加速管、磁控管、闸流管）以及相应的大功率微波传输器件、复杂的控制保护电路的大型放疗设备，故障率相对较高。
为减少故障率，延长真空器件的寿命，并确保安全治疗，加速器的日常维护非常重要，根据其工作原理和笔者日常维护经验，总结出如下几点体会，供同行们参考：１机房要保持清洁、干燥如果机房灰尘较多，且比较潮湿（特别是南方的梅雨季节），极易引起高压打火，损坏部件，所以机房内应配备有除湿机、空调机，保证机房内的温湿度要求。
２定期更换冷水机内的冷却水每半年更换一次水系统的蒸镏水，清洗或更换过滤器，水路不通畅、水压低可导致加速器输出剂量率减少，影响磁控管、加速管（靶）的寿命。
３使用无水氟利昂（Ｆ１２）如果使用普通冰箱用的氟利昂，将降低波导的绝缘性能，会导致波导内频繁打火，加速管、波导和磁控管都可能因打火而损坏。
４定期记录机器的电气参数一些原始数据的记录，有助于提供机器稳定性检查，及时发现隐患。
主要的参数有：钛泵电流、加速管电流、加速管灯丝电流、加速管灯丝电压、磁控管灯丝电压、磁控管灯丝电流、磁控管电流及波形、充电电流波形及电流。
这些参数可作维修参考，并作为加速管、磁控管寿命判断依据。
５开关机应注意事项加速器开机上电，机器通过计算机自检完成后，将“待机／运行”开关打到“待机”位置，让机器在待机预热１０ｍｉｎ，开机预热有利于保护磁控管灯丝，增加机器的稳定性。
机器在待机预热１０ｍｉｎ后，可将运行预热改为１０ｍｉｎ，减少磁控管的损耗，但绝不能少于５ｍｉｎ（磁控管最小预热时间）。
预热完成后，可以按晨检模式，让加速器从重复频率较低处（１５０、１８０、２００、２２０）出束１００ｃＧｙ剂量，让磁控管逐步进入工作状态，同时可确定设备是否正常工作。
出束过程，如果出现高压过流停止出束，在清除联锁后，不要马上按出束键，等上１ｍｉｎ，或把重复频率（设置剂量率）减少。
加速器停止治疗，在关机之前应退回主选择模式，把“运行／待机”钥匙开关打到“待机”位置，等待１０ｍｉｎ后关机。
医用直线加速器的建设方管理
医用直线加速器的建设方管理发布时间：2023-03-22T09:17:53.246Z 来源：《城镇建设》2023年第6卷1期作者：余元洲[导读] 医用直线加速器是肿瘤放射治疗的利器,其在为肿瘤患者治疗的同时,也会给患者、工作人员和公众带来潜在的放射性危害与风险.余元洲中建六局华南建设有限公司广东省深圳市518000摘要医用直线加速器是肿瘤放射治疗的利器,其在为肿瘤患者治疗的同时,也会给患者、工作人员和公众带来潜在的放射性危害与风险.本文依据相关法规,从医用直线加速器的项目建设、运行管理和相关工作人员几个方面探讨医用直线加速器的安全管理工作,以保证医用直线加速器的安全运行,保障患者、工作人员和公众的安全.前言医用直线加速器机房是医院工程最复杂的项目之一,医用直线加速器机房作为大型医疗设备机房具有施工技术复杂、专业性强的特点,需多专业多方协调工作.结合某医院工程案例,从直线加速器机房的设计、施工,到直线加速器机房的施工重难点及关键技术应用进行分析,总结直线加速器机房施工管理要点和施工关键技术,为以后类似工程高效建设提供参考.【关键词】医用直线加速器；放射防护预评价；环境影响评价；射线防护；BIM技术应用；大体积混凝土分析其在使用过程中放射防护方面存在的不足以及需要改进完善的地方,医用直线加速器在其使用过程中存在着放射防护意识差、环境管理不到位、制度不完善等许多问题,针对放射防护方面存在的问题需要通过加强技术人员的水平提高、加强放射防护管理等方式提高放射防护要求.有效避免直线加速器保养、设备防护管理以及设备周边环境建设等问题,保证直线加速器的正常使用.1背景深圳是改革开放的前沿，但其医疗资源配置上却处于全国较低的水平，目前深圳实际用于治疗的医用直线加速器为5台左右，按照发达国家和地区的标准（7-8台/百万人口），深圳对直线加速的建设需求非常大。
