S波段醫(yī)用加速器束流模塊
1. 痛點問題
惡性腫瘤是威脅人類健康的主要疾病,已成為我國城鄉(xiāng)居民死亡的第一原因。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計,腫瘤治療采用手術、放療、化療三大手段進行綜合治療,對惡性腫瘤的治愈率(5年生存率)可達到45%,其中的40%(絕對值的18%)由放射治療貢獻。在最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)中, 發(fā)達國家的治愈率已上升至55%,其中放射治療貢獻40%,對應絕對值的22%。隨著技術不斷發(fā)展,放射治療將在未來扮演更重要的作用。
我國放射治療裝備國產(chǎn)化率低,相關研究落后。早在1976年我國成功研制首臺國產(chǎn)醫(yī)用直線電子加速器,達到世界先進水平。但未能結合數(shù)字化和圖像診療等技術,我國廠商與國外先進水平迅速拉開差距,國產(chǎn)設備市占率從2000年初的50%迅速下降至不足10%。目前這種放療設備嚴重依賴進口的情況,造成一定的經(jīng)濟負擔,也不利于國內(nèi)放射治療物理師和相關工程技術人員的培養(yǎng),客觀上限制了放射治療技術在我國的推廣與應用。因此從我國公共衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展與戰(zhàn)略角度,亟需解決放療設備國產(chǎn)化問題。
醫(yī)用直線加速器利用高能X射線或電子線對腫瘤進行照射。束流模塊是醫(yī)用直線加速器中產(chǎn)生高能X射線或電子線的部分,是其中的關鍵核心部件,類似于汽車的發(fā)動機。衡量醫(yī)用加速器性能的重要指標“劑量率”主要由束流模塊決定,目前國際主流加速器的劑量率在1200MU/min左右。
束流模塊是目前制約國產(chǎn)醫(yī)用直線加速器性能提升的“卡脖子”技術,劑量率、穩(wěn)定性和可靠性是其關鍵,也是國產(chǎn)設備和進口產(chǎn)品存在水平差距的主要因素。突破高性能束流模塊的關鍵技術,對于振興國產(chǎn)醫(yī)用加速器產(chǎn)業(yè)發(fā)展、實現(xiàn)高端醫(yī)療器械“自主可控”的國家戰(zhàn)略具有重要意義。
2. 解決方案
本項目通過對緊湊的優(yōu)化屏蔽系統(tǒng)、高精度的機械對中系統(tǒng)、集成冷卻和高精度溫控系統(tǒng)、功率源及加速管匹配等核心技術的攻關,S波段高性能束流模塊實現(xiàn)劑量率1400MU/min,為國際同類產(chǎn)品的先進水平。可靠性方面,已開展可靠性測試,無故障時間大于1800小時,高壓無故障時間大于200小時,該指標可實現(xiàn)束流模塊在醫(yī)院較高負荷使用環(huán)境下一年內(nèi)無故障。
合作需求
尋求醫(yī)用加速器相關企業(yè)開展業(yè)務合作。
清華大學
2021-12-13