放療行業目前90%的設備都在使用各類加速器,其中絕大部分是微波加速器,其核心關鍵部件是微波加速管。
微波是有波段劃分的,通常的劃分是:L波段 1~2GHz;S波段 2~4GHz;C波段 4~8GHz;X波段 8~12GHz;Ku波段 12~18GHz;K波段 18~27GHz;Ka波段 27~40GHz;U波段 40~60GHz;V波段 60~80GHz;W波段 80~100GHz。其中,S波段一般作為中距離的警戒雷達和跟蹤雷達使用段,X波段一般作為短距離的火控雷達應用。
目前的放療加速管使用的,基本都是S波段,只有美國Accuray使用了X波段。普遍認為X波段加速管加工調試難度大,高能工藝難度高,體積相比S波段加速管也不能縮小太多(因為有屏蔽),并且其與目前主流的軍用雷達通訊一個波段,相關零件使用比較敏感。所以我們所說的國內加速管,基本都是指S波段產品。另外還有行波與駐波技術之分,國際上典型的,Elekta使用了S波段行波技術,Varian使用了S波段駐波技術。
歷史
微波技術對于軍事用途比民用及醫療應用對一個國家來說重要得多,所以發達國家基本都有高能量微波技術。我們國家特別設立了清華大學工程物理系,這是我國微波加速管技術的源泉。國內微波加速管從業人員,絕大部分都是出自清華工物系。
工物系孵化出了兩個輝煌的企業/單位,一個是同方威視,目前是世界上最大的X光檢測設備廠家,世界射線檢測產品占有率可能已經是數一數二了,我們國家安檢龍頭企業;另一個是北京醫療器械研究所,曾經是國內放療設備的唯一提供單位,產品一度占領國內市場,由于一些原因,被世界放療第二巨頭Elekta兼并。
同方威視和北研所的加速管技術雖然都是出自清華工物系,但其微波加速管使用技術卻不太一樣,威視使用了軸耦合駐波技術,目前主要與工物系合作生產。北研所使用了與世界放療產品龍頭Varian一樣的邊耦合駐波技術,這也是Elekta收購北研所的主要企圖。而S波段行波技術業內已經認為處于淘汰階段。
現狀
由于同方威視屬于工業行業,我們放下不表。與其合作的清華工物系雖有醫用加速管生產能力,但由于學校體制、產能、和一些產品特性的原因(工業用加速管與醫用加速管性能指標并不完全一樣),只能零星提供一些科研使用產品,未能夠成批量。
說到國內的國產加速器,新華醫療是一名老兵了,其加速管無法自產,一直是該廠家的一塊心病,經過多年努力,該廠終于實現了加速管自產,具體情況可以參見下面文章。由于加速管對于各廠家都是敏感地帶,信息不多,也不能保證準確,僅供參考。






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除了新華醫療,另一個具備加速管生產能力的是成都雙峰,據說他們給Tomo機器配套6MV S波段加速管,信息不多。
再一個就是電子十二所,由于其本身就是電真空研究所,很早就有真空釬焊、陶瓷封接及微波技術,他們也可以生產S波段加速管,一度是新華醫療的供貨商。目前由于改制等原因,信息匱乏,無法得知近況。
位于北京的原北研所工廠,現Elekta北京工廠,也具備加速管生產能力,并且性能指標都達到了國際一線水平,不過由于是內部工廠,只提供給自己品牌使用。
聯影作為國產加速器后起之秀,聽說加速管也是其必須拿下的一個攻關難點,貌似已經建了廠房,可能很快我們就會看到一個新的加速管制造廠家出現。
我們國家電真空行業廠家有幾個軍工廠家/研究所都具備加速管生產能力,特別是涉及航空通訊、衛星通訊、導彈通訊,但目前看,他們對于S波段已經不再投入,基本轉向了更加小巧的X波段,并且由于其通訊技術要求(不需要加速電子),基本為行波管。惟恐涉密,所以這些廠家也放下不表。
國際上,可對外提供適合醫療使用加速管產品的廠家,可謂少之又少,有兩家是眾所周知的,一個是西門子德國工廠,西門子退出放療市場以后,其零部件廠還在運作,保留了一定的加速管加工能力;另一個是美國Altair公司,著名的加速管翻新維修廠,維修翻新加速管沒問題,研發新的管型就不太清楚了。
總結
總之,加速管之于放療加速器,就猶如發動機于汽車。凡是要在加速器行業大展拳腳的,加速管必不能外協采購,否則將是最大的軟肋命門,很容易被人一擊必殺。目前還沒看到那個國內廠家加速管制造水平能夠趕超甚至是趕上Varian/Elekta的水平,與半導體類似,這種技術積累是痛苦又漫長的,我們還是有很長的路要走。
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