医用直线加速器的原理与维护_葛振兴

２０１４ ＮＯ．２９

ＳＣＩＥＮＣＥ　＆　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ

工　业　技　术

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　科技资讯　ＳＣＩＥＮＣＥ　＆　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ１ 医用直线加速器主要结构

医用直线加速器按微波传输的特点分为行波和驻波两类，其基本结构和系统，它包括电子枪、微波功率源（磁控管或者速调管）、波导管（隔离器、ＲＦ（射频微波源）、监测器、移相器、ＲＦ吸收器、ＲＦ窗等）、ＤＣ直流电源（射频发生器、脉冲调制器、电子发射延时电路等）、真空系统（钛泵）、伺服系统（聚焦线圈、对中线圈）、偏转系统（偏转管、偏转磁铁）、剂量监测系统、治疗床等。

２ 医用直线加速器的基本原理

医用直线加速器是由三根用绝缘材料制成的高柱和加速管组成。加速管利用真空泵保持真空。外表流线形不仅仅是为了美观，而且是为了防止从任何棱角或突出部分形成意外放电。在加速管中有金属圈，使它们同高压发生器由一系列金属圈的负压从底部到顶端逐渐升高。带正电的质子由于受到带负电的金属圈的吸引而顺管而下，由于下面的金属圈的负电压不断增大，质子的速度也不断增大。在加速管的地端的地板下面，有一个装有接受器的小室，质子能够在这里碰撞，轰击能引起原子核的蜕变，用以治疗肿瘤病变。

３ 医用直线加速器的维护

加速器是具有高电压大电流真空器件（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的设备。故障的几率相对较高，为减少故障率，提高机器的使用效能，掌握机器的日常维护非常重要，根据工作原理及日常维护经验总结以下几点。

（１）机房要保持清洁干燥防，并做好辐射。

医用直线加速器是一种结构精细，自动化程度高，技术复杂，由多项技术组合的高精放疗设备，具有辐射的特征。因此机房既要满足临床治疗需要，又要确保机器长期稳定良好运行以及从事放疗人员和公众

人员的辐射安全。如果机房灰尘过多，比较潮湿，容易引起高压打火。因此机房内要配有相当功率的空调、除湿机，并确保空调、除湿机正常运行。我院直线加速器机房是原废弃钴６０机房改造而成，完全符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（ＣＢ１８８７１——２００２）的要求，治疗室采用屏蔽防护的方法。

（２）定期更换冷水机内的冷却水。医用加速器普遍采用水冷系统对发热严重的磁控管、靶窗进行冷却，使其温度保持在一定范围之内直线加速器才能正常工作。每半年更换一次水冷系统的蒸馏水，清洗或更换过滤器。水路不通畅，水压过低，可导致加速器输出剂量减少，影响磁控管，加速管（靶）的寿命。

（３）使用无水氟利昂（Ｆ１２）。

如果使用普通冰箱的氟利昂，将降低波导的绝缘性能，会导致波导管内频繁打火，加速管，波动管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。一些电气参数的记录，有助于提供机器性能检测，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、磁控管灯丝电流、磁控管灯丝电压、磁控管电流。这些参数可做维修参考用。

（５）开关机应注意的事项。

医用直线加速器开机预热过程中，要先到治疗室内巡查机房内的温度、湿度加、热器的水温、水压、气压是否达到正常运行要求。如有异常必须通知工程师处理，不得强行加高压出束，以免损坏加速器。加速器开机通电，通过计算机自检完成后，将被“待机／运行”开关打到“待机”位置，让机器待机预热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。预热完成后，让加速器从重复频率最低处（１５０、１８０、２００、２２０）出束，让

医用直线加速器的原理与维护

葛振兴 李振法

（安徽省砀山县人民医院 安徽宿州 ２３５３００）

摘　要：医用直线加速器是生物学上的一种用来对肿瘤进行发射治疗的粒子加速装置，带电粒子加速器是用人工的方法借助各种不同形态的电场，将各种不同种类的带电粒子加速到更高能量的装置。医用直线加速器是现代医学最长用的放射治疗设备，在肿瘤放射治疗中起主导作用，已迅速普及到各大中型医院。掌握直线加速器的基本原理与维护知识对于技术人员使用和维修具有重要意义。该文主要介绍医用直线加速器的基本原理与维护。

关键词：直线加速器 结构 原理 维护中图分类号：Ｒ１９７文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３７９１（２０１４）１０（ｂ）－００５１－０１

磁控管逐步进入工作状态，同时观察机器运行状态。加速器停止治疗后，在关机前应退回住选择模式，把开关打到“待机”位置待机１０ｍｉｎ后关机。目的是为记保护磁控管灯丝，并且保护加速管的电子枪和灯丝。

（６）剂量的校准。

医用直线加速器剂量校准是其质量控制极为重要的内容，直线加速器除按标准剂量外，每次校准前应该校准积分板的放大器的零点。新的校准方法要注意：校准光子吸收剂量时，不用考虑有效测量点，即以电离室中心为测量点；电子辐射质小于或等于０．７时，校准深度即电离室中心深度为水下０．５ｃｍ或１ｃｍ；电子束能量小于５ＭｅＶ时，必须用平行板电离室测量，大于１０ＭｅＶ电子束，可用圆柱形电离室测量；电子束的辐射质用电子束剂量在模体中减至最大测量的５０％时深度表示。

（７）更换真空管应注意的问题。更换闸流管：在关机一段时间以后，等管冷却，插拔管要托住其底部，防止玻璃破裂，要观察冷却风扇是否工作正常。

更换磁控管：输出波导的新旧型号尺寸；安装螺丝的质量；不能用钢铁工具碰磁钢；垫圈的质量和大小。

更换加速管：拆管前应记下四周三个调节对称性螺丝的位置及相应的调节量。确保在装入后对称不会偏差太大，便于调节，不要乱动冷却管，以防漏水，注意把钛泵的磁刚装上，若钛泵不能正常工作，加速管将因真空不良损坏。

参考文献

［１］张汉朝．低能加速器的应用［Ｍ］．北京．

机械工业出版社，１９８５．

［２］程敬海．放射医疗设备［Ｄ］．上海理工大

学医疗机械学院，２００９．

［３］王书鸿，罗紫华，罗应雄．质子直线加速

器原理［Ｍ］．北京：原子能出版社，１９８６：２０－７１．

DOI:10.16661/ki.1672-3791.2014.29.056