华润置地积极响应国家号召，以代建的身份投入到政府的医疗项目建设中，但医疗项目建设专业性强、技术难度大、工期紧张，“如何建好医院”就成了华润代建必须突破的难题。
医用电子直线加速器原理优秀课件
驻波加速原理
❖ 利用电磁波的轴向电场分量不断的推动电子加速 ❖ 轴向电场的大小和方向是随时间交变的 ❖ 振荡的包络线是不变的 ❖ 只要电子的飞行（渡越）时间正好等于微波振荡的半周期，就能
满足持续加速
生命至尊责任至上
驻波加速原理（1）
生命至尊责任至上
驻波加速原理（2）
生命至尊责任至上
驻波加速原理（3）
生命至尊责任至上
医用电子直线加速器功能
❖ 产生射线 ❖ 使射线适合放疗
生命至尊责任至上
产生射线
生命至尊责任至上
适合放疗
生命至尊责任至上
XHA600医用电子直线加速器
生命至尊责任至上
主机结构
❖ 固定机架 ❖ 旋转机架 ❖ 治疗头 ❖ 底座
❖ 治疗床
治疗头
治疗床
旋转机架
固定 机架
底座
生命至尊责任至上
波导窗
软波导
环流器
加速管
吸收负载
定向耦合器
圆方转换 磁钢
E2V 磁控管
生命至尊责任至上
环流器
生命至尊责任至上
四端环流器
3口
1口
2口 4口
生命至尊责任至上
微波系统的组成
生命至尊责任至上
前向波
2
4
1 3
E2V
生命至尊责任至上
反射波
E2V
生命至尊责任至上
三端环流器------前向波
E2V
生命至尊责任至上
医用电子直线加速器原理优秀课件
生命至尊责任至上
医用电子直线加速器整机结构
生命至尊责任至上
医用加速器分类
❖ 按加速对象分 ❖ 医用电子加速器
❖ 医用电子直线加速器 ❖ 医用电子回旋加速器 ❖ 医用电子感应加速器
医用直线加速器的性能与特点
至少有一台远距离放射治疗装置 并具有模拟定位设备和相应的治 疗计划系统等设备。
≪放射诊疗管理规定≫
放射治疗场所应当按照下列要求配备并使 用安全防护装置、辐射检测仪器和个人防护用 品： 多重安全联锁系统 剂量监测系统 影像监控 对讲装置 固定式剂量监测报警装置 配备放疗剂量仪 剂量扫描装置 个人剂量报警仪
放射治疗使用的放射源主要有 三类： 放射性同位素产生的α 、β 、 γ 射线 X线治疗机和各类加速器产生的 不同能量的X线 各类加速器产生的电子束、质 子束、中子束、负π 介子以及其 它重粒子束等
放射治疗的概念
放射治疗是指用放射性同位素产生 的射线（如钴60、铯137、铱192等产生 的α 、β 、γ 射线）或X线治疗机产生的 X射线，加速器产生的高能X射线和电子 束、质子、快中子、负π 介子以及其它 重粒子束等来杀死肿瘤细胞，从而达到 治疗肿瘤的目的。
1.4.6 1.5 1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5 1.5.6 1.5.7 1.5.8 1.5.9 1.5.10
全身电子线照射功能
配合MLC可以实现快速容积旋转调强功能 机械运动系统 机架旋转角度及误差 机架旋转速度 TAD距离(cm) 等中心精度（mm) 等中心高度(cm) 等中心到机架纵向净空间(cm) 等中心到机头的净空间(cm) 准直器系统旋转范围及精度(度） 非对称性准直器：上独立准直器移动范围(cm) 非对称性准直器：下独立准直器移动范围(cm) 购买容积旋转调强加速器时可选此项
的吸收差别不显著，但对组织中气腔 应该进行剂量校正。如：肺组织。 单野并适当采用组织等效物做成的吸 收板，可满意地治疗表浅及偏心部位 肿瘤。单野照射时，临床医生可粗略 地根据公式计算所需电子线的能量： E0=3×d厚+2～3MeV
关于医用电子直线加速器,你必须了解这些!
