直线加速器的硬件原理与结构的发展
现代LINAC添加了各种技术和人性化设计，特别是聚集准确控制、安全联锁保护，如重要的信号端都会留出指示灯或接口方便检修；界面包含几乎所有的功能调试、安全联锁和故障报错；设备与网络系统、数据库系统完整的兼容，方便病人数据调用、传输、存储。其基本构造与早期设备相比也有明显改进：包括提供电子加速场所的加速管，用于加速电子的微波场的源器件即磁控管或速调管，产生高频脉冲的脉冲发生器，产生大量电子的电子枪以及射线束发生及修饰组件等等。以下分两个部分来重点讲述。
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得益于先进的在线图像技术，IGRT技术在放射治疗领域快速发展。携带IGRT的LINAC一般采用kV射线、MV射线、MV级探测板或锥形束CT（Cone-Beam Computed Tomography，CBCT）等装置进行快速重建，实现治疗过程中位置匹配以提高治疗精度。早期CT使用平行束扫描或扇形束扫描，过渡到现在的锥形束扫描方式，扫描速度和重建速度得以提升。IGRT技术理论上可以大大减少摆位误差，减少正常组织的受照剂量。例如在乳腺癌术后照射的治疗中，治疗体位通常采用双手上举的姿势以避免不必要的手臂组织照射。但手臂姿势的变化可能影响到靶区治疗精度，采用带CBCT的加速器在治疗前进行靶区位置的实时确认，可以改善这一情况。
CBCT技术对放射治疗的靶区剂量保证和危及器官的剂量影响是否有益，还需要大量的实验研究，这也是目前研究的热门课题之一。近期Graff P等报道了CBCT的重新摆位可以保证靶区的体积覆盖，但是对危及器官的剂量影响要大于病人治疗过程中自身解剖学变化对危机器官的剂量影响。Varian公司收购Calypso医疗公司后，通过美国食品药品管理局510（k）通知许可，可以使用表面标记转发器，通过电磁波等形式来实时呼吸监控以确认肿瘤位置的变化。可以预见类似呼吸门控和肿瘤位置实时监控会作为今后IGRT技术的发展趋势。ThorwarthD等报道了结合正电子发射断层扫描（Positron Emission Tomography，PET）和磁共振影像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）进行放射治疗计划系统设计的可行性。PET、MRI与CT图像融合可提供并评估肿瘤准确诊断以及放射敏感性水平相关的个体化参数，可同步查看肿瘤的解剖结构、功能和分子水平特征以进行准确的肿瘤靶区勾画和放射治疗计划设计，使靶区位置准确并受到高剂量照射，正常组织尽量避免受到照射。
目前主要技术难题是肿瘤患者体位固定采用的热塑面罩和真空袋可衰减PET信号，并且PET和MRI的量化误差以及MRI图像在特定情况下的几何变形和误差，会影响到靶区的勾画和体积剂量修饰。因此，在PET和MRI图像融合和放射治疗计划设计时仍需进行更多的可行性探讨。
2治疗床
LINAC产生的放射线能量高，对治疗床的要求很高，包括尽量减少射线的衰减和次级散射线的产生、以及保证患者体位固定的重复性和治疗的精度。目前加速器厂商都使用质量轻、刚性好的碳纤维床，它能很好地支撑患者的身体，尽可能地降低形变。治疗床的床体和床面分别有一个旋转轴，可以灵活地摆位以便适用于复杂的体位固定方式。Vanetti E等比较了早期的标准治疗床和IGRT碳纤维治疗床在机架角度分别为90°～180°和180°～270°，不同射野大小和光子线能量条件下对剂量衰减的影响。在采用无床修正的治疗计划设计时，发现与IGRT治疗床相比早期的标准治疗床对剂量影响较大，特别是在实施IMRT精准放射治疗时。现代四维图像引导LINAC搭载六维床进行准确放射治疗。六维床可看成在已有治疗床上加一个机械负载装置，通过IGRT引导可进行三个直角坐标轴X、Y、Z方向上的平移和旋转运动，提高了肿瘤治疗的精度。现代LINAC是一个包含治疗计划系统、数据库的软硬件结合系统，考虑到治疗床对固定体位和射线束衰减的影响，治疗计划系统大都包含有治疗床的修正参数，针对其对剂量的影响相应地调整参数，以提高放射治疗精度。
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