医用电子直线加速器

时间:2024-06-07 20:11:24编辑:奇事君

医用加速器的基本介绍

电子直线加速器是利用具有一定能量的高能电子(速度达到亚光速)与大功率微波的微波电场相互作用,从而获得更高的能量。这时电子的速度增加不大,主要是质量不断变大。(爱因斯坦相对论)。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。(原理与X光机相似,加速器使用透射靶。)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。医用直线加速器按照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吸收负载、RF窗等〕、DC直流电源(射频发生器、脉冲调制器、电子枪发射延时电路等)、真空系统〔真空泵(钛泵)〕、伺服系统(聚焦线圈、对中线圈)、偏转系统(偏转室、偏转磁铁)、剂量监测系统、均整系统、射野形成系统等,分别安装于治疗头、固定机架、旋转机架、治疗床、控制台等处。

医用加速器的医疗用途

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。单纯根治的肿瘤: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、食道癌等。与化疗合并治疗肿瘤:小细胞肺癌、中晚期恶性淋巴瘤等。与手术综合治疗:上颌窦、耳鼻喉癌、胶质神经细胞瘤、肺癌、胸腺瘤、胃肠道癌、软组织肉瘤等。有计划性的术前放疗、术中放疗、术后放疗。姑息性放疗:骨转移灶的止痛放疗、脑转移放疗、晚期肿瘤的姑息减症治疗。2、当其用于三维适形放疗(3D-CRT)及调强放疗(IMRT)时其适应症为:颅内肿瘤:特别是位于重要解剖结构,形态不规则不适合外科手术或手术难切除的肿瘤;头颈部肿瘤:包括术后、常规放疗后残留或复发的肿瘤,如鼻咽癌、颅底肿瘤;脊柱(髓)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;全身各部位转移癌

医用加速器的卫生防护标准有哪些

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,其在诊断疾病和治疗肿瘤上面起到越来越重要的作用。
1.加速器安装竣工投入运行前或运行参数及屏蔽条件发生改变时,必须有省级放射卫生防护监督监测部门对有关区域进行全面防护监测和辐射安全评价。
2.在正常运行情况下,工作场所和周围区域辐射水平每年监测一次;安全联锁系统每月检查一次。
3.操作人员个人剂量监测按GBZ128执行。
4.加速器计量监测系统定标每周监测一次,百分深度计量,均整度每半年监测一次。
5.所有监测资料必须详细记录,并妥善保管,存档备案。