关于医用电子直线加速器，你必须了解这些！近些年，国内的医用加速器技术水平取得了较大进步，在技术的先进性、质量的可靠性，产品的一致性和稳定性方面都得到了不同维度的提升。
大体而言，国产放疗设备已经形成了一个完整的体系，具备了提供整套放疗解决方案以服务于患者治疗的能力。
虽如此，国内电子直线加速器高端市场仍主要为医科达、瓦里安、西门子等三家进口企业占领。
国产厂商包括新华医疗、东软医疗、海明医疗、利尼科、广东中能、海博科技等主要还是以中低端产品为主，上海联影近几年也涉足了放疗领域，但还未见产品正式上市。
本篇主要以电子直线加速器的基础概念知识为主，在下一篇中，器械之家将主要针对国内电子直线加速器市场及品牌做重点阐述。
电子直线加速器的工作原理医用电子直线加速器是利用微波电场对电子进行加速，产生高能射线，用于人类医学实践中的远距离外照射放射治疗活动的大型医疗设备，通过下面这个视频来了解一下电子直线加速器的工作原理：它能产生高能X射线和电子线，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，以及半影区小等特点，广泛应用于各种肿瘤的治疗，特别是对深部肿瘤的治疗。
医用电子直线加速器的分类01按输出能量划分按照输出能量的高低划分，医用电子直线加速器一般分为低能机、中能机和高能机三种类型。
不同能量的加速器的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射治疗装置，可以满足约85%需进行放射治疗的肿瘤患者的需要，而需要进行放射治疗的肿瘤患者又占全部肿瘤患者的70%左右。
(1)只提供一挡X-辐射，用于治疗深部肿瘤，x-辐射能量4—6MV，采用驻波方式时加速管总长只有30cm左右，无需偏转系统，同时还可省去聚焦系统及束流导向系统，加速管可直立于辐射头上方，称为直束式。
直束式的一个优点是靶点对称。
(2)加速管输出剂量率经过在大面积范围均整后一般为2-3Gy/min·m，设计良好时可达4-5Gy/min·m，一次治疗时间仅约需1min。
一医用直线加速器系统技术规格及参数
一医用直线加速器系统技术规格及参数医用直线加速器是一种医疗设备，用于放射治疗和肿瘤研究。
它采用直线加速器技术，将高能电子束加速到非常高的速度，并用于治疗癌症和其他相关疾病。
下面将介绍医用直线加速器的技术规格及参数。
1.加速器类型：医用直线加速器通常分为两种类型：电子直线加速器和电子直线加速器/调强（比如加速器自身能以瞬间超标剂量进行治疗方向调整）。
前者用于治疗表浅肿瘤，后者用于治疗深部肿瘤。
2.能量范围：医用直线加速器的能量范围通常从4MeV到25MeV。
不同的能量适用于不同的治疗情况，可以根据患者的具体需要进行调整。
3.治疗方式：医用直线加速器可以用于不同的治疗方式，包括3D适形放射治疗、强调放射治疗（IMRT）、调强电弧放射治疗（VMAT）等。
这些治疗方式可以根据患者的具体情况进行调整和组合，以达到最佳的治疗效果。
4.辐射剂量控制：医用直线加速器系统具有精确的辐射剂量控制功能，可以精确地控制电子束的射程和强度。
这对于确保治疗的准确性和安全性至关重要，并可以减少对周围正常组织的伤害。
5.同步装置：医用直线加速器通常配备同步装置，用于确保电子束与患者的位置和呼吸节奏同步。
这可以帮助治疗师在治疗过程中准确地控制电子束的方向和强度。
6.控制系统：医用直线加速器的控制系统通常采用先进的计算机技术，可以实时监控和调整治疗参数。
医生和治疗师可以根据患者的情况进行实时的调整，以达到最佳的治疗效果。
7.安全系统：医用直线加速器的安全系统包括辐射监测和警报系统，以及灾难缓解机构。
这些系统能够确保设备在运行过程中的安全，及时发出警报并采取相应措施以保护人员的安全。
8.图像引导系统：医用直线加速器通常配备图像引导系统，可以在治疗过程中实时监测肿瘤和周围组织的位置和形状。
这有助于治疗师准确地定位肿瘤并调整电子束的方向和强度。
总结：医用直线加速器是一种功能强大的医疗设备，它具有精确的辐射剂量控制、多种治疗方式、同步装置、先进的控制系统、安全系统和图像引导系统等功能。
