S波段6 MeV边耦合电子直线加速器的设计研究（英文）

近年来,对紧凑、稳定及可靠型电子直线加速器的需求越来越多,其能量主要分布在几百keV到十几个MeV的范围内,其中需求最多的则是能量在MeV量级的微波电子直线加速器。在这种形势下,中国科学院高能物理研究所正在研制一台S波段6 MeV的边耦合电子直线加速器,本文对基于该加速器的模拟计算研究进行了介绍。EGUN和HFSS分别用来设计电子枪和边耦合加速结构。通过将EGUN计算得到的电子束流参数和HFSS计算得到的三维电磁场分布数据引入到PARMELA中,完成了对该加速器的多粒子动力学研究。模拟结果显示,所设计的加速器完全能够满足设计指标的要求。最终,在考虑束流负载效应的因素后,完成了边耦合加速结构的微波结构设计。

不同品牌医用电子直线加速器的故障分析及设备管理策略

目的通过阐述主流品牌医用电子直线加速器(LA)的故障情况,探讨控制故障风险点的策略并为日常设备管理提供思路。方法选取2台瓦里安和1台医科达LA,统计分析2022年12月至2023年12月期间的94次故障,比较故障类型、故障处置方式在不同品牌和不同使用年限之间的差异。结果投入使用1年内的设备瓦里安TrueBeam故障率最高(45.74%)(P<0.05),多叶光栅故障和电子加速系统故障明显多于其他类型的故障(P<0.05),需要更换部件的故障明显多于可通过重启或调整参数的故障(P<0.05),瓦里安更换部件的数量多于医科达(P<0.05)。结论LA作为高故障率的高精尖设备,需提升临床工程师的维护能力和维修判断能力,切实保障设备的临床运行。

医用电子直线加速器技术现状与发展趋势

70%以上的肿瘤患者需要接受放射治疗,而医用电子直线加速器是肿瘤放射治疗的重要高端放疗设备。随着现代人工智能技术在医用电子直线加速器中的应用,放疗技术已从当初的普通放疗发展为如今的智慧放疗。该研究描述了医用电子直线加速器的发展历程、工作原理与系统构成,概述了束流调控、多叶光栅、引导定位技术、剂量测评等医用电子直线加速器关键技术,并展望了生物引导放疗、FLASH闪疗、智慧放疗等前沿放疗技术的发展趋势,为医用电子直线加速器的技术发展提供参考。

医科达医用电子直线加速器的工作原理及故障维修三例

放射治疗是恶性肿瘤的主要治疗方式之一[1],而医用电子直线加速器是实现精准放射治疗的关键设备。医科达医用电子直线加速器具有高治疗精度、高输出率、多治疗模式等优点,在临床应用广泛[2]。但随着设备使用年限的延长,故障率随之升高。若无法及时、准确排除故障,将直接影响患者的治疗,给医院造成不良影响。本研究首先介绍医科达医用电子直线加速器的工作原理,然后通过对河北医科大学第四医院在用的医科达医用电子直线加速器3例故障维修情况的总结分析,为医学工程人员提供参考。

电子直线加速器辐射环境监测与评价

以医用放射治疗、货物/车辆安全检查、工业辐照3类电子直线加速器作为研究对象,通过辐射环境剂量率监测,掌握不同类型加速器周围和不同关注点位的辐射环境状况,对监测数据做单因素方差分析和Bonferroni相关性分析。结果表明,虽然3类电子直线加速器的辐射环境监测剂量率数据均低于相关标准限值,但安全检查类电子直线加速器出入口及其侧防护墙位置与其他类关注点位的周围剂量当量率水平有显著差异。

医用电子直线加速器生产环节风险分析及现场体系核查要点

医用电子直线加速器具有系统结构复杂、核心部件多、控制精度要求高等特点,对产品质量控制和监管都提出了较高的要求。该研究通过对医用电子直线加速器技术特点及生产环节风险分析,结合医疗器械生产质量管理规范要求,提出了此类产品现场体系检查要点,对企业的质量管理人员和监管部门的检查员具有一定参考意义。

医科达Synergy医用电子直线加速器故障维修六例

放射治疗是利用放射线治疗肿瘤的医疗方式[1]。医用电子直线加速器作为医院开展放射治疗的重要医疗设备,在肿瘤治疗中发挥重要作用。同时,医用电子直线加速器的技术结构复杂,组成模块、系统、零部件多,集成度高,设备具有“唯一性”、故障风险大等特点,如出现故障不能及时解决,可影响患者治疗效果,严重时甚至会造成不可逆性的重大损伤[2]。目前,医科达Synergy医用电子直线加速器的市场占有率较高,其通信模块较多、运动结构相对复杂,故障率较高。本研究以我院在用的医科达Synergy医用电子直线加速器为例,对其结构原理及6例故障维修过程进行总结分析,以供同行借鉴和参考。

