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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，特别是对深部肿瘤的。 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装置，可以满⾜约85%需进⾏放射的肿瘤患者的需要，⽽需要进⾏放射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。
低能电⼦直线加速器
中能医⽤电⼦直线加速器
中能医⽤电⼦直线加速器除能深部肿瘤外，还可以⼤部分表浅肿瘤，表浅深度可在2—5cm范围内，由于中能范围较低能扩⼤，是⼤中型肿瘤医院需要的主要放射装置。
(1)除提供两档X-辐射(6-8MV)供深部肿瘤外，还提供4-5挡不同能量的电⼦辐射(5-15MeV)供表浅肿瘤使⽤，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，在电⼦辐射时需附加不同尺⼨和不同形状的限束器。
中⾼能电⼦直线加速器
⾼能医⽤电⼦直线加速器
(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深度范围(2-7cm)。
此外，按照X射线能量的档位划分，医⽤电⼦直线加速器可以分为单光⼦、双光⼦和多光⼦。
02
按照加速管⼯作原理⽅式
聚四氟乙烯乳液按加速管⼯作原理⽅式划分，医⽤电⼦直线加速器有两种加速⽅式：⾏波加速⽅式和驻波加速⽅式。
(1)⾏波加速⽅式：是在⽹波导中周期性插⼊带中孔的圆形膜⽚，依靠这些膜⽚的反射作⽤，使中孔部分中传播的电磁场相位传播速度慢下来，甚⾄光速以下，以实现对电⼦的同步加速。这种波导管，称其为盘荷波导(加速管，取圆形膜⽚对波导管加载之意。
⾏波医⽤电⼦直线加速器⽰意图
(2)驻波加速⽅式：是在加速管左右两端适!与位置放置短路板，形成⼀种电磁振荡的驻波状态，加速管结构中所有的腔体都谐振在⼀个频率上，相邻两腔间的距离为D，⽽腔间电场相位差刚好为180°，即腔间电场刚好⽅向相反。
驻波医⽤电⼦直线加速器⽰意图
医⽤电⼦直线加速器的优点
1、加速器的射线穿透能⼒强
各种射线穿透组织的能⼒与其本⾝所具备的能量成正⽐。⼀般X线机输出的射线能量只有200千伏左右，60钴机发⽣的γ射线也只能达到1.25兆伏。⽽加速器输出的能量则可达到6兆伏甚⾄更⾼，且可根据病⼈不同情况对输出能量的⼤⼩进⾏调整。因此，加速器对深在的体积较⼤的肿瘤病灶，能够给以更有效地杀灭。
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启动子2、加速器既可输出⾼能X线，也可输出⾼能电⼦线
电⼦线到达预定部位后能量迅速下降，因⽽能⼤⼤减少射线对病变后⾯正常组织的危害，特别适于体表或靠近体表的各种肿瘤。例如，采⽤电⼦线乳腺癌，肺部及⼼脏损害就⽐60钴少得多。
3、⽪肤并发症显著减少
放疗引起的⽪肤并发症，与射线具备的能量成反⽐。X线以⽪肤吸收能量最⾼，60钻7线最⼤能量吸收在⽪下4-5毫⽶的
放疗引起的⽪肤并发症，与射线具备的能量成反⽐。X线以⽪肤吸收能量最⾼，60钻7线最⼤能量吸收在⽪下4-5毫⽶的深度。加速器的⾼能X线最⼤能量吸收在⽪下15~30毫⽶的深度，在内脏肿瘤时，⽪肤及⽪下组织吸收的射线很少，会显著减少⽪肤及⽪下组织的损伤。
成都信息工程学院学报4、加速器的射线能够被有效控制
由于配有精细的肿瘤病灶定位装置，可保证射线集中于肿瘤组织，肿瘤旁的正常组织影响很⼩。特别是肿瘤病灶附近有重要器官时，加速器的这种优点尤其突出。
5、加速器⼀次可输出很⾼的能量，能⼤⼤缩短照射时间，故可⽤于⼿术中照射。
⼿术切除肿瘤时，有时难免有⾁眼看不见的肿瘤细胞或⼿术难以切净的肿瘤病灶残留在患者体内，可能导致⽇后局部复发或转移。⼀般的放疗设备对此⽆能为⼒，⽽加速器可以相对容易的消灭这些肿瘤细胞。
第六，加速器停机后放射线即消失，不存在60钴等具有的射线泄漏和衰减问题，有利于保护环境和保证疗效。
高一化学教学反思
医⽤电⼦直线加速器的缺点
和任何尖端医疗设备⼀样，加速器也有不⾜之处：
1、加速器不能⽤作腔内照射，故宫颈癌、宫体癌仍主要依靠131依或60钴等来；
2、包括加速器在内的所有放疗⼿段均为局部，对癌细胞⼴泛转移以及有癌性胸腹⽔的患者不可能有满意的疗效；
3、肿瘤病灶中的缺氧细胞和处于休⽌期的细胞抵抗⼒相当较强，是放疗失败的重要原因。加速器只能提⾼疗效，但同样不能从根本上问题；
④加速器技术复杂，维护要求⾼，价格昂贵，费⽤也较⾼，因此还有待⼴泛推⼴。
医⽤电⼦直线加速器⽤于放疗的适应症
1、常规放疗时的适应症：
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。
与化疗合并肿瘤：⼩细胞肺癌、中晚期恶性淋巴瘤等。
与⼿术综合：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。
2、三维适形放疗（3D-CRT）及调强放疗（IMRT）时的适应症：
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；
中学数学教学参考消化、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
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