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1、 医用电子直线加速器介绍 医用电子直线加速器按其能量范围分为低、中、高三类。四、医用电子直线加速器的原理 1.基本原理 2.系统框图 3.主要组成部分 加速系统 辐射系统 剂量检测系统 机架、治疗床及辐射头运动系统 控制系统 温控及充气系统 4.加速系统 加速系统是医用电子直线加速器的核心。由加速管、微波传输系统、微波功率源、脉冲调制器等组成。4.1 加速管 加速管由电子枪、加速结构、引出系统、离子泵组成。电子枪产生供加速的电子，其阴极被加热后产生热发射电子，在阴极和阳极间的高压电场作用下，以一定的初始能量从阳极中心孔道穿出注入加速结构。加速结构有行波和驻波两种加速结构，是对电子进行加速的核心
2、器件。微波功率经耦合波导馈入后，在其中产生行波或驻波电磁场。驻波结构可以在同样长度上比行波获得更高的能量增益。引出系统的作用是将电子束引出，分为直束式和偏转式两种，低能机的加速管较短，大多采用直束式，中、高能机的加速管较长，必须采用带偏转磁铁的偏转式引出系统。离子泵用以吸收气体，使加速管里维持真空状态。4.2 微波传输系统 微波传输系统主要包括：弯波导及直波导 软波导 定向耦合器 吸收水负载 三端环流器 4.3 微波功率源 低、中能机常用磁控管作微波功率源。磁控管是微波自激震荡器，体积小，工作电压低，但其工作频率易漂移，因此需采用自动稳频系统，提高频率稳定度。高能机需较高的微波功率，常用多腔速
3、调管作为微波功率源。速调管是微波功率放大器，体积大，工作电压高，需要有前置激励来驱动，频率比较稳定，但也需自动调频系统使其与负载变化保持一致。4.4 脉冲调制器 在使用微波电场加速电子的加速器中，为了得到尽可能高的加速电场，瞬时微波功率很大，达到 MW 量级，因此微波源都是脉冲工作的。脉冲调制器是向这种微波源提供脉冲功率的电源。工作原理是利用储能放电的原理形成高压脉冲，经脉冲变压器将该电压进一步放大后供微波功率源使用。5.辐射系统 辐射系统的作用是使从加速系统产生的辐射符合放射治疗的特殊要求（均整度、辐射野面积形状等）。其主要组成有：靶、均整块、散射箔、准直器、上下光阑等。靶加速电子打靶后产生
4、 X 射线。均整块使辐射野内的 X 射线剂量分布均匀。散射靶使从加速系统来的集束的电子射线在一定辐射野内均匀散开。准直器初步限制辐射的范围。上下光阑调节辐射野的形状、面积。限束器限定电子射线辐射野的范围以及改善电子射线的均整度。楔形过滤器在 X 射线辐射野内产生非对称的楔形剂量分布。6.剂量检测系统 剂量监测系统由电离室、前置放大器及监测剂量仪组成。电离室提供了表征辐射线强度的信号，并通过检测电路的处理转换成吸收剂量信号。电离室位于辐射系统之内，由若干片极片构成，其中有两对用于监测辐射野内相互垂直的两个方向的均整度，有一片用于监测辐射的能量变化，有两片用于检测辐射的吸收剂量。放射治疗对剂量检测
5、系统的要求：安全性、准确性和长期稳定性。安全性配备两个独立的剂量检测通道和 一个时间保护通道。准确性主要用重复性和线性指标来表征。长期稳定性主要用日稳定性和周稳定性指标来表征。7.机架、治疗床及辐射头运动系统 现代医用电子直线加速器采用等中心原则的运动系统，即机架、辐射头及治疗床三者的旋转轴线交于一点，该点称为等中心，要求中心误差在2mm 以内。8.控制系统 控制系统由以下几部分组成：(1)各种电源。(2)连锁保护：包括水流、水温、水压、高压过载、微波功率源打火等各种保护。(3)自动控制：包括自动频率控制、自动剂量率控制、自动均整度控制、自动楔形过滤器控制、弧形旋转控制等。(4)正常治疗的程序控制：包括待机、预制、准备、出束等几种状态的程序控制。9.温控及充气系统 温控系统用来带走加速管、靶、聚焦线圈、偏转磁铁线圈、微波功率源、隔离器（或环流器）及吸收负载等在工作中产生的热量。目的：减少摆位影响，减少肿瘤、正常组织在治疗过程由于运动而带来的影响，进一步提高放疗的精确性。