proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
  Агентство  ПРоАтом. 20 ЛЕТ с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
Резюмируя по выбросу радиоактивного рутения-106:
это не мы
мы, но не специально
специально, но не сильно
сильно, но не вредно
вредно, но недолго
почему в 1986 можно, а в 2017 нельзя?

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
PRo Рекламу

[02/11/2005]     Линейные ускорители ускоряют бег, но дорога к потребителю остается длинной

Н.С.Королева, заместитель главного редактора журнала «Атомная стратегия»

Научно-технические революции, в отличие от политических, совершаются тихо и незаметно. Каких-то тридцать–сорок лет назад достижения большой науки, то, что сейчас принято называть высокими технологиями, использовались в нашей стране большей частью в сферах далеких от повседневной жизни: в космосе, в оборонной промышленности. За последние несколько лет приоритеты поменялись. Ученым интереснее и экономически выгоднее стало работать на человека, на его здоровье, повседневные нужды. В этом лишний раз убедилась, побывав на научно-производственном комплексе линейных ускорителей и циклотронов ФГУП «Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова» (НПК ЛУЦ ФГУП «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова»).

Российское ноу-хау

Закрытый Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры, он когда-то выполнял заказы преимущественно оборонных и космических ведомств. Сегодня большая часть его продукции прикладного гражданского назначения. Этому обстоятельству можно было бы только радоваться, если бы не одно «но». Плодами труда наших ученых пользуется главным образом заграница. Так происходит с циклотронами (об этом уже писал наш журнал), так обстоят дела и с другим продуктом высоких технологий – линейными ускорителями электронов, область применения которые особенно широка: медицина, таможенный контроль, тяжелое машиностроение, горнометаллургическая, пищевая промышленность… Ежегодное увеличение экспортных поставок – показатель высокого качества российских машин.

…Несколько лет назад научно-производственный комплекс линейных ускорителей и циклотронов посетил профессор из Китая из Института атомной энергии. Ученый из Великой Поднебесной долго осматривал линейные ускорители, а затем грустно изрек: «Ваш ускоритель работать не будет». – «Почему?» – удивились специалисты НПК ЛУЦ. – «У него отсутствует фокусирующая система». Когда же сотрудники НПК ЛУЦ объяснили китайскому коллеге, что российским машинам фокусирующая система не нужна, настал черед удивляться китайскому гостю. Кстати, вскоре китайские метрологи, проводившие испытания российских ускорителей, по достоинству оценили эксклюзивные разработки наших ученых. Поставленный в Китай одновременно с американской машиной российский ускоритель сразу запустился. С американской машиной китайцам пришлось изрядно повозиться.

В последнее время интерес к российским линейным ускорителям проявили и жители страны Восходящего Солнца. Как и китайцев, японцев поразила в российских машинах особым образом сконструированная ускоряющая структура. Ничего подобного нигде в мире японцы до сих пор не видели. Дотошным японцам хотелось понять, как удалось российским ученым добиться таких успехов. Ответ наших специалистов, видимо, удовлетворил японцев, они выразили желание закупить российские ускорители.

«Я более трех десятков лет занимаюсь разработкой ускоряющих структур, – говорит ведущий сотрудник НИИЭФА, специалист мирового уровня в области ускоряющих структур, физик-теоретик Анатолий Васильевич Рябцов, – и без особых натяжек на любом уровне могу доказать, что российские ускоряющие структуры, благодаря своим конструктивным особенностям лучшие в мире».

«Разработки наших физиков замечательны тем, что они эксклюзивны. Если бы наше «железо» и западную электронику соединить, таким ускорителям цены бы не было», – дополняет рассуждения А.В. Рябцова другой сотрудник НПК ЛУЦ начальник отдела медицинских ускорителей Ю.В. Мясников. В последнее время именно по такому «объединительному» пути и идут российские специалисты. У западных фирм покупается элементная база и компьютерная техника, программное обеспечение разрабатывают свои математики-программисты. Последнее обстоятельство особенно важно. В случае сбоя программы не надо обращаться к западным специалистам. Сервис – дело не только тонкое, но и весьма дорогостоящее. Кстати, по этой причине импортная дорогостоящая медицинская техника в наших больницах нередко простаивает.