医用直线加速器
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。
医用电子直线加速器原理
LGND
13 CD
10 SD
RN1 9D
9
4
6 80
Q8
Q9 7 4HC7 4
U3 1A 1
3 2
+12 V R14 3 .3 k
+5V R15 1k
P1-1 8B
CAL+
R5
CR11 1 N44 4 8
U4 C 5
12
4 .7 k
DCCOM
6
11
TLP5 2 1-4
CR12 1 N44 4 8
U4 D 7
生命至尊责任至上
行波加速模型
❖ 电子只能在存在加速电场的加速缝隙(D)中加速。 ❖ 如果系统与电子以相同的速度前进，电子的加速能持续。 ❖ 电子很容易达到光速，系统不可能达到光速。
生命至尊责任至上
行波加速原理 电磁波
生命至尊责任至上
行波加速原理
电子好像骑在波峰附近前进，始终处于电磁波的加速相位上，从而不 断获得能量
3 2
7 4HC0 8
+5V
U2 1A
2D 3 CLK C48 0 .1 u F
LGND
1 CD
SD 4
RN1 9A
9
1
6 80
Q6
Q5 7 4HC7 4
P1-3 2B
ILION2
DCCOM 2 RN2B 15
C20 0 .1 u F
1 .5 k +24 V
RN1 1B
9
2
2 2k
CR6 1 N44 4 8
7 4HC1 4
P1-3 4B
RN1 5E
9
5
2 .2 k
ILSYM1
医用电子直线加速器质量保证和质量控制要点
医用电子直线加速器质量保证和质量控制要点
韩宇
【期刊名称】《中国医疗器械信息》
【年(卷),期】2024(30)3
【摘要】科学技术的快速发展,为医用设备发展奠定了基础,特别是医用电子直线加速器的出现,给肿瘤治疗提供了精准的治疗剂量,降低了周围组织及器官的照射范围,提高了肿瘤局部放射治疗的质量。
文章将对医用电子直线加速器的种类进行分析,针对质量控制的要点进行分析,并提供相应的质量控制方案,为医用设备高质量发展奠定基础。
【总页数】4页(P165-168)
【作者】韩宇
【作者单位】高邮市人民医院放疗科
【正文语种】中文
【中图分类】TH774
【相关文献】
1.医用电子直线加速器的质量保证和质量控制
2.医用电子直线加速器质量保证和质量控制要点分析
3.医用直线加速器质量控制与质量保证探讨
4.浅谈医用电子直线加速器的质量保证和质量控制
5.放疗检测仪对医用直线加速器质量保证、质量控制的影响
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
医用直线加速器超厚防辐射混凝土施工工法
医用直线加速器超厚防辐射混凝土施工工法医用直线加速器超厚防辐射混凝土施工工法一、前言医用直线加速器是一种常用的放疗设备，它发射出高能量射线对肿瘤进行治疗。
然而，放疗射线对人体其他组织也会造成辐射伤害，因此需要适当的防护措施。
超厚防辐射混凝土是一种具有较高密度和辐射防护性能的材料，能够有效阻挡放射线的透射。
本文将介绍医用直线加速器超厚防辐射混凝土施工工法，包括其工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点医用直线加速器超厚防辐射混凝土施工工法具有以下特点：1. 高密度：超厚防辐射混凝土具有较高的密度，能够有效阻挡放射线的透射。
2. 耐久性强：超厚防辐射混凝土材料具有较好的耐久性能，可长期保持辐射防护效果。
3. 施工灵活：施工时可以根据实际需求进行定制，灵活性高，能够适应不同场地和建筑结构的需求。
4. 施工周期短：采用专业施工工法，施工过程高效快速，能够大大缩短施工周期。
5. 可持续发展：超厚防辐射混凝土材料属于绿色环保材料，符合可持续发展理念。
三、适应范围医用直线加速器超厚防辐射混凝土施工工法适用于医院放射治疗中心、放射科等辐射防护工程。
它可以用于医用直线加速器放疗房间、隔离房间、控制室等区域，有效保护医务人员和患者免受放射线的危害。