医用直线加速器多少钱

  医用直线加速器比较表
  厂商 Elekta VARIAN SIEMENS 说明
  机型 Precise Clinac EX Primus
  基本结构 Elekta加速器的高度集成化控制系统、性能绝佳的敞开式设计保证可加速器的高开机率。其他厂家的产品都是封闭式设计,常因机器设计不佳而停机,更换加速管时间长。
  加速管 行波 驻波 驻波 最低的加速器使用消耗费用:驻波加速管对真空度的要求、能量的转换、能谱的宽度等几个方面都优于驻波加速管。Elekta保持和发展了行波管加速原理,通过独特的设计使一台加速器可提供3档电子线。一机多用。其他厂家加速器最多产生两个光子线。Elekta加速器具有低功耗、高效率、长寿命,自1953年生产世界上第一台直线加速器以来,从未更换过加速管。
  机架类型 滚筒式 中心轴承式 中心轴承式 Elekta滚筒机架磨损小,等中心变化小,十年精度1mm,终身保证机架等中心精度在2mm(V和S都采用中心轴承式,十年等中心偏差超过2mm),且为敞开式设计,散热性能好,连续工作时间长,便于维修。
  微波功率源 仅用磁控管(5.5MW)即可 需速调管(5.5MW)加微波驱动 需速调管(7MW)加微波驱动 Elekta使用EEV公司的长寿命磁控管,停机时间短,运行费用低,且无条件保修2年。
  低运行费用的微波功率源:Elekta公司采用的微波功率源是磁控管,集振荡器和放大器为一体,结构简单,不需额外的微波振荡器(或微波驱动器)等组件,从而简化功率源的结构。磁控管的体积小,能安装在机架上,直接把微波馈送到加速管,不需特殊接头,且易更换,停机时间短(而速调管必须配上配上微波振荡器才能实现磁控管的功能,磁控管的寿命比速调管短一半,但由于振荡器的寿命与磁控管差不多,导致使用速调管的费用为使用磁控管的4~5倍。
  电子枪 可拆卸,且只需更换枪灯丝 可拆卸,但需更换整个电子枪 不可拆卸,如果枪灯丝断则需更换整跟加速管。三极管电子枪与加速管、偏转系统一体,更换困难,且费用大。 最方便维修保养的敞开式机架设计使Elekta加速器的故障修复时间最短。开机率高。
  偏转系统 滑雪式 270° 270° 滑雪式是Elekta的专利,具有束流特性好且照射头较短的特点,从而得到低的等中心高度。
  X线
  能量 可提供1~3档光子,能量范围4~25MV(4、6、8、10、15、18、25MV) 提供两档光子,能量范围6~25MV(6/15、6/18、6/20、6/16、6/23、6/25MV) 提供两档光子,能量范围6~25MV(4/10、6/15、6/23、6/25MV) Elekta机器的光子能量选择最灵活,且可在售后多年进行升级,从而保持将来发展的先进性。
  剂量率
  (MU/min) 25~600 100~600 50~500 剂量率范围最广
  照射野尺寸 0.5×0.5cm~40×40cm 0.5×0.5cm~40×40cm 2×2cm~40×40cm
  照射野平坦度 1.06,或±3% ±3% ±3%
  照射野对称性 1.03,或±1.5% ±2% ±2%
  束流靶点尺寸(半径) 1mm 1mm 1mm?
  半影 <7mm(15×15cm)
  <8mm(40×40cm) <9mm <9mm
  最大楔形照射野 30×40cm 20×40cm 20×40cm? 医科达发明的电动楔形板0~60°的连续可变的楔形野,此技术被放疗界称为一楔多用。它克服可物理楔形板需要人工插拔的缺点。在治疗计划设计中无角度限制,优于动态楔形板,且电动楔形板内置于照射头内,灯光野永远可见,保证摆位准确,最大楔形野为30cm×40cm。
  漏射
  病人平面2m半径处
  非病人平面2m半径处
  光阑
  光子小于0.1%