Короля играет свита

Почему рассказ об ускорителях мы начали с ускоряющей структуры, наверняка спросит читатель. Потому что любой специалист в области линейных ускорителей вам скажет: ускоряющая структура – это сердце ускорителя и самая сложная его конструктивная часть. Она базируется на фундаментальных науках: высокоточной механике, физике, математике. Это обстоятельство диктует подбор специалистов. В коллективе отдела ускоряющих структур есть группа теоретиков (физиков, математиков, программистов), группа конструкторов, а также высококвалифицированные инженеры и рабочие, имеющие дело со сложной импортной техникой.



Участок сборки и настройки ускоряющих структур оснащен уникальным оборудованием, позволяющим обрабатывать детали ускоряющей структуры с точностью до 0,1–0,2 микрона. Пайка резонаторов происходит в вакуумно-водородной печи при температуре 900–1000 градусов. «Процесс изготовления ускоряющей структуры, в высшей степени сложный и наукоемкий. Тот, кто владеет технологией изготовления ускоряющей структуры, кто разработал достойное программное обеспечение для ее расчетов и настройки, тот король на рынке», – говорит начальник научно-исследовательского расчетно-конструкторского отделения линейных ускорителей и циклотронов, доктор физико-математических наук Юрий Николаевич Гавриш.

На мировом рынке лидер в производстве линейных ускорителей – американская фирма «VARIAN». Она производит 1,5 ускорителя в день, объем ее рынка около 1 миллиарда долларов. На российском рынке на сегодняшний день единственным сертифицированным производителем линейных ускорителей является НПК ЛУЦ НИИЭФА им. Д.В. Ефремова. В советское время линейные ускорители разрабатывались в Московском радиотехническом институте (МРТИ). К сожалению, московский институт не пережил перестроечное время. Ускорители для стерилизации выпускались на «Титане» (сейчас это НПП «Торий»). Но из-за сложностей периода перестройки ускорительное производство предприятия было свернуто. Некоторые попытки создать линейный ускоритель предпринимались в Арзамасе-16 (Сарове). Однако по тем техническим параметрам, которые заложены арзамасскими разработчиками, их ускоритель не представляет интереса для современных потребителей.

Конечно, до объемов фирмы «VARIAN» НПК ЛУЦ пока далеко. Да он такую цель и не ставит. Специфика научно-исследовательского института не рассчитана на наращивание производственных мощностей. Главная задача НИИЭФА – разработка новых моделей, их постоянное обновление и модернизация. В таком подходе есть свои плюсы и минусы. С одной стороны, установка на творческий поиск дает возможность институту гибко реагировать на запросы заказчика, а с другой, ведет к большим производственным издержкам. Освоение каждой новой модели требует колоссальных денежных и интеллектуальных затрат и не приносит тех дивидендов, какие дает серийное производство. В нынешней ситуации при отсутствии в стране крупносерийного промышленного производства НИИЭФА им. Ефремова вполне мог бы заполнить вакуум и выпускать партии ускорителей численностью до 30 штук. Что же сдерживает? Отсутствие заказов со стороны потенциальных отечественных покупателей. Хотя потребность в ускорительных машинах на внутреннем рынке весьма высока, а практический потенциал поистине неисчерпаем. Например, медицинские линейные ускорители выступают в роли настоящих чудо-докторов.

Дарующие жизнь

Ни один современный медицинский онкологический центр невозможно представить без линейных ускорителей. Применение электронных пучков высокой энергетической мощности в лечении онкологических заболеваний произвело настоящую революцию в медицине. Ежегодно более двух миллионов людей, пройдя курс радиологической терапии, возвращаются к жизни. Не случайно лучевая терапия высоких энергий является вторым по важности средством (после хирургии) в лечении злокачественных опухолей.

