摧毀癌細(xì)胞的幕后功臣：Teledyne e2v技術(shù)方案淺析

腫瘤最常見的三種主要治療方法有手術(shù)治療、化學(xué)治療和放射治療。手術(shù)創(chuàng)傷性較大，有些部位手術(shù)難度高。化療利用化學(xué)藥物消滅腫瘤，藥物進(jìn)入人體后會(huì)分布到全身各處，適應(yīng)范圍大，但是副作用也較大。放療則利用多束放射線所交叉的焦點(diǎn)造成高能量殺傷癌細(xì)胞，是治療癌癥的一個(gè)重要手段。MG5193磁控管與MG7095磁控管是放療加速器的核心部件，平均四分之一秒就有一名癌癥病人因?yàn)槭褂昧嗽擃?a target="_blank">產(chǎn)品而得到醫(yī)治。

Teledyne e2v便是該磁控管的創(chuàng)始者，其磁控管產(chǎn)品能夠提供從1MW到5MW峰值功率給放療加速器，后者用來產(chǎn)生X射線摧毀癌細(xì)胞。該產(chǎn)品本身具備有相關(guān)的專業(yè)認(rèn)證（如RoHS等），而且已經(jīng)在眾多知名醫(yī)療加速器廠商中推廣使用，比如瓦里安、醫(yī)科達(dá)和安科銳等，與系統(tǒng)集成獲得了FDA/CFDA以及CE等國際國內(nèi)認(rèn)證，其產(chǎn)品應(yīng)用在90%以上的醫(yī)療加速器。

Teledyne e2v對微波磁控管的研發(fā)和制造擁有60多年的歷史，圍繞著磁控管這個(gè)核心器件，他們研發(fā)了相應(yīng)的全固態(tài)脈沖調(diào)制器電源技術(shù)，發(fā)展了與之相關(guān)的整個(gè)RF子系統(tǒng)。此RF子系統(tǒng)主要包括：全固態(tài)調(diào)制器電源、磁控管、電磁鐵/永磁鐵、方圓轉(zhuǎn)換、傳輸波導(dǎo)、四端環(huán)流器以及AFC單元等，整個(gè)技術(shù)方案如下圖所示。

此RF子系統(tǒng)集成當(dāng)今世界最先進(jìn)的全固態(tài)電源技術(shù)，與Teledyne e2v原產(chǎn)磁控管組合，可以針對客戶的不同應(yīng)用，提供全功率范圍的穩(wěn)定輸出。下面左圖是我們?nèi)虘B(tài)調(diào)制器輸出的脈沖電壓（藍(lán)色）和脈沖電流（綠色）波形。右圖是我們的核心產(chǎn)品3.1MW峰值功率MG7095磁控管。

Teledyne e2v獨(dú)有的RF子系統(tǒng)方案采用了全固態(tài)調(diào)制器開關(guān)電源技術(shù)，以及大功率S波段磁控管技術(shù)，總的來說其技術(shù)優(yōu)勢有：

緊湊的設(shè)計(jì)集成與測試：較小的體積、模塊化操作、具有遠(yuǎn)程診斷能力。

無阻抗匹配問題：傳統(tǒng)線性調(diào)制器或者帶有脈變的固態(tài)調(diào)制器，都因有脈沖變壓器做為隔離和升壓器件而需要考慮電源和磁控管之間的阻抗匹配關(guān)系，一旦這個(gè)匹配關(guān)系被打破，就會(huì)造成磁控管工作在不匹配的狀態(tài)下，從而引起磁控管跳模甚至打火。而采用全固態(tài)調(diào)制器的方案可以從根本上解決這個(gè)問題，在整個(gè)功率輸出范圍內(nèi)無需考慮阻抗匹配問題，波形平頂一直保持不變。

脈沖波形更穩(wěn)定，輸出劑量率更高：全固態(tài)調(diào)制器與傳統(tǒng)調(diào)制器相比，大大提高了脈沖的平頂度，減少了磁控管脈間的電子頻漂效應(yīng)，使得從低到高各個(gè)功率點(diǎn)輸出的X射線劑量率更加穩(wěn)定；由于輸出功率的進(jìn)一步提高，可以使客戶在原有基礎(chǔ)上，得到更大的射線劑量率，縮短了癌癥患者的治療時(shí)間。

