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“ KV/MV” 同源双束医用 IGRT 加速器

1 成果简介放射治疗是主要肿瘤治疗手段之一。我国目前每年有共计约 200 万肿瘤患者需要接受放射治疗，目前国内装备的直线加速器只能满足其中约五分之一左右的需求。据专家估计现在全国每年新增的医用直线加速器数量应该近 150 台，年均增长率近 15%左右。目前国内的放射治疗直线加速器市场尤其是中高端市场基本被三家跨国公司瓦里安、医科达和西门子所占据， 100%的中高端以及 60%以上的低端市场都被国外公司占据。现代放射治疗需要影像引导，医用加速器与影像设备一体化是革命性发展方向。近年来，影像技术和计算机控制技术有了长足的发展，国外发展了称之为影像引导放疗（ ImageGuided Radiation Therapy, IGRT）的技术和设备。医科达的 Synergy以及瓦里安的 OBI等 IGRT加速器一经推出，就迅速普及推广。但是，目前国际上放疗加速器厂商的 IGRT 设备，都分别存在各自技术缺陷。医科达的Synergy 以及瓦里安的 OBI（图 1 右下），都是使用 MV 级射线治疗，同时，与治疗射线束轴 90 度方向另加一套 KV 级 X 射线影像系统的方式来实现 IGRT。这种结构除了增加制造成本外，非同源影像所反映的治疗靶区运动变化情况也有先天的致命缺陷，无法保证治疗空间坐标和成像空间坐标的一致性，带来治疗误差；西门子的 MVision（图 1 左上）以及Tomotherapy 公司的 Hi-Art 则利用治疗用的 MV 级射线成像，解决了同源问题，但由于 MV级射线能量高，无法得到高质量图像。“ 同源” 结构， KV 级射线的影像，成了几家主要厂商的无奈取舍，“ KV/MV 同源双束” 加速管技术就是解决以上问题的完美组合。各厂家近十年来均非常重视“ KV/MV 同源双束” 加速管技术的研发。图 1 几种 IGRT 技术的对比清华大学 2006 年 12 月承担了十一五科技支撑计划 “ 放射治疗及与影像定位一体化装置的研制” 课题，经过两年多的攻关，发明了国内外尚没有的“ KV/MV 同源双束” 加速管，并制造出能稳定出束，快速切换高能和低能的“ KV/MV 同源双束” 加速管，高能 6MV，低能达 500KV，其他指标亦完全符合设计要求，并研制出“ KV/MV 同源双束” IGRT 加速器样机。 2009 年该课题通过科技部、卫生部验收。2 技术指标3 应用说明本设备可以在病人每个射野照射治疗前进行 KV 级图像配准，验证位置误差，实现精确放疗。由于同源，定位便捷精确， KV 级影像带来的高质量影像，也完全满足位置验证的需求。该设备应用于我国千余家放疗单位（医院），还可出口海外。4 效益分析国外IGRT加速器售价在 1000~2000万元/台，本设备成本约 200万元，预计售价500~1000万元，预计年销售 30~50 台，年销售额约 3 亿（ 2008 年 Varian 公司全球放疗销售额 17 亿美元）。技术创新、自主知识产权的国产医用 IGRT 加速器产业化成功，不仅可以改变我国中高端医用加速器长期依赖进口的局面，还可出口海外市场，其经济、社会效益极大，推广前景广阔。5 合作方式清华大学目前正进行产品化工作，寻求战略投资及合作伙伴。

清华大学 2021-04-13