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“ KV/MV” 同源雙束醫用 IGRT 加速器

1 成果簡介放射治療是主要腫瘤治療手段之一。我國目前每年有共計約 200 萬腫瘤患者需要接受放射治療，目前國內裝備的直線加速器只能滿足其中約五分之一左右的需求。據專家估計現在全國每年新增的醫用直線加速器數量應該近 150 臺，年均增長率近 15%左右。目前國內的放射治療直線加速器市場尤其是中高端市場基本被三家跨國公司瓦里安、醫科達和西門子所占據， 100%的中高端以及 60%以上的低端市場都被國外公司占據。現代放射治療需要影像引導，醫用加速器與影像設備一體化是革命性發展方向。近年來，影像技術和計算機控制技術有了長足的發展，國外發展了稱之為影像引導放療（ ImageGuided Radiation Therapy, IGRT）的技術和設備。醫科達的 Synergy以及瓦里安的 OBI等 IGRT加速器一經推出，就迅速普及推廣。但是，目前國際上放療加速器廠商的 IGRT 設備，都分別存在各自技術缺陷。醫科達的Synergy 以及瓦里安的 OBI（圖 1 右下），都是使用 MV 級射線治療，同時，與治療射線束軸 90 度方向另加一套 KV 級 X 射線影像系統的方式來實現 IGRT。這種結構除了增加制造成本外，非同源影像所反映的治療靶區運動變化情況也有先天的致命缺陷，無法保證治療空間坐標和成像空間坐標的一致性，帶來治療誤差；西門子的 MVision（圖 1 左上）以及Tomotherapy 公司的 Hi-Art 則利用治療用的 MV 級射線成像，解決了同源問題，但由于 MV級射線能量高，無法得到高質量圖像。“ 同源” 結構， KV 級射線的影像，成了幾家主要廠商的無奈取舍，“ KV/MV 同源雙束” 加速管技術就是解決以上問題的完美組合。各廠家近十年來均非常重視“ KV/MV 同源雙束” 加速管技術的研發。圖 1 幾種 IGRT 技術的對比清華大學 2006 年 12 月承擔了十一五科技支撐計劃 “ 放射治療及與影像定位一體化裝置的研制” 課題，經過兩年多的攻關，發明了國內外尚沒有的“ KV/MV 同源雙束” 加速管，并制造出能穩定出束，快速切換高能和低能的“ KV/MV 同源雙束” 加速管，高能 6MV，低能達 500KV，其他指標亦完全符合設計要求，并研制出“ KV/MV 同源雙束” IGRT 加速器樣機。 2009 年該課題通過科技部、衛生部驗收。2 技術指標3 應用說明本設備可以在病人每個射野照射治療前進行 KV 級圖像配準，驗證位置誤差，實現精確放療。由于同源，定位便捷精確， KV 級影像帶來的高質量影像，也完全滿足位置驗證的需求。該設備應用于我國千余家放療單位（醫院），還可出口海外。4 效益分析國外IGRT加速器售價在 1000~2000萬元/臺，本設備成本約 200萬元，預計售價500~1000萬元，預計年銷售 30~50 臺，年銷售額約 3 億（ 2008 年 Varian 公司全球放療銷售額 17 億美元）。技術創新、自主知識產權的國產醫用 IGRT 加速器產業化成功，不僅可以改變我國中高端醫用加速器長期依賴進口的局面，還可出口海外市場，其經濟、社會效益極大，推廣前景廣闊。5 合作方式清華大學目前正進行產品化工作，尋求戰略投資及合作伙伴。

清華大學 2021-04-13

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