  光子小于0.1%

  不大于0.5%
  光子小于0.1%

  光子小于0.1%

  不大于0.5%
  光子小于0.1%


  不大于0.1%
  电子线
  能量 可选零档到九档电子线,零表示不选电子线,
  能量范围4~22MeV 可选六档电子
  能量范围4~22MeV 可选六档电子
  能量范围6~22MeV Elekta机器的电子线能量高达22MeV,可在售后多年进行升级。
  剂量率
  (MU/min) 标准配置25~400
  最大可能3000 标准配置25~400
  最大可能3000 标准配置25~400
  最大可能3000
  双箔散射 是 是 是
  限光筒尺寸 6×6,10×10,14×14,20×20,25×25cm,另有长方形和圆形可选 6×6,10×10,15×15,20×20,25×25cm 5×5,10×10,15×15,20×20,25×25cm
  电子照射野平坦度 ±3% ±5% ±3%
  电子照射野对称性 ±1.5% ±2% ±2%
  X线污染 4~15MeV 3%
  >15MeV 5% ≤10MeV 2%
  >10MeV 5% 14MeV 3%?
  剂量系统
  独立的双通道系统 是 是 是
  电离室结构 开放式 密封式 开放式 Elekta为独立的双通道电离室,具有温度和压力自动校正功能;不受密封性能影响。
  重复性 ±0.5% ±1% ±2%?
  线性 ±1%或1MU ±1% ±2%?
  机架和治疗头转角影响精度 ±1%或1MU ±2%或1MU ?
  最大连续输出剂量(MU) 29999 9000 ?
  最大连续出束时间(Min) 99.9 99.9? ?
  弧形治疗
  剂量范围(MU/deg) 0.5~10 0.5~5.0 0.5~5.0
  方向 CW和CCW CW和CCW CW和CCW
  方式 光子和电子 光子和电子 光子和电子
  机械参数
  靶至等中心 100cm±0.5cm 100cm±0.2cm 100cm±0.5cm
  等中心精度(半径) 1mm 1mm 1mm
  等中心高度 124cm 129.5cm 131cm 最低的等中心高度:Precise的等中心高度(124cm)低于其他医用加速器。等中心高度低,摆位容易、准确,提高了工作效率。
  附件环至等中心 45cm 41cm 43cm Elekta的摆位空间最大
  运动范围
  机架 ±185° ±185° ±185°
  照射头 ±185° ±165° ±185°
  X光阑 0~20cm -10~20cm 0~20cm
  Y光阑 -12.5~20cm -2~20cm 0~20cm 单一叶片可独立运行的长度决定了对临床中可能出现的形状各异的不规则野的满足程度,及临床适应症和治疗范围甚至效果。Elekta的MLC的独立运动程度32.5cm是其他厂家产品的两倍以上。
  治疗床升降范围 65~175cm 62.7~170.7cm 65~134cm Elekta治疗床升降范围最大,最有利于病人摆位和技术员操作
  治疗床前后移动范围 100cm 145cm 90cm
  治疗床左右移动范围 ±25cm ±25cm ±22cm
  治疗床机座转动范围 ±95° ±95° ±120°
  治疗床床面转动范围 360° 360° 180°?
  控制系统 最方便技术员操作的工作平台
  集成化桌面控制终端:Precise 系列的控制系统采用图形界面,界面友好、直观,便于使用。其中RTD(radiotherphy desktop)界面集成了加速器控制、多叶光栅控制和治疗验证控制等等,操作员只需单一界面就可完成复杂的治疗操作。如:SAD、SRT、IMRT等缩短各系统间的反应时间(提高治疗的精确性),消除多个终端易造成接口故障、系统死机等等。(S需要至少三个控制终端,即至少三个显示器,三个控制键盘;而V则需要更多。)具有强大的网络功能,还具有充分体现网络概念的开放式平台,通过DICOM3.0同任何第三方治疗计划或诊断设备联网,通过DICOM还可以同第三方验证系统连接(LANTIS,IMPAC,Helax,Visir),通过ESPI同意愿的管理系统连接,真正做到网络传输、网络监控、网络诊断。(S的网络也是开放式的,而V的则是封闭式的。)
  数字化程度 全数字化 非全数字化 半数字化 Elekta全数字化的机器具有最好的无限升级性能,可使该加速器设备将来不断升级保持放疗技术的领先地位,和长期良好的机器实用性能而不被淘汰,达到最大的机器使用率和最小的应用成本。它还具有有实用价值的最先进的适形调强放疗的直线加速器。目前国际上正准备推广的影像引导治疗技术(IGRT),也是在Precise机器上研究和开发的。即将推向市场的可开展适时适形调强技术的CT加速器,又是Elekta公司领导技术创新潮流的一大举措。
  病人治疗参数 一次输入,多次调用 每次治疗都需输入 ? Elekta机器此项功能集成于加速器中,无须外加设备。
  多段治疗方式 可能 不可能 ? 多段分次照射是放疗的基本原则,治疗方案多种多样,如:超分割、加速超分割、立体定向放疗的低分割大剂量等。Elekta的加速器为适应现代放疗的要求,可根据时间-剂量分割的治疗计划,编制一套程序输入加速器中,由控制系统自动执行。大大提高工作效率,还可以完全避免人为错误。与之相比较,其他厂家的病人资料必须重复输入,且不可编程。
  自动摆位功能 有 无 ? Elekta加速器具有智能化自动摆位功能;当治疗单被调出后,只按一次自动摆位的按键,机架治疗头和光栅都会运动到治疗单设置的位置,尤其在多野等中心照射,及IMRT照射时,每一个照射野结束后,会自动摆位到下一个照射野。自动摆位精度为0.3mm和0.3°,其他厂家产品无此功能。
  内置验证系统 有 无 ? Elekta具有最安全的防止放疗事故的自检自锁功能、硬件防碰撞设施、光学验证光栅形状系统等使得Presice加速器成为最安全的防止放疗事故的加速器。
  治疗单存储功能 能存储250份治疗单 无 ?
  验证参数误差表 有8个可根据需要,由用户定制的表 无 ?
  治疗单打印功能 有 无 ?
  遥控联机维修 有 有 ?
  多叶光栅 全内置一体化 部分内置 部分内置 真正的内置一体化,加速器和多叶光栅的操作集成在一台计算机里,仅通过一个界面就能方便的完成两者的动作,指令传输延迟时间最短,提高病人照射流通量。
  到等中心的净空间 45cm 41cm(加楔形过滤器时为30cm) 43cm
  叶片数目 80 52、8、120 54+4
  叶片漏射 ≤0.5% ≤0.5% ≤2%
  最大照射野 40×40cm 40×40cm 27×40cm
  在等中心处叶片宽度 1cm 1cm、0.5cm 1cm54片6.5cm4片
  叶片过中心 12.5cm 16.5cm 10cm
  叶片位置显示 光学检测显示系统 线性电位器 机电系统 光学检测显示系统在更换叶片后,不需重新校准。
  控制计算机 集成于加速器之中 独立于加速器之外 独立于加速器之外
  电源
  功率