评估不同防护措施对医用电子直线加速器辐射泄漏的影响

目的:本研究致力于评定不同防护措施对医用电子直线加速器辐射泄漏的影响,为实践应用提供科学依据。方法:试验于2023年8月至2023年12月开展,医用电子直线加速器的使用数据任意分成对照组和实验组,每一组50例。对照组实行基本防护措施,实验组采用提升防护措施。搜集了辐射源泄漏、病人照射剂量、设备可靠性评分和作业人员暴露水平评分,应用SPSSS26.0系统进行数据分析。结果:实验结果表明,辐射源泄漏、病人照射剂量、设备可靠性评分和作业人员暴露水平评分均优于对照组,差别具备统计意义(P < 0.05)。结论:在医用电子直线加速器的使用中,提升防护措施可以有效降低辐射源泄漏剂量,提升射线防护效果,提高设备可靠性,可减少操作人员暴露水平。本研究成果可以为实践应用提供科学依据,有利于提升医用电子直线加速器出束过程的安全性和可靠性。

新华XHA600D医用电子直线加速器故障分析与检修四例

XHA600D医用电子直线加速器是按照等中心原理设计的6 MV医用驻波电子直线加速器,其主要由主机、多叶准直器(multi leaf collimator,MLC)、治疗床、控制台、调压器、稳压电源、恒温水机组、空气压缩机等组成,可通过手控器、床控盒及控制台的控制开关控制治疗头、治疗床及机架运动[1-3]。XHA600D医用电子直线加速器的主要工作原理是:三相市电通过主电源箱输送至调压器后经高压电源升压、整流和滤波,产生12 kV直流电压输送至脉冲调制器,在其次级得到1个具有确定宽度和幅度的高压脉冲分别输送至磁控管和加速管;驻波加速管的微波谐振腔得到磁控管的微波后建立较强的电场.

医用电子直线加速器的故障分析与维修分析

医用电子直线加速器是放射治疗中的重要装置,在恶性肿瘤的放射治疗中得到了广泛应用,它的稳定运转直接关系到患者放射治疗的效果及安全性。在临床实践中,医用电子直线加速器发生故障的概率较高,给日常使用带来了一定影响。因此,基于医用电子直线加速器的工作原理,文章对其中常见的故障进行了分析,并总结了维修对策。

医用电子直线加速器辐射环境影响分析——以某三甲医院建设项目为例

在综合性医院项目建设中,医用电子直线加速器作为提高恶性肿瘤放疗水平的一项重要治疗手段而被普遍采用。但医用电子直线加速器作为医用核技术的应用,在为病人提供优越的诊疗环境的同时会产生一定辐射。因此,如何减少辐射对个人和环境的影响显得尤为重要。本文以某三甲医院建设项目为例,通过数据计算,分析运行阶段医用电子直线加速器对环境的辐射影响,结果表明,其辐射环境影响满足相关标准要求。

医用电子直线加速器的维护与保养方法分析

本研究旨在探讨医用直线电子加速器的故障特征和规律,及其日常维护和故障修复方法。方法 本研究以我院放疗科使用的医用电子直线加速器为例,对2019-2022年发生的故障进行综合统计分析,分析故障原因及故障特点和规律,并提出提出适当的日常维护和纠错方法。结果 2019-2022年,医用电子直线加速器故障主要分布在以下部件:多叶准直器、运行控制系统、束流系统、真空系统、恒温循环水系统、机械系统;以上部件2019年至2022年年故障次数分别为:121次、138次、79次、64次、29次、14次。结论 加强对医学直线加速器的维修和维护,有效地解决其故障,延长其使用寿命,使其更好地为医院和病人提供服务。

放疗直线加速器设备的维修研究

为了提高放疗直线加速器的应用效能,围绕此设备的维修展开分析。首先介绍放疗直线加速器,明确此设备的效能。其次总结设备经常面临的几种故障,并提出操作人员严格按照设备错误提示与警告进行维修、综合分析故障成因、加强观察、其他维修建议四点故障维修建议,最后总结设备使用方法与注意事项,为今后该设备的应用以及故障维修积累经验,以期能够进一步推动我国医疗卫生行业的现代化发展。

西门子Primus直线加速器加速管故障分析二例

电子枪是医用电子直线加速器三大核心组成部分之一,加速管是电子枪的关键部件[1]。射线电子能量的产生过程是在高压脉冲调制系统的统一协调控制下,微波源向加速管内注入微波功率,电子枪向加速管内适时发射电子,在动态加速电场的作用下,使注入的电子与动态加速电场的相位和交变速保持一致[2]。

正电子发射断层扫描-直线加速器在生物引导放疗中的应用

生物引导放疗(biology-guided radiotherapy, BgRT)是一种将PET-CT与直线加速器(LINAC)相结合的外照射放疗方式。BgRT通过PET示踪剂,利用从肿瘤组织处发射出的PET信号进行实时追踪,引导LINAC的治疗束对肿瘤靶区实现定位和照射。相比于传统的LINAC系统,BgRT系统的硬件设计、软件算法、系统整合和使用流程等诸多方面都更为复杂。RefleXion Medical公司研制出了全球首台BgRT系统,但该系统主推的Bg RT核心功能尚处于研发阶段。该研究对Bg RT的技术优势和潜在挑战等方面进行了探讨和展望。