縮短客戶研發(fā)周期：使用此RF子系統(tǒng)后，客戶可以直接與他們的核心器件組合調(diào)試，極大地縮短了研發(fā)的整個(gè)周期，使得客戶可以快速推出新產(chǎn)品，搶占市場先機(jī)。

避免客戶自己選型帶來的不便：該方案核心是Teledyne e2v融合獨(dú)有的優(yōu)勢集成而來，在嚴(yán)格的質(zhì)量認(rèn)證體系下生產(chǎn)，避免客戶在眾多選型供貨商中找不到問題所在而焦慮，等價(jià)于Teledyne e2v把客戶自己選型潛在的調(diào)試矛盾前移，使客戶在接手后，放心進(jìn)行后期的重要調(diào)試環(huán)節(jié)。

Teledyne e2v 目前在售前售后各個(gè)方面給客戶全方位的技術(shù)支持。在售前階段，我們緊貼客戶的定位，給客戶提供可行的技術(shù)方案和優(yōu)秀產(chǎn)品的推薦；在售后階段，我們根據(jù)客戶的需要，工程師可以快速到客戶現(xiàn)場調(diào)試進(jìn)行技術(shù)支持。從2015年開始，我們在北京的生產(chǎn)基地投放了最先進(jìn)的微波測試平臺(tái)以及各種專業(yè)的測試儀器，比如頻譜儀、功率計(jì)、網(wǎng)絡(luò)分析儀等等，可以為客戶提供從器件級到系統(tǒng)級的全套測試服務(wù)。”

此RF子系統(tǒng)的方案采用Teledyne e2v獨(dú)家技術(shù)研發(fā)集成，是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。在醫(yī)療加速器微波功率源產(chǎn)品領(lǐng)域，Teledyne e2v更是世界級行業(yè)標(biāo)桿。Teledyne e2v不但可以為客戶提供標(biāo)準(zhǔn)的微波系統(tǒng)解決方案或產(chǎn)品，也可以為客戶提供定制化服務(wù)。

另外，高功率S波段磁控管MG8076是Teledyne e2v最新出爐的產(chǎn)品 （下左圖），此磁控管的主要特點(diǎn)是可以最高輸出7.5MW的脈沖功率，7.5KW的平均功率；中心頻率2998Mhz，工作比千分之一；磁控管長度0.59m，重量約13Kg；尺寸緊湊，特別適用于緊湊空間，較低成本但需要高劑量率或穿透效果的應(yīng)用場合。以下是MG8076磁控管和配套電磁鐵裝配后的基本模型，客戶還可以根據(jù)自己的需要匹配相關(guān)的永久磁鐵（下右圖）。

近日Teledyne e2v在北京朝陽區(qū)的運(yùn)營中心舉辦盛大的擴(kuò)建開幕典禮，本次的擴(kuò)充及投資用以更有效地服務(wù)我們的業(yè)務(wù)合作伙伴，大大增加Teledyne e2v在放射治療平臺(tái)的供貨和技術(shù)支持范圍。”隨著客戶對我們產(chǎn)品以及技術(shù)需求的增加，擴(kuò)充了的運(yùn)營中心可為我們在亞太區(qū)客戶提供更優(yōu)質(zhì)更全面的本地化技術(shù)服務(wù)，進(jìn)一步提升生產(chǎn)力，并將繼續(xù)為放射治療、安檢及其他大功率射頻應(yīng)用提供技術(shù)和應(yīng)用支持的服務(wù)。北京的生產(chǎn)基地不但能為客戶提供全系列RF產(chǎn)品服務(wù)，而且產(chǎn)品能夠快速到達(dá)客戶現(xiàn)場對新產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)行技術(shù)支持。目前北京團(tuán)隊(duì)還能為客戶提供微波子系統(tǒng)半成品的生產(chǎn)裝配，提供本地庫存以及本地化采購等專業(yè)技術(shù)服務(wù)。