四、工艺原理医用直线加速器超厚防辐射混凝土施工工法的工艺原理是在混凝土中加入辐射防护颜料或添加剂，从而提高混凝土的密度和辐射防护性能。
施工时通过调整混凝土的水灰比和掺入辐射防护材料，使得混凝土的辐射防护性能达到要求，并保证施工质量。
五、施工工艺医用直线加速器超厚防辐射混凝土施工工艺包括以下几个阶段：1. 基础处理：对施工场地进行清理，并进行基础处理，确保施工基础平整牢固。
2. 技术准备：准备所需的材料和机具设备，并针对施工工艺进行技术准备。
3.模板制作：根据设计要求制作混凝土模板，确保模板的尺寸和平整度符合要求。
加速器第七章
设电子的速度为 v ,合适的选取两相邻间隙之间的距离（当 间隙足够窄时，此时即近似为漂浮管的长度），使通过的时 间为 T 2 ，即满足
r
电子一次加速的能量增益 Wn （假设间隙足够窄）为：
Wn = qeV cosn a
驻波电场分解为行波电场，以研究谐振条件的意义 将电场幅值展开为富氏级数得：
E Z ( z, t ) = E Z ( z ) cos ωt
ω ω = β2 + c c c
2
2
ω 相速度 v p = β
群速度
1945年美国的阿尔瓦列兹（L.W.Alvarez）等人在劳伦斯伯克利实验室 （LBL）利用战后剩余的200MHz功率源，开始建造一台32MeV质子直线加 速器。1947年这台新型的离子直线加速器建成。它的脉冲流强达60μA， 平均流强0.3μA，比当时回旋加速器外靶流强大得多。
1960年美国布鲁克海文国家实验室（BNL）首次将交变梯度强聚焦原理应 用于阿尔瓦列兹型加速器的径向聚焦上，以磁四极透镜对代替先前的金属 网，使脉冲流强达到数十mA，比先前又提高了103倍。 1972年美国洛丝阿拉莫斯国家实验室建成的800MeV质子直线加速器所采 用的就是边耦合加速结构。
坦福加速器中心SLAC Linac
从1947年到1953年在美国斯坦福连续建造了Mark I到Mark III三台电子直线 加速器。1958年时Mark III将电子能量加速到900MeV，霍夫斯塔特在这台 加速器上完成了有重要意义的质子和中子形状因子的测量，因而获得了 1961年的诺贝尔物理奖。 从1956年开始斯坦福直线 加速器中心建造了著名的 3km长的20Gev的电子直 线加速器，并于1966年首 次运转。 1964年斯坦福大学建立 了第一台原型超导电子 直线加速器，将电子能 量由80keV加速到 500keV，此后，超导 电子直线加速器也取得 了很大的发展。
医用直线加速器技术规格
电离室校正
不需校正温度、压力等参数。
13
计算机控制系统
全数字化。并可实时提供所有机器运行参数
14
控制台计算机操作系统
多任务、多线程操作系统，Windows XP或UNIX操作系统。
15
计算机控制结构
应具有临床应用模式；特殊治疗应用模式；物理模式和维修模式。
16
加速器的基本应用操作软件
快速治疗：只需输入必要的参数（如：能量、机器跳数等），即可进行治疗；
17
安全连锁
具有专门的防碰撞连锁系统，
18
联网功能
具有DICOM RT接口,可与第三方放射治疗产品相联接
19
维修模式软件的密码
投标厂商应提供进入维修模式的密码，直至最底层的维修模式。
20
室内数据显示器
在治疗室内应安装有2个数据显示器。治疗时可显示所有治疗参数包括机械参数
二
射线束特性:
1
X射线
1．1
X线能量
2
楔形过滤板
自动楔形板，0度-60度，连续每度可调楔形角
五
机械运动系统
1
机架旋转角度
≥360°，顺时针和逆时针方向。
2
机架旋转速度
应连续可调
3
TAD距离
100 +/- 0.2cm
4
等中心精度
≤1mm半径球体
5*
等中心高度
≤128cm
6
等中心到机架纵向净空间
≥120cm
7
机头直径尺寸
≤68cm
8
等中心到机头的净空间
6MV 和 10MV或用户选择的能量
1．2
X线最大剂量建成深度
SAD=100cm, 10X10cm射野：
医用直线加速器原理
医用直线加速器原理医用直线加速器是目前医疗领域中最主要的放射治疗设备之一，它能够向人体内部发射精确剂量的高能电子或光子，从而对癌症等疾病进行有效的治疗。