电子加速器光中子源生产医用同位素的模拟研究

光核反应和紧凑型中子源是生产医用同位素的新兴工具,东华理工大学正在建设一种电子加速器驱动的光中子源(East China Accelerator&Neutron Source,ECANS),用于医用同位素生产研究。在分析W-^(100)Mo光中子源的中子产额及^(99)Mo产量的基础上,建立了中子能量调节层和中子反射层组成的放射性同位素产生模型,对不同天然氧化物材料(MoO_(3)、Lu_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3))进行了放射性同位素的产生模拟及伴生产物分析,探讨了光核反应中子源生产医用同位素的可行性。研究结果显示:在高富集^(100)Mo靶材中^(99)Mo同位素的产量为2.00 TBq·d^(-1),在氧化物靶材中^(99)Mo的产量为0.64 TBq·d^(-1)、^(177)Lu的产量为0.67 TBq·d^(-1)以及90Y的产量为2.11 TBq·d^(-1)。此外,分析了天然氧化物在辐照条件下放射性杂质的含量,为后续分离纯化提供数据参考。

直线感应加速器中四极磁铁聚焦强流电子束研究

为获取小尺寸束斑,研究了直线感应加速器(LIA)产生的强流电子束在四极磁铁作用下的聚焦特性,并对限制最小束斑尺寸的因素进行了分析。结果表明,使用聚焦能力强、像差小的四极磁铁作为聚焦元件具有获取小尺寸束斑的潜力。使用数值模拟程序完成了四极磁铁聚焦束线的初步设计,并在直线感应加速器平台上开展了实验研究,获得了对称性较好、横向尺寸小于2 mm的X射线焦斑,验证了四极磁铁聚焦强流电子束获取小尺寸束斑的可行性。同时,提出了优化的四极磁铁聚焦束线设计方案,预期可在同样入射电子束条件下获得横向尺寸约1 mm的束斑。

基于直线返波型加速管的大功率辐照加速器研制

针对产业的快速发展及用户端对辐照加速器提高单位产能、节约成本、丰富功能性等方面的迫切需求,研制一款新型高功率、高效率且电子束可调的电子辐照加速器系统。首先引入了等梯度返波管的设计概念,对缩短建场时间、降低功率反射和提升加速结构分流阻抗以及解决束流崩溃问题进行了探索和研究,采用了HFSS对返波加速管进行了3维电磁场仿真,并制造了加速管实物。大功率固态调制器采用Marx发生器形式,采用零电流开关(zero current switch,ZCS)充电,结合FPGA控制绝缘栅双极晶体管(insulate-gate bipolar transistor,IGBT)形成脉冲高压。最终以返波加速管为核心,匹配微波系统、扫描系统、固态脉冲调制器系统等,完成了辐照加速器系统的研制。测试结果表明,系统能量为10.28 MeV,一般工况的功率为24.672 kW,最大功率为28.4 kW,满足设计要求。直线返波加速管配合大功率固态调制器研制的辐照加速器系统技术方案可行,形成的产品实现应用,为电子束辐照技术的发展提供了有力的支撑。

瓦里安Clinac 21EX直线加速器GFIL连锁的故障分析与维修

本文对本院瓦里安Clinac 21EX直线加速器9年内发生的GFIL连锁故障进行了总结。GFIL连锁故障的发生主要是由冷端Power Supply板、热端小电源板、热端Hot Deck Filament Power supply板、热端backplane板以及机架内Patch Panel板故障引起的。故障发生后,控制台会出现红色GFIL连锁警报,据详细的硬件状态分析故障原因并进行故障排除处理。本文阐述的5种故障类型基本囊括了与GFIL连锁相关的大部分硬件,根据硬件原理指出了快速有效的故障解决办法,为直线加速器维修提供参考。

医用电子直线加速器射野能谱特性研究

目的 探究医用电子直线加速器射野变化对X射线能量注量、能谱及平均能量的影响,为加速器能谱测量作为射野运行精度的质控手段提供理论依据。方法 以基于蒙特卡罗算法的EGSnrc程序用于电离辐射传输模拟,使用BEAMnrc建立Varian TrueBeam系列加速器机头模型,并分别设置1 cm×1 cm~10 cm×10 cm射野。使用BEAMdp调用BEAMnrc计算生成的相空间文件进行能量注量、能谱及平均能量的结果分析。结果 射野大小对能量注量及能谱结构影响较大,射野越大,相同能量下的注量越高,普峰值越大。在选定射野中能量注量差异最大达98.9%,能谱差异最大达99.0%,有均整过滤器(Flattening Filter,FF)模式下高注量能量区间为0.5~1.2 MeV,峰位约0.33 MeV。与无均整过滤器(Flattening Filter Free,FFF)模式下高注量能量区间为0.3~1.0 MeV,峰位约0.26 MeV。同时射野大小对平均能量影响不明显,FF模式约为1.4MeV,FFF模式约为1.2 MeV。结论 医用电子直线加速器不同射野能量注量及能谱具有一定特异性,可通过对能量注量和能谱的分析作为判断加速器射野运行精度的辅助手段。