1、医用电子直线加速器原理 PPT医用电子直线加速器整机结构医用加速器分类v 按加速对象分v 医用电子加速器v 医用电子直线加速器v 医用电子回旋加速器v 医用电子感应加速器v 医用质子加速器v 医用重离子加速器医用加速器分类v 按能量高低分v 低能加速器 一档X线v 中能加速器 一档或两档X线 四到五档E线v 高能加速器 两档或三档X线 五到九档E线医用电子直线加速器定义v 医用电子直线加速器是一种为放射治疗提供符合临床治疗要求的X或E线辐射束的医用治疗装置。v 电子直线加速器是利用微波电磁场加速电子并且具有直线运动轨迹的加速装置v 加速对象：电子（只有带电粒子才可以被加速）v 运动轨迹：直线医
2、用电子直线加速器原理概述1、三相市电通过主电源箱加到调压器和高压电源，高压电源将该电压升压，经过整流和滤波，产生12kV的直流电压输出到脉冲调制器。2、脉冲调制器将得到的直流高压转变为大功率脉冲供给磁控管，由磁控管震荡产生2998MHZ微波功率，经微波传输系统馈入加速管，在加速管中建立起加速电场。3、加速管电子枪阴极表面发射的电子，被阴极与阳极间的电场加速，注入加速管的加速腔，处于合适相位的电子受到微波电磁场的加速，能量不断增加，在加速管末端轰击重金属靶，发生韧致辐射，产生X射线。医用电子直线加速器功能v 产生射线v 使射线适合放疗产生射线适合放疗XHA600医用电子直线加速器主机结构v 固定
3、机架v 旋转机架v 治疗头v 底座v 治疗床旋转机架固定机架治疗床治疗头底座主电源箱电机驱动箱充气系统v 功能：防止波导传输微波大功率时放电现象发生，波导内抽真空后冲高压绝缘气体。v 组成:气瓶、过滤器、进气阀、电接点压力表、安全阀、放气阀。v 压力应考虑到波导窗的耐压和气体的绝缘能力，压力范围取： 0.180.22MPa充气系统放气阀安全阀过滤器气瓶进气阀电接点压力表去充气波导用户联锁v 用户自行安装的部件与主机连接的接口v 激光定位灯电源控制v 主照明灯控制（当野灯、测距灯、激光灯任一点亮时熄灭主照明灯）v 急停开关v 防护门门联锁v 准备指示灯和出束指示灯v 在加速器主机安装之前，用户须
4、将十一根联锁线接至主机下方电缆沟内，预留长度三米。 脉冲调制器功能： 脉冲调制器是向脉冲工作的微波源提供脉冲功率的电源。要求： 输出一系列足够大功率具有一定重复频率、宽度、波形合适的脉冲电压。磁控管v 磁控管是在一定磁场和外加阳极电压作用下产生震荡的微波管。v 产生微波电场v 英国EEV公司： MG5193微波传输系统1、元方转换2、定向耦合器3、四端环流器4、四端负载5、定向耦合器6、三端负载7、充气波导8、软波导XHA600的微波传输系统四端环流器四端环流器 磁控管磁控管水负载水负载1口口3口口2口口4口口弯波导弯波导圆方转换圆方转换干干负负载载充气波导充气波导加速管加速管软波导软波导波导
5、窗波导窗钛泵钛泵微波系统的组成E2VE2V磁控管磁钢圆方转换软波导加速管定向耦合器吸收负载环流器波导窗环流器四端环流器1口3口4口2口微波系统的组成前向波E2VE2V1243反射波E2VE2V三端环流器-前向波E2VE2V三端环流器-反射波E2VE2V加速管v 加速管是加速器的心脏。它利用微波传输系统输送过来的微波功率加速电子，产生所需要的射线束。v 由靶体.馈能波导及陶瓷窗.小型离子泵.驻波腔列及冷却水套.电子枪组成。v 注意不要用手摸或酒精擦拭陶瓷窗。医用电子直线加速器电子加速原理v 行波加速原理v 驻波加速原理e加速电场加速电子模型-+VaDVa：电压D：极间距E：电场强度EVa/DFe
6、EWFDeVa能量W=eVavW：电子获得的能量电子获得的能量ve：电子电量电子电量vVa：极间电位差极间电位差v 由于由于E的限制，极限能量不能太高。的限制，极限能量不能太高。行波加速模型v 电子只能在存在加速电场的加速缝隙(D)中加速。v 如果系统与电子以相同的速度前进，电子的加速能持续。v 电子很容易达到光速，系统不可能达到光速。行波加速原理电磁波行波加速原理电子好像骑在波峰附近前进，始终处于电磁波的加速相位上，从而不断获得能量行波加速原理减速半波加速半波-Ez电子在前进的过程中始终处于加速电场的加速相位上，从而不断获得能量行波加速形象描述行波加速管内部结构v行波加速管就是利用这个原理制
7、成行波加速管外型驻波加速模型v 在一系列双圆筒电极之间，分别接上频率相同的交变电源；在加速缝中，加速电场的幅值随时间交变，v 频率f0和圆筒电极缝隙之间距离D满足一定关系；v 若D取5cm，v近似为光速，则fa等于3000MHz。这样高频率的高压不可能用电线传输。v 要实现这种加速模型只能在一个谐振腔列(链)中完成。021fVD驻波加速原理v 利用电磁波的轴向电场分量不断的推动电子加速v 轴向电场的大小和方向是随时间交变的v 振荡的包络线是不变的v 只要电子的飞行（渡越）时间正好等于微波振荡的半周期，就能满足持续加速驻波加速原理（1）驻波加速原理（2）驻波加速原理（3）驻波加速原理（4）驻波加