该设备的核心原理是加速和聚焦电子流和光子流，使其达到足够高的能量和剂量以杀死癌细胞。
医用直线加速器主要由以下几个部分组成：加速器头、光束形成系统、治疗治区（治疗床）、控制系统和安全系统等。
加速器头是整个医用直线加速器的主要组件之一，它包含了加速器管和聚焦磁铁等重要组件。
加速器管是产生电子流或光子流的部分，它由一个加速电极和一个螺旋线圈构成。
该组件能够通过交替的电磁波，在加速电极上产生电场和螺旋线圈周围产生的磁场，从而将电子流或光子流加速到高能状态。
聚焦磁铁则是用于聚焦电子流或光子流的部分，它能够将电子或光子聚焦在一个极小的区域内，以达到高能量和高剂量。
光束形成系统是用于决定和控制光子束参数的部分，它包含了准直器、过滤器、扫描磁铁、照射器等。
准直器是用于控制光子流的方向和大小，从而使其能够尽可能地覆盖治疗区域内的肿瘤组织而不伤及正常组织。
过滤器则是用于控制光子束的能量，以便对不同深度的组织进行有效治疗。
扫描磁铁可以使光子束在治疗区内来回扫描，以覆盖整个治疗区域。
照射器则是用于选择和改变光子束的形状和大小，以适应不同形状和大小的肿瘤组织。
治疗治区（治疗床）是用于将患者定位于正确位置并保持稳定姿势的部分。
治疗床的设计应能使患者舒适地接受治疗，并且能够提供适当的支撑和保护。
它还应该能够进行目标定位和导航，以确保光子束或电子流能够准确地照射到肿瘤组织中。
控制系统是用于控制整个医用直线加速器的部分，它由软件和硬件组成。
软件系统用于选择和控制设备的不同参数，以适应不同类型和位置的肿瘤组织。
硬件系统则用于控制加速器头、光束形成系统和治疗床等各个组件的运动和操作。
安全系统是用于确保患者和医护人员安全的系统。
它包含了防护屏障、辐射监测器、交锁机制等组件，以防止人员误入辐射区域或被不当照射。
医用电子直线加速器原理
医用电子直线加速器原理第一部分：加速器这里所说的加速，是指将电子束的能量加速到所需的高能水平，高能电子是治疗癌症的一种有效方法。
在癌细胞中，电子束能够产生电离作用，从而破坏DNA和其他细胞结构。
第二部分：病灶定位为了确保治疗只对癌细胞而不是正常细胞产生影响，医用电子直线加速器配备了一套精确的病灶定位系统。
这个系统通常由X射线设备和计算机辅助技术组成。
在治疗之前，医生会使用X射线设备对患者进行扫描，以确定癌细胞的确切位置和形状。
然后，计算机会根据扫描结果自动生成治疗计划，包括照射方向、剂量分配和照射次数。
在治疗期间，医生使用辐射治疗装置将患者置于准确定位的位置，然后根据计划照射癌症区域。
这确保了治疗过程中只有癌细胞受到辐射，减少了对周围组织的损害。
第三部分：辐射治疗当病灶定位完成后，医生可以开始使用医用电子直线加速器进行辐射治疗。
高能电子束通过扫描和旋转技术，可以将剂量均匀地分布到整个癌症区域。
在治疗期间，电子束以高速通过病灶区域，与癌细胞相互作用。
这种作用可以导致癌细胞的DNA损伤，从而使癌细胞无法生长和繁殖。
这种作用也会抑制癌细胞的扩散并促使它们死亡。
辐射治疗通常需要持续几周或几个月，医生会根据病情和患者的反应来制定具体的治疗计划。
在治疗过程中，医生还会定期监测患者的病情，并根据需要进行调整。
总之，医用电子直线加速器利用高能电子束来破坏癌细胞，从而抑制其生长和扩散。
它通过加速器、病灶定位和辐射治疗三个部分实现治疗效果。
这种设备在肿瘤科治疗中具有重要地位，使得癌症患者能够接受更精确、个性化的治疗。
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不同X能量的机头结构
❖机头和准直器
37Biblioteka ❖电子束38几何参数-机器角度
❖机架转角 ❖准直器转角 ❖治疗床转角
39
40
❖方向规定
41
机架转角
❖ 作用：
根据入射路径上肿瘤与周边危及器官的 几何关系，合理的保护正常器官
多野角度的照射形成更合理的剂量分布
❖ SSD技术：源到皮肤表面的距离恒定 ❖ SAD技术：源到肿瘤中心的距离恒定，
❖射野面积等效的概念:使用的矩形或非 规则野中心轴上百分深度剂量与某一 方野相同时，该方野为其等效射野。
❖等效面积的计算
