S波段医用加速器束流模块
1. 痛点问题
恶性肿瘤是威胁人类健康的主要疾病,已成为我国城乡居民死亡的第一原因。根据世界卫生组织(WHO)统计,肿瘤治疗采用手术、放疗、化疗三大手段进行综合治疗,对恶性肿瘤的治愈率(5年生存率)可达到45%,其中的40%(绝对值的18%)由放射治疗贡献。在最新统计数据中, 发达国家的治愈率已上升至55%,其中放射治疗贡献40%,对应绝对值的22%。随着技术不断发展,放射治疗将在未来扮演更重要的作用。
我国放射治疗装备国产化率低,相关研究落后。早在1976年我国成功研制首台国产医用直线电子加速器,达到世界先进水平。但未能结合数字化和图像诊疗等技术,我国厂商与国外先进水平迅速拉开差距,国产设备市占率从2000年初的50%迅速下降至不足10%。目前这种放疗设备严重依赖进口的情况,造成一定的经济负担,也不利于国内放射治疗物理师和相关工程技术人员的培养,客观上限制了放射治疗技术在我国的推广与应用。因此从我国公共卫生事业的发展与战略角度,亟需解决放疗设备国产化问题。
医用直线加速器利用高能X射线或电子线对肿瘤进行照射。束流模块是医用直线加速器中产生高能X射线或电子线的部分,是其中的关键核心部件,类似于汽车的发动机。衡量医用加速器性能的重要指标“剂量率”主要由束流模块决定,目前国际主流加速器的剂量率在1200MU/min左右。
束流模块是目前制约国产医用直线加速器性能提升的“卡脖子”技术,剂量率、稳定性和可靠性是其关键,也是国产设备和进口产品存在水平差距的主要因素。突破高性能束流模块的关键技术,对于振兴国产医用加速器产业发展、实现高端医疗器械“自主可控”的国家战略具有重要意义。
2. 解决方案
本项目通过对紧凑的优化屏蔽系统、高精度的机械对中系统、集成冷却和高精度温控系统、功率源及加速管匹配等核心技术的攻关,S波段高性能束流模块实现剂量率1400MU/min,为国际同类产品的先进水平。可靠性方面,已开展可靠性测试,无故障时间大于1800小时,高压无故障时间大于200小时,该指标可实现束流模块在医院较高负荷使用环境下一年内无故障。
合作需求
寻求医用加速器相关企业开展业务合作。
清华大学
2021-12-13