8、速原理（5）驻波加速原理（6）驻波加速原理（7）驻波加速原理（8）驻波加速原理（9）驻波加速原理（10）驻波加速原理（11）驻波加速形象描述驻波加速管驻波加速管治疗头治疗床治疗床手控器和床控器控制台恒温水系统稳压电源高压系统v 调压器v 自动升压电路v 高压电源v 调制器v 脉冲变压器v 微波系统调压器高压电源调制器脉冲变压器磁控管电流波形运动系统运动系统文文 件件 名名 : :D:AYHF培 训 ADS50-5.sch1 1- -M Ma ar r- -2 20 00 01 1 XHA6C.设设 计计制制 图图审审 核核山山东东新新华华医医疗疗器器械械股股份份有有限限公公司司标标 准准 化化
9、批批 准准校校 对对1 11 1共共第第张张张张X X H H A A 6 6 C C . .工工 艺艺时时 间间标标 记记处处 数数文文 件件 号号签签 字字日日 期期等等 级级 标标 记记数数 量量比比 例例重重 量量图图 号号印印 板板 代代 号号日日 期期签签 字字底底 图图 总总 号号旧旧 底底 图图 总总 号号X H A 6 C .+ M O T O R1-M O T O R2E A R T H3+ V C C4G N D5+ S E T1-S E T2E N A B L E3G N D4+ 1 2 V1 0电 源 输 出 部 分信 号 部 分G N D1 2+ 5 V2G N D
10、3A6B8-1 2 V1 1+ T A C H IN P U T5-T A C H IN P U T6M O N IT O R n7R E A D Y 9M O N IT O R I8M D 1A D S 5 0 /5 A运动系统电机驱动箱机架驱动剂量检测系统剂量检测系统资料v 原理图、接线图v 安装图v 框图v 系统图v 说明书原理图设设 计计制制 图图审审 核核山山东东新新华华医医疗疗器器械械股股份份有有限限公公司司文文 件件 名名 : :C C: : l li ix x S Sc ch h x xh ha a6 6c c S Sc ch h2 2 C CO ON NC CL LE E S
11、 SB B1 1B B. .s sc ch h标标 准准 化化批批 准准校校 对对7 74 4共共第第张张张张0 09 9. .0 04 4. .0 04 4- -0 04 41 17 7- -D De ec c- -2 20 00 02 2X XH HA A6 6C C. .09.04.04-04XHA6C.工工 艺艺时时 间间标标 记记 处处 数数 文文 件件 号号签签 字字 日日 期期等等 级级 标标 记记数数 量量比比 例例重重 量量输输入入信信号号接接口口板板原原理理图图三三日日 期期签签 字字底底 图图 总总 号号旧旧 底底 图图 总总 号号图图 号号印印 板板 代代 号号X XH
12、 HA A6 6C C. .0 09 9. .0 04 4. .0 04 4- -0 01 1121615U2ATLP521-4123U14A74HC08CLK3D2SD4CD1Q5Q6U21A74HC74C190.1uFC480.1uFCR51N4448D5116RN2A1.5k19RN11A22k19RN15A2.2k19RN19A680DCCOMLGND+5V+24VIDIA08+5VLGND341413U2BTLP521-4456U14B74HC08CLK11D12SD10CD13Q9Q8U21B74HC74C200.1uFC640.1uFCR61N4448D6215RN2B1.5k2
13、9RN11B22k29RN15B2.2k29RN19B680DCCOMLGND+5V+24VIDIA09+5VLGND561211U2CTLP521-48910U14C74HC08CLK3D2SD4CD1Q5Q6U22A74HC74C210.1uFC650.1uFCR71N4448D7314RN2C1.5k39RN11C22k39RN15C2.2k39RN19C680DCCOMLGND+5V+24VIDIA10+5VLGND78109U2DTLP521-4111213U14D74HC08CLK11D12SD10CD13Q9Q8U22B74HC74C220.1uFC660.1uFCR81N444