面积-周长比法 查表
A P
ab 2（a b）矩形
s 4 方形
面积等效
s 2ab ab
50
射野参数
❖国际坐标系统
51
内容概况
功能应用
❖ MLC ❖ 三维治疗 ❖ 调强治疗
❖ 各个厂家对MLC有不同的设计：
• 位置、叶片宽度和叶片端面形状 • 单聚焦或双聚焦 • 叶片运动范围的限制（路径\可以越过中线距离） • 射野大小
❖ 这些因素影响剂量传输，在治疗计划中必须考虑
54
MLC的基本结构
❖ MLC单元是单个叶片， 它们普遍由钨或钨合金 制成。
❖ 常规放射野（40X40Cm） 由40对铅条组成，每条 铅条由一个队里的马达 推动或拉出，速度约24cm/秒，全部马达由计 算机控制，可形成各种 不同几何形状的放射野
实现加速器系统的计算机化控制 实现直线加速器的小型化 最小化电气干扰 加速器操控状态切换 连锁系统 极限束流防护 控制集成 运动控制系统 记录与验证系统
4
电气控制系统调控的内容
实现加速器系统的计算机化控制 实现直线加速器的小型化 最小化电气干扰 加速器操控状态切换 连锁系统 极限束流防护 控制集成 运动控制系统 记录与验证系统
48
射野面积的影响
% DOSE
120 100 80 60 40 20
0 0
ELEKTA MLCi 15MV PDD Table
2ｘ2 3ｘ3 4ｘ4 5ｘ5 6ｘ6 8ｘ8 10ｘ10 12ｘ12 15ｘ15 18ｘ18 20ｘ20 25ｘ25 30ｘ30 35ｘ35 40ｘ40
5
10
15
20
25
22
内容概况
治疗参数
❖ 射线能量 ❖ 射野大小 ❖ 机械角度
23
射线类型及能量
24
作业
同一台加速器，为什么电子线的剂量率可以比X 射线高？
25
临床选择能量原则
❖能量不同，剂量学参数不同
头颈部肿瘤，能量选择<=8 MV 胸部肿瘤由于肺的影响，拟采用低能
而不是高能，RTOG建议4-12 MV 腹部肿瘤，拟采用高能，如15、 18
55
MLC的构成:
叶片宽度：为垂直于射线穿射方向和叶片运动方向的叶片物 理厚度，它等于叶片两侧面之间的宽度；
叶片长度：为平行于叶片运动方向的叶片物理长度； 叶片顶面：为接近放射源一侧的叶片表面； 叶片底面：为接近病人皮肤一侧的叶片表面； 叶片高度：为沿射线入射方向的叶片顶面和叶片底面之间的
物理高度； 叶片端面：深入射野内形成射野边界的表面。 相邻叶片沿宽度方向平行排列，构成叶片组，两个相对的
59
MLC叶片设计-聚焦
发散的射束
原有的 准直器
不聚焦的叶片
聚焦的叶片
叶片边缘和纵截面的设计多数都考虑到射束发
散，以便最大限度地减少叶片间的漏射线。
60
叶片端面设计
❖弧面设计：Elekta MLC，和Varian MLC ❖直面设计：Siemens MLC
61
MLC叶片的特性
弧形端面和凹凸槽结构（tongue and groove）
5
加速器控制状态
Stand-BY Preparatory Ready Beam-On Complete Interlock
6
电气控制系统调控的内容
实现加速器系统的计算机化控制 实现直线加速器的小型化 最小化电气干扰 加速器操控状态切换 连锁系统 极限束流防护 控制集成 运动控制系统 记录与验证系统
指示 • 主功能
工具栏 • 辅助功能
工具栏 • 系统状态
指示 • 信息、
提示条
16
17
18
维修模式界面
19
20
21
电气控制系统调控的内容
实现加速器系统的计算机化控制 实现直线加速器的小型化 最小化电气干扰 加速器操控状态切换 连锁系统 极限束流防护 控制集成 运动控制系统 记录与验证系统
9
电气控制系统调控的内容
实现加速器系统的计算机化控制 实现直线加速器的小型化 最小化电气干扰 加速器操控状态切换 连锁系统 极限束流防护 控制集成 运动控制系统 记录与验证系统
10
加速器控制系统-ELEKTA
11
12
机房结构
13
操作间
14
临床操作界面
15
• 标题栏 • 工作区 • 机器状态
7
连锁系统
❖出束控制：高压开关控制
• 检测到各系统准备好，并处于正常状态之后再加上高压出束 • 若有一个联锁不解除，就无法加高压，就不能出束