  30kVA 45kVA 45kVA 电力消耗最低:由于Elekta公司直线加速器全数字化及所采用的先进技术,使机器的开机功率最低,为30kVA,运行功率为18kVA,整套设备只需50kW的变压器,节省了电力费用(而其他产品的开机功率为45kVA,整套设备需100kW以上的变压器

  Varian-Clinac EX Elekta-Precise Siemens-Primue
  Gantry to isocentrc 104cm 124cm 97.3cm
  Head to isocentrc 41cm(30+wedge) 45cm 43cm
  Head size 90cm 62cm 75cm
  Floor to isocentre 131cm 124cm 133cm

  Elekta加速器具有最大的净空间与最小的机头直径:净空间最大(45cm),机头直径最小(62cm)。这对于治疗摆位很重要。尤其是作立体定向放射治疗技术(头、体刀)或开展适形调强技术,特别是对在非共面治疗中由于床旋转角度的限制而无法治疗的一些病如盆腔放疗等。
  拥有全球三十几家国际著名大学和医院战略联盟单位。这不仅仅是Elekta产品研发技术创新的强大支持,也是Elekta的客户进行全方位的学术交流、成果共享的丰富资源,这对提高医院的学术地位乃至业内知名度都有显而易见的影响。


医用加速器的基本分类

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。不同能量的机器的X线能量差别不大一般为4/6/8MeV,有的到10MeV。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。和高能物理用电子直线加速器相比,1—50MeV属于低能范围,但对临床使用,能量为50MeV的医用电子直线加速器属于高能范围。 (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。由于只有一挡X-辐射,整机结构简单,操作简便。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)除提供两档X-辐射(6-8MV)供治疗深部肿瘤外,还提供4-5挡不同能量的电子辐射(5-15MeV)供治疗表浅肿瘤使用,扩大了应用范围。(2)加速管较长,需要水平放置于机架的支臂上方,束流需经偏转系统后打靶产生X辐射或直接将电子束从引出窗引出使用。大都采用 消色差偏转系统,使偏转后的靶点保持对称,偏转系统比较复杂。(3)辐射头内除一挡用于均整X-辐射的均整过滤器外,还采用多挡使电子辐射分布均匀的散射过滤器。为了调节电子辐射野,在电子辐射治疗时需附加不同尺寸和不同形状的限束器。中能医用电子直线加速器除能治疗深部肿瘤外,还可以治疗大部分表浅肿瘤,表浅治疗深度可在2—5cm范围内,由于中能治疗范围较低能扩大,是大中型肿瘤医院需要的主要放射治疗装置。 (1)提供两档X-辐射,商业上称为双光子方式,个别产品甚至可以提供三挡X-辐射,称为三光子方式,多档设置目的是实现X-辐射深度剂量特性的调节,因为采用高低两挡能量X-辐射组合照射,相当于调节能量。(图1-20)(2)可提供更高能量的电子辐射,一般电子辐射分5-9挡,最高能量可达20-25MeV,扩大了对表浅肿瘤的治疗深度范围(2-7cm)。