НПК ЛУЦ им. Д.В. Ефремова – единственное предприятие в России выпускает линейные ускорители для лучевой терапии. Работы по их созданию были начаты здесь в конце 50-х годов прошлого столетия. А уже в 1965 году в клиниках Советского Союза установлены первые медицинские линейные ускорители электронов на 5 и 25 МэВ.

Особенно плодотворным в деятельности института оказался период с 1984 по 1995 года. Если прежде линейные ускорители для медицины выпускались единичными экземплярами, то с середины 80-х годов начались поставки крупных партий ускорителей второго поколения ЛУЭВ–15М1 в клиники России, республики Советского Союза, а также в страны социалистического содружества. Так, в ГДР в эти годы поставлено сразу три ускорителя. А всего в тот период их было произведено пятнадцать. В некоторых медицинских центрах ЛУЭВ-15М1 работают до сих пор, перекрыв срок эксплуатации в два и более раз. На ускорителях ЛУЭВ-15М1 в НИИ онкологии им. Петрова (С.-Петербург) и в Российском онкологическом центре РАМН проведено 150 тысяч сеансов облучения. В 1988 году за внедрение в ведущие клиники страны ЛУЭВ–15М1 коллектив ученых НИИЭФА им. Д.В. Ефремова и ЦНИРРИ (Центрального научно-исследовательского рентгенорадиологического института) был удостоен премии Совета Министров СССР.

В НПК ЛУЦ убеждены: по-настоящему хорошая машина получается тогда, когда при ее изготовлении учтены пожелания медиков. Поэтому у НИИЭФА с ЦНИРРИ традиционно прочные связи. Физики называют его своим испытательным полигоном. Здесь прошли испытания все модели ускорителей, в том числе и универсальный ускоритель ЛУЭР-20М, на базе которого изготовлен стереотаксис – специальная установка для лечения внутричерепных новообразований узкими пучками тормозного излучения, единственный подобного рода аппарат в России.

МАГАТЭ выбирает Россию

Несколько лет назад почти всех больных с тяжелыми формами опухоли головного мозга врачи направляли в Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова для облучения на протонном комплексе. До недавнего времени считалось, что замены протонной терапии в лечении сложных опухолей головного мозга не существует. Сегодня оснований для столь категоричного заключения нет. У протонной терапии появился достойный аналог – стереотаксическая установка. Она создана на базе универсального медицинского ускорителя ЛУЭР-20М учеными НПК ЛУЦ и ЦНИРРИ.

«ЛУЭР-20М, – рассказывает доктор физико-математических наук Ю.Н. Гавриш, – позволяет проводить лечение практически любых опухолей на любой глубине в режиме как электронного, так и тормозного облучения». Последнее обстоятельство особенно важно. Возможность выбора энергии излучения в широком диапазоне (от 5 до 20 МэВ) в зависимости от глубины залегания опухоли, вида облучения – электронами или тормозным излучением в зависимости от характера опухоли и режима облучения – статический, многопольный или ротационный в зависимости от расположения опухоли – делают этот ускоритель универсальным.

Модель разрабатывалась в 80-е годы, но клинические испытания прошли только в 1995 году из-за экономических и политических катаклизмов, происходящих в тот период в стране.



ЛУЭР-20М был по достоинству оценен медиками. Установочную партию из шести ускорителей закупили клиники России и Белоруссии. Последний ускоритель ЛУЭР-20М из этой партии после модернизации отправлен по линии МАГАТЭ в Армению. Как раз в эти дни туда отправился начальник лаборатории медицинских ускорителей В.П. Малышев для подготовки ускорителя к сдаче в эксплуатацию.

