医用电子直线加速器发展历程

加速器发展历程——放疗技术的发展历程一、从国际上1)1895年：伦琴发现了X线。2)1896年：用X线治疗了第1例晚期乳腺癌；3)1896年：居里夫妇发现了镭；4)1913年：研制成功了X线管，可控制射线的质和量；5)1922年：生产了深部X线机；6)1923年：首次在治疗计划中应用等剂量线分布图；7)1934年：应用常规分割照射,沿用至今；8)1951年：制造了钴60远距离治疗机和加速器，开创了高能X线治疗深部恶性肿瘤的新时代；9)1953年：第一台行波电子直线加速器在英国使用；10)1957年：在美国安装了世界上第一台直线加速器，标志着放射治疗形成了完全独立的学科；11)1959年：Takahashi教授提出了三维适形概念；12)20世纪50年代：开始应用高能射线大面积照射霍奇金淋巴瘤,使其成为可治愈的疾病；13)20世纪70年代：随着计算机的应用和CT、MRI的出现,制造出三维治疗计划系统和多叶光栅，实现了三维适形放疗，放射治疗学进入了从二维到三维治疗的崭新时代；14)20世纪80年代：出现了多叶光栅（即多叶准直器），可调节X射线的强度，开创了调强放射治疗(IMRT)；15)最近十年，广泛开展了立体定向放射外科（SRS）、三维适形放疗(3-dimentionalconformalradio-therapy,3D-CRT)、调强适形放疗(intensitymodulatedradiotherapy,IMRT)和图象引导放疗(image-guidedradiotherapy,IGRT)等新技术。二、在我国：1)20世纪30年代初：当时只有北京协和医院和上海中比镭锭医院可进行放射治疗，北京协和医院只有120kV和200kV的X射线治疗机各一台；2)20世纪40年代：北京大学医学院组建了放疗科；3)1958年：成立中国医学科学院肿瘤医院；4)1968年：引进第一台医用电子感应加速器；5)1974年：在当时的北京市委领导下，由四十多个单位组成的科技攻关会战组开始了国产医用电子直线加速器（行波型）的研制工作；6)1975年：引进第一台医用电子直线加速器；7)1977年：首台国产医用电子直线加速器投入临床试用；8)1986年：中国成立了中华医学会放射肿瘤学会；9)1989年：国产医用电子直线加速器已累计安装投入使用达到15台左右；10)2010年：国产首台高能医用电子直线加速器开始研发。加速器发展历程——放疗技术的发展历程与医学其他学科相比，放射治疗历史比较短，但在短短100余年里，放射治疗伴随着计算机技术和物理生物技术的进步取得了突飞猛进的发展。1895年伦琴发现了X射线，1896年贝克勒尔发现放射性核素铀，1898年居里夫人发现了放射性核素镭，19世纪末20世纪初物理学上这些伟大的发现为后来放射治疗的发展奠定了最基本的元素，很快放射治疗便投入了临床应用，1896年即用X线治疗了第一例晚期乳腺癌。1913年研制成功了X线管，可控制射线的质和量，X线管诞生以后，1922年生产了首台深部X射线治疗机，治愈了一例喉癌患者。随着放射治疗设备的研发，放射物理和生物技术也在不断进步，1923年首次在放射治疗计划中运用等剂量分布图，1934年应用常规分割照射并沿用至今。1936年提出了氧在放射治疗敏感性中的重要性。20世纪30年代建立了物理剂量单位——伦琴。放射物理和生物技术的进步发展为放射线有效的运用于临床放射治疗提供了技术保证。1951年，第一台钴60远距离治疗机问世，钴60所产生的γ射线具有较强的穿透力，深部剂量高，皮肤剂量低，适用于治疗较深部位肿瘤。钴60远距离治疗机分为固定式、旋转式和γ刀三种类型，它的问世开创了高能放射线治疗深部恶性肿瘤的新时代。1953年世界上第一台医用电子直线加速器(LA,linearaccelerator)在英国投入临床使用，医用电子直线加速器是利用微波电磁场把电子沿直线轨道加速到较高能量的装置，能产生电子线和X射线，具有足够大的输出量，能够同时满足不同部位不同深度肿瘤的治疗需要，在兼具深部X线治疗机和钴60治疗机优势的同时有更广泛的利用空间。直线加速器的应用标志着放射治疗形成了一门完全独立的学科。1959年提出了三维适形概念，70年代随着计算机的应用和CT、MRI的出现制造了三维治疗计划系统（TPS,treatmentplanningsystem）和多叶光栅(MLC,multi-leafcollimator)。治疗计划系统是一套专用的计算机应用系统，它根据病灶的情况进行放射治疗计划的设计，最终使肿瘤得到最大的致死剂量，周围正常组织和重要器官放射损伤最小，三维治疗计划系统同时合并了更多的功能。多叶光栅是安装在医用电子直线加速器上的一项精密装置，它可以调节射线的出束形状和X射线强度，它们的问世使放射治疗学进入了从二维到三维治疗的崭新时代,实现了三维适形放疗（3D-CRT,Threedimensionalconformalradiotherapy）。在配备有三维治疗计划系统和多叶光栅的电子直线加速器上，80年代出现了更为精确的调强放射治疗（IMRT,Intensity-modulatedradiationtherapy），从此放射治疗全面进入了精确放疗时代。中国1975年引进第一台医用电子直线加速器，时隔两年之后，第一台国产医用电子直线加速器投入临床试用，从此中国开始进入放疗技术高速发展的快时代。放射治疗发展至今，伴随着影像技术的进步发展，21世纪的放射治疗已经全面的进入了影像引导放射治疗（IGRT,imageguideradiationtherapy）时代。影像引导放射治疗是在直线加速器上配备有X线、CT等成像系统，引入了主动呼吸门控系统（ABC，activebreathingcontrolsystem），是一种四维的放射治疗技术，它在三维放疗技术的基础上加入了时间因子概念，在患者进行治疗前、治疗中和治疗后利用各种先进的影像设备对肿瘤及正常器官进行实时监控，通过影像引导可以减小摆位误差和器官生理运动对肿瘤靶区的影响，让放射线紧跟肿瘤靶区实现真正意义的精确放疗。