14、8D8413RN2D1.5k49RN11D22k49RN15D2.2k49RN19D680DCCOMLGND+5V+24VIDIA11+5VLGND121615U3ATLP521-4C230.1uFCR131N4448D9512RN2E1.5k59RN11E22k59RN19E680DCCOMLGND+5V+24VIDIA12341413U3BTLP521-4C240.1uFCR141N4448D10611RN2F1.5k69RN11F22k69RN19F680DCCOMLGND+5V+24VIDIA13R24.7k+5V121615U4ATLP521-4341413U4BTLP521-456
15、1211U4CTLP521-478109U4DTLP521-4R123.3kR133.3kR143.3kR151kCR121N4448CR111N4448CR101N4448CR91N4448AGND+15V-15V+12V+5VDCCOMLGNDR34.7kR44.7kR54.7kR64.7k123U31A74HC32456U31B74HC328910U31C74HC3212U32A74HC14+5V-12VON+5VILLVPS34U32B74HC1456U32C74HC14+5V+5V2345910111213U3674HC4078LGNDDSILRSTCAL+P1-18BP1-12AH
16、WDSFLTP1-20BILSYM1ILSYM2P1-35BP1-34BILSP_DILION1ILION2P1-31BP1-32BP1-33B59RN15E2.2k69RN15F2.2k79RN15G2.2k89RN15H2.2k接线图文文件件名名: :D:产 品 .机 架 分 线 板 .sch2 23 3- -M Ma ar r- -2 20 00 04 407.02-02XHA6C.设设 计计制制 图图审审 核核山山东东新新华华医医疗疗器器械械股股份份有有限限公公司司标标 准准 化化批批 准准校校 对对2 22 2共共第第张张张张0 07 7. .0 02 2- -0 02 2X XH
17、HA A6 6C C. .工工 艺艺时时 间间标标 记记处处 数数 文文 件件 号号 签签 字字 日日 期期等等 级级 标标 记记数数 量量比比 例例重重 量量机机架架分分线线板板图图 号号印印 板板 代代 号号X XH HA A6 6C C. .0 07 7. .0 02 2- -0 01 1日日 期期 签签 字字底底 图图 总总 号号旧旧 底底 图图 总总 号号-12VONCALCMDILMFILILION2ILION1ILVAC1ILVAC2ACC04ACC08ACC10ACC20ACC40ACC80ACC01ACC02MFILVMTR+MFILIMTR+VACMTR+AFCMOT-AF
18、CMOT+VACMTR-AFCPOSN+AFCMOT-AFCMOT+AFCPOSN-DCCOM+24VCONTPWRAACCOMAFCPOSN+120221322423524625726827928102911301231133214331534163517361837197J22去 辅 助 电 子 柜 6J11114215316417518619720821922102311241225137J19去 钛 泵 /电 离 室 电 源 箱 7J301211121039485767J25去 治 疗 头 旋 转 电 机7TP2+24V7TP1直 流 公 共 端7TP3交 流 公 共 端E10AFCP
19、OSN-123485767J23去 主 配 电 箱 5J11MFILIMTR-MFILVMTR-12347J26去 治 疗 头 7P26RNGFNPWRFLDLTPWRACCOM114215316417518619720821922102311241225137J27去 治 疗 头 7P27CONTPWRA123485767J24去 电 机 驱 动 板 10J8COLLPRO-COLLPRO+UPJ1POSNUPJ2POSNLWJ3POSNLWJ4POSN+24VACCLAMPACCRSTCOLLPOSNDCCOM+24V114215316417518619720821922102311241
20、225137J17去 旋 转 机 架 7P177TP4CONTPWRAACCOMACCOM12347J18去 旋 转 机 架 7P18FILCOMGFILPWRVGNDVGNDVGNDVGND+12VV+12VV+12VV+12VV7FU20.5A枪 灯 丝AC2AC112VCC3457T3枪 灯 丝 电 流 检 测7TP5GFILPWRGFILCWGFILPWRGFILIMTR+VGND+12VV123485767J20去 钛 泵 /电 离 室 电 源 箱 J1ACCOMCONTPWRAMFILPWRGFILCWFILCOMFLDLTPWRRNGFNPWRREGPWRFLOW1FLOW2FL