Наверняка Международное агентство по атомной энергии не имело недостатка в выборе поставщиков ускорителей. Оно могло бы отдать предпочтение западным фирмам. Однако с учетом мнения армянских медиков был сделан выбор в пользу российского производителя. Почему? Во-первых, российские медицинские ускорители соответствуют требованиям МЭК (Международной электротехнической комиссии), имеют международный сертификат качества ICO-9001. Во-вторых, в случае какой-либо неисправности армянские врачи-онкологи и медицинские физики в любой момент могут обратиться к российским специалистам, которые запросят за ремонт, гарантийное обслуживание и запасные части несравнимо меньшие денежные суммы, чем западные «спецы». Не случайно в одном из своих интервью главный онколог России, академик В.И. Чиссов сказал, что российские медики не имеют ничего против западной медицинской техники, однако эксплуатировать ее из-за дорогого сервисного обслуживания во многих случаях не представляется возможным. Кстати, из семи 20 МэВ-ных линейных ускорителей, поставленных по прямым договорам фирмой «Филипс» российским клиникам в начале 90-х годов, работают всего два, остальные бездействуют. Руководство «Филипса» обращалось к сотрудникам института с просьбой оказать помощь российским медучреждениям в ремонте их ускорителей. Подобных примеров простаивания дорогостоящей западной техники из-за отсутствия запчастей и невозможности их купить вам могут привести в любом российском лечебном учреждении.

Международный альянс

Итак, российский ускоритель ЛУЭР-20М, соответствующий лучшим западным образцам, уехал в армянскую республиканскую клинику. А что же российские клиники? Заказов от них на поставку универсального линейного ускорителя в последнее время практически не поступает. Между тем, большая часть специализированных российских клиник (по некоторым данным до 80 процентов) оснащена устаревшими кобальтовыми установками «Рокус», которые сами медики называют каменным веком медицины. Судите сами. В «Рокусах» нет современных средств защиты от радиации здоровых тканей, они имеют маленькую энергетическую мощность. Из-за этого больного приходится подвергать длительным курсам лучевой терапии.

Даже в Петербурге – единственном городе в нашей стране, выпускающем медицинские линейные ускорители, положение в этом плане немногим лучше, чем в других российских городах. Клиники Питера располагают всего семью линейными ускорителями. Причем четыре из них находятся в ЦНИРРИ (два из которых английские).

Государство, конечно же, понимает необходимость оснащения медицинских клиник современным оборудованием. В начале 90-х годов в рамках международной программы по борьбе с онкологическими заболеваниями в нашей стране началась замена «Рокусов» на линейные ускорители. Важная роль в реализации этой программы отводилась немецкой фирме «Филипс» и НПК ЛУЦ НИИЭФА им. Ефремова. Между «Филипсом», институтом, а также тремя оборонными московскими предприятиями был заключен контракт. Финансирование осуществлял Минздрав России, затем Миноборонпром РФ. На производственных площадях института осуществлялась серийная сборка «филипсовских» ускорителей марки SL-75-5. Согласно Генеральному соглашению, в 1996 году фирма «Филипс» передала НПК ЛУЦ право на производство серийного выпуска линейных ускорителей электронов на 6 МэВ. Полностью «русифицированный» английский аналог ускорителя стал выходить под маркой «СЛ-75-5МТ».

Кое-кто считает, что сотрудничество с фирмой «Филипс» отрицательно повлияло на научно-исследовательскую деятельность НПК ЛУЦ приостановило разработку собственных моделей медицинских ускорителей. Возможно. Только в тот момент (начало 90-х годов) для НПК «ЛУЦ» выбор стоял не между «развиваться или не развиваться», а между «жить или умирать». Заказ от «Филипс» в буквальном смысле спас предприятие от смерти, он стимулировал переход на выпуск серийной продукции. Рабочие, инженеры института проходили стажировку в английской фирме по сборке ускорителей в г. Кроули. Они переняли высочайший уровень производственной культуры, который всегда был присущ западным производителям техники. Все