理工科专业包括什么学科 怎么分类

大学理工科专业有哪些
理工科专业分为理、工、农、医四个学科门类,各学科专业设置如下:
一、理学
1.
数学类
:数学与应用数学;信息与计算科学
2.
物理学类:物理学;应用物理学
3.化学:化学;应用化学
4.
生物科学类:生物科学;生物技术
5.天文学类:天文学
6.
地质学类:地质学;地球化学
7.
地理科学类:地理科学;资源环境与城乡规划管理;地理信息系统
8.
地球物理学类:地球物理学
9.
大气科学类:海洋科学;应用气象学
10.
海洋科学类:海洋科学;海洋技术
11.
力学类:理论与应用力学
12.
电子信息科学类:电子信息科学与技术;微电子学;光信息科学与技术
13.
材料科学类:材料物理;材料化学
14.
环境科学类:环境科学;生态学
15.
心理学类:心理学;应用心理学
16.
统计学类:统计学
二、工学
1.
地矿类:采矿工程;石油工程;矿物加工工程;勘查技术与工程;资源勘查工程
2.
材料类:冶金工程;金属材料工程;无机非金属材料工程;高分子材料与工程
3.
机械类:机械设计制造及其自动化;材料成型及控制工程;工业设计;过程装备与控制工程
4.仪器仪表类:测控技术与仪器
5.
能源动力类:核工程与核技术
6.
电气信息类:电气工程及其自动化;自动化;电子信息工程;通信工程;计算机科学与技术;生物医学工程
7.
土建类:建筑学;城市规划;土木工程;建筑环境与设备工程;给水排水工程
8.
水利类:水利水电工程;水文与水资源工程;港口航道与海岸工程
9.
测绘类:测绘工程
10.
环境与安全类:环境工程;安全工程
11.
化工与制药类:化学工程与工艺;制药工程
12.
交通运输类:交通运输;交通工程;油气储运工程;飞行技术;航海技术;轮机工程
13.
海洋工程类:船舶与海洋工程
14.
轻工纺织食品类:食品科学与工程;轻化工程;包装工程;印刷工程;纺织工程;服装设计与工程
15.
航空航天类:飞行器设计与工程;飞行器动力工程;飞行器制造工程;飞行器环境与生命保障工程
16.
武器类:武器系统与发射工程;探测制导与控制技术;弹药工程与爆炸技术;特种能源工程与烟火技术;地面武器机动工程;信息对抗技术
17.
工程力学类:工程力学
18.
生物工程类:生物工程
19.
农业工程类:农业机械化及其自动化;农业电气化与自动化;农业建筑环境与能源工程;农业水利工程
20.
林业工程类:森林工程;木材科学与工程;林产化工
21.
公安技术类:刑事科学技术;消防工程
三、农学
1.
植物生产类:农学;园艺;植物保护;茶学
2.
草业科学类:草业科学
3.
森林资源类:林学;森林资源保护与游憩;野生动物与自然保护区管理
4.
环境生态类:园林;水土保持与荒漠化防治;农业资源与环境
5.
动物生产类:动物科学:蚕学
6.
动物医学类:动物医学
7.
水产类:水产养殖学;海洋渔业科学与技术
四、医学
1.
基础医学类:基础医学
2.
预防医学类:预防医学
3.
临床医学与医学技术类:临床医学;麻醉学;医学影像学;医学检验
4.
口腔医学类:口腔医学
5.
中医学类:中医学;针灸推拿学;蒙医学;藏医学
6.
法医学类:法医学
7.
护理学类:护理学
8.
药学类:药学;中药学;药物制剂


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