21、OW3FLOW4FLOW4GFLOW3GFLOW2GFLOW1GCONTPWRAACCOMFILCOMMFILPWRREGPWRFILCOMFLOW1FLOW2FLOW3FLOW4DCCOM-12VONCALCMDILMFILILION2ILION1ILVAC1ILVAC2MFILVMTR+MFILIMTR+VACMTR+ILFLOWVGND+12VVMFILVMTR-FLOW1GFLOW2GFLOW3GFLOW4GMFILIMTR-VACMTR-GFILIMTR+VGND12347J21去 辅 助 电 子 柜 6J10DCCOMACC20ACC01ACC02ACC04ACC08ACC10AC
22、CLAMPACCRSTACC40ACC80COLLPRO-COLLPRO+UPJ1POSNUPJ2POSNLWJ3POSNLWJ4POSNDCCOM+24VCOLLSHLDILFLOWCOLLPOSNCOLLPRO-COLLPRO+COLL+COLL-COLLCWCOLLCWLMCOLLCCWLMCOLLCCWCOLL+COLL-COLLCWCOLLCWLMCOLLCCWLMCOLLCCWDCCOM+24V7J22-17J17-17J22-207J17-147J22-27J22-217J17-27J17-157J19-17J19-27J19-37J19-47J19-177J19-167J19-
23、157J19-147J17-57J17-67J17-77J17-87J17-187J17-197J17-207J17-217T3-AC1,7TP57J20-4,6,7J23-87J18-17J18-3,7J23-87J18-3,7J23-87J23,26-1,7TP47J20,26-1,7TP47J20,23-1,7TP47J20-17J23-17J26-17J19-67J22-37J22-227J22-47J22-237J22-57J22-37J19-197J19-77J19-207J19-87J19-217JT3-57J19-227J22-77J22-267J19-107J19-237J1
24、9-277J19-247J19-127J22-97J22-277J22-87J22-287J22-107J19-157J22-297J19-137J21-1,2,7J27-10,13,7TP17J19-9,2,7J27-10,13,7TP17J21-1,2,7J19-9,7TP17J21-1,27J19-97J27-10,137J23-37J23-47J26-37J26-27J27-247J27-117J27-1,7J25-27J27-14,7J25-17J27-167J27-37J27-157J27-27J27-57J27-187J27-67J27-197J27-77J27-207J27-8
25、7J27-217J25-37J22-197J22-12,7J27-17J22-31,J727-147J24-27J24-17J24-4,57J24-37J24-77J24-87J25-4,57J25-67J25-87J25-7,107J25-117J25-127J22-307J22-307J22-377J22-187J22-367J22-177J22-357J22-167J22-347J22-157J23-57J20-37J20-77J23-27J22-12,7J25-27J22-31,7J25-17J22-337J22-147J22-327J22-137J19-5,7T3-4,7J22-67
26、T3-4,7J22-6,7J17-22,23,24,267J19-5,7T3-4,7J17-22,23,24,277J19-5,7J22-6,7J17-22,23,24,287T3-3,7J19-187T3-3,7J17-9,10,11,127J17-9,10,11,12,7J19-187J22-257J26-47J23-67J20-2ACCOM7J27-22,25,7TP27J27-22,257J21-3,47J21-3,4,7TP2安装图设设 计计制制 图图审审 核核山山东东新新华华医医疗疗器器械械股股份份有有限限公公司司文文 件件 名名 : :C C: : l li ix x . . .