8
连锁系统
❖ 联锁装置设置
加速器剂量联锁、剂量率联锁（高剂量率模式） 加速器治疗模式联锁（电子线限光筒、楔形板等） 加速器参数到位联锁
急停开关联锁 防碰撞（机头防碰环、限光筒防挤压） 加速器门联锁（辐射安全） 紧急断电保护系统（手动复位装置） 其他参数
52
多叶准直器（MLC)
❖ 1965年诞生, MLC最初的设计主要是代替射野挡块实 现高质量的适形放疗。
• 使用MLC克服了使用射野挡块的一些缺点，无毒高效 • 采用计算机后，在旋转照射中可以用MLC调节射野形状跟随靶区的投影形状 • 还可以利用计算机控制的叶片运动，实现静态和动态调强放疗
53
MLC的设计
相邻野的衔接 受楔形板插入方向影响。
44
❖机头
45
治疗床转角
❖作用：从平面照射扩展为三维多角度的非共面 照射野，更大范围降低周边危及器官受量
❖射野衔接
46
射野面积
❖射野边缘大小由次级准直器确定 ❖附加多叶光栅及适形挡铅提高其适形度
47
Elekta加速器射野
照射野：射线束经射线屏蔽准直器后垂直通过模 体表面的面积，临床剂量学中规定模体内50%等 剂量线的延长线交于模体表面的区域为照射野。
模体表面最大可几能量EP0
可表征等剂量曲线/深度剂量分布,与实际射程Rp相关。
模体不同深度Z处的平均能量EZ
可由模体表面平均能量获得，作为扰动因子的输入参数
Ez= E0 (1-z/Rp)
33
临床调试和检测常用D80值
34
电子束临床治疗深度选择
❖ 临床中，高能电子束常采用单野垂直照射， 不同能量的电子束其有效治疗深度不同。
叶片组组合成MLC。
56
57
❖ 叶片的宽度决定MLC形成的不规则射野与靶区（PTV） 形状的几何适合度
• 叶片宽度越薄，适合度越好 • 叶片越薄，制做越困难，造价也相应提高
叶片必须使原射线的透射小于原来强度的5% 需要4-5个半价层的高度
• 叶片间漏射线，叶片高度加厚为5cm的合金
58
❖ 单叶片能够跨中心轴线运动到对侧位置
❖ 实际能量：约为标称值的1/3~1/4，
• 如：6 MV 光子束是由 6 MeV 電子束打击靶而產生的一個 Bremsstrahlung 的能谱，它的最高能量是 6 MeV，但這個 能谱的平均能量大約只有 2 MeV。
28
X射线能量标定
❖ 标称电位值的确定：
• 英国放射学会（BJR)、医院物理学家学会（HPA) • 对2~25MV的X射线用d80确定其标称加速电位
医用电子直线加速器 -功能应用
2017.10.24
内容概况
加速器控制及连锁系统 ❖ 电治气疗控参制数系统
❖ 安全联锁
❖ 操功作能界应面用
2
电气控制系统
❖电子直线加速器的电气控制系统包括：
• 电源分配 • 高压调制 • 低压控制 • 功能控制 • 运动控制 • 信号检测 • 联锁保护
3
电气控制系统调控的内容
MV
26
高低能结构对比
• 低能机
• 中高能机
27
X射线能量单位
❖ X射线能量（射线质）
• 用电子的标称加速电位表示 • 标称加速电位 = 电子打靶前的电子束能量 • 加速器产生的高能X射线能谱是连续谱，最大能量与加速
电子打靶前的能量相同
• 注：eV(电子伏特）：指一个电子在电位差为1伏特的电场中加速获得的能量
❖ 影响X线辐射质的因素
• 加速电子的能量 • 加速的方式 • 电子束的引出偏转方式 • 准直器的设计 • 靶、均整器的材料、形状和厚度 • 在相同加速电场下，不同加速器的X射线辐射的深度曲线及
作用效果也有差别。
❖ 对每台加速器的每个能量的剂量数据需要现场调 试和独立测量
29
X射线能量实际测量
▪ 实践测量：射线穿透物质 的本领代表射线的能量
▪ 特定百分深度剂量所在的深度， 如d80。厂家调机常用此方法来确定 标称加速电位，但一般会有较大 差别
▪ 穿射深度剂量比值：TPR20/10 ▪ SCD=100，在电离室有效测量点 所在的并与辐射轴垂直的平面 上，以辐射束轴为中心的照射 野为10×10cm，在为20 cm 和 10 cm测得的吸收剂量的比值。
❖Siemens - 平齐式设置
• 双侧叶片相接但禁止插入
❖Elekta - 接触式设置