27、 钛钛 泵泵 电电 源源 箱箱 底底 板板 安安 装装 . .s sc ch h标标 准准 化化批批 准准校校 对对2 21 1共共第第张张张张0 07 7. .0 02 2. .0 01 1- -0 01 11 17 7- -D De ec c- -2 20 00 02 2X XH HA A6 6C C. .07.02.01-01XHA6C.工工 艺艺时时 间间标标 记记 处处 数数 文文 件件 号号签签 字字 日日 期期等等 级级 标标 记记数数 量量比比 例例重重 量量钛钛泵泵电电源源箱箱底底板板安安装装图图日日 期期签签 字字底底 图图 总总 号号旧旧 底底 图图 总总 号号图图 号号
28、印印 板板 代代 号号X XH HA A6 6C C. .0 07 7. .0 02 2. .0 01 1- -0 01 11:1.25框图文文 件件 名名 : :D:产 品 .系 统 框 图 .sch2 23 3- -M Ma ar r- -2 20 00 04 4XHA6C.设设 计计制制 图图审审 核核山山 东东 新新 华华 医医 疗疗 器器 械械 股股 份份 有有 限限 公公 司司标标 准准 化化批批 准准校校 对对0 00 0共共第第张张张张X XH HA A6 6C C. .工工 艺艺时时 间间标标 记记处处 数数 文文 件件 号号 签签 字字 日日 期期等等 级级 标标 记记数数
29、 量量比比 例例重重 量量X XH HA A6 60 00 0C C系系统统框框图图图图 号号印印 板板 代代 号号日日 期期 签签 字字底底 图图 总总 号号旧旧 底底 图图 总总 号号充 气 系 统真 空 系 统灯 丝 电 源微波传输系统磁控管手控器恒温水系统三相稳压电源主电源箱控制台治疗床治疗头加速管脉冲调制器电机驱动箱机架旋转电机AFC系统电 离 室 电 源位置显示电 离 室水流量检测剂量系统1234568910111213141516171819202123242526272829303132333435363738394041424344746 1、 三 相 交 流 380V， 功
30、 率 约 12kVA。 2、 三 相 交 流 380V， 功 率 约 9kVA。 3、 高 压 开 、 灯 丝 跳 变 。 4、 交 流 220V， 功 率 约 0.6kVA。 5、 交 流 220V， 功 率 约 0.5kVA。 6、 机 架 电 机 制 动 7、 交 流 220V。 8、 高 压 脉 冲 ， 47kV/4.2s/250pps。 9、 微 波 脉 冲 ， 2.6MW/4.2s/250pps。10、 交 流 220V。11、 闸 流 管 灯 丝 电 源 。12、 磁 控 管 灯 丝 电 源 。13、 交 流 220V。14、 交 流 220V。15、 稳 压 交 流 220V。
31、16、 气 压 联 锁17、 绝 缘 保 护 气 体18、 钛 泵 电 压 联 锁 、 钛 泵 电 流 联 锁 、 钛 泵 电 流 指 示 。19、 磁 控 管 灯 丝 电 流 联 锁 、 磁 控 管 及 加 速 管 枪 灯 丝 电 流 指 示 。20、 加 速 管 枪 灯 丝 电 源 。21、 钛 泵 电 源 ， 3kVdc。22、 高 压 脉 冲 ， 10kV/4.2s/250pps。23、 微 波 脉 冲 及 反 射 功 率 。24、 6MV X射 线 。25、 6MV X射 线 。26、 500Vdc； 500Vdc反 馈 。27、 剂 量 信 号 。28、 加 速 腔 、 靶 和 波
32、 导 窗 冷 却 水 。29、 环 流 器 、 水 负 载 冷 却 水 。30、 磁 控 管 冷 却 水 。31、 磁 控 管 调 谐 力 矩 。32、 前 向 波 信 号 和 反 向 波 信 号 。33、 灯 丝 电 源 控 制 ， 准 备 好 控 制 ,高 压 开 控 制 ， 激 光 灯 、 室 灯 、 野 灯 、 测 距 灯 和 电 机 电 源 控 制 、 低 压 电 源 和 联 锁 信 号 电 源 ； 高 压 开 反 馈 ， 气 压 、 门 和 高 压 断 路 器 联 锁 。452247484950XHA600C系 统 主 要 信 号34、 运 动 电 机 、 制 动 器 、 离 合
33、器 控 制 ； 治 疗 头 电 机 联 锁 ， 治 疗 床 电 机 联 锁 。35、 DE-Q参 考 ， 充 电 电 流 监 测 ， 灯 丝 跳 变 2， 反 峰 联 锁 ， 高 压 过 流 联 锁 。36、 串 行 位 置 显 示 信 号 。37、 AFC电 机 控 制 ， AFC电 机 位 置 反 馈 。38、 水 流 量 联 锁 。39、 电 离 室 电 源 联 锁 ， 电 离 室 电 源 联 锁 测 试 。40、 剂 量 脉 冲 。41、 读 数 偏 置 电 压 ， 24V电 源 ； 钨 门 位 置 信 号 ， 附 件 编 码 ， 附 件 复 位 。42、 手 控 器 串 行 信 号
34、， 床 控 器 串 行 信 号 ； 读 数 偏 置 电 压 ， 面 板 照 明 电 源 ； 横 向 、 纵 向 、 升 降 、 公 转 位 置 读 出 ， 手 控 器 联 锁 。43、 风 扇 、 野 灯 、 测 距 灯 电 源 。44、 钨 门 运 动 电 机 电 源 ， 下 钨 门 制 动 器 电 源 ； 钨 门 编 码 器 输 出 。45、 横 向 、 纵 向 、 升 降 、 公 转 电 机 电 源 ， 横 向 、 纵 向 、 升 降 、 公 转 制 动 器 电 源 ， 横 向 、 纵 向 离 合 器 电 源 ， 横 向 、 纵 向 指 示 灯 ； 公 转 、 升 降 限 位 ， 超 大
35、 行 程 控 制 ， 公 转 联 锁 ， 床 电 机 联 锁 ， 升 降 编 码 器 输 出 ， 公 转 测 速 输 出 。46、 联 锁 电 源 、 急 停 。47、 三 相 交 流 380V， 功 率 约 5kVA。48、 水 系 统 联 锁49、 运 动 控 制 和 灯 光 控 制 ， 手 控 器 联 锁 。50、 冷 却 水市 电系统图设设 计计制制 图图审审 核核图号山东新华医疗器械股份有限公司文文件件名名: :C:lixSchxha6cSch2Sys急 停 .sch标标准准化化批批 准准名称校校 对对印印板板代代号号电电源源控控制制1 11 1共共第第张张张张17-Dec-2002
36、XHA6C.+24V专 用 键 盘机 架 左机 架 右床 左床 右用 户 19J4-376J1-376J12-1013J4-106J6-25J10-55J30-513J4-236J12-236J6-105J10-65J30-6用 户 nEMOFF1EMOFF3EMOFF4EMOFF5EMOFF6CUSEMOFF10JX1566J4-75J5-65J25-612481314113710269155K13EMOFF112481314113710269155K4EMOFF2DCCOMDCCOMCR31N4005CR41N4005CONTPWRBS1STARTK1START11234CB1010ACO
37、NTPWRK3CONTK1CONTCONTPWRBCONTPWRAJX1-1JX1-2JX1-323012202210304230522062107080920810220112401201320814220152401617T1隔 离 变 压 器ACCOM220VA220VBACCOM5J22-5P/J1-75J22-39KEYJ1-79J7-7说明书山东新华医疗器械股份有限公司2003年8月XHA600医用电子直线加速器医用电子直线加速器元件标号、网络号、标注、说明、去向v 元件标号、网络号有电气特性v 网络号相同，线一定相通v 网络号不同，电气特性有区别v 标注、说明和去向是解释性文字+24VDCCOM+24V123485767J20去钛泵/电离室电源箱J1CONTPWRAACCOMFILCOMMFILPWRREGPWRFILCOM12347J21去辅助电子柜6J10DCCOM7J18-3,7J23-87J23,26-1,7TP47J19-9,2,7J27-10,13,7TP17J23-57J23-2ACCOM7J27-22,25,7TP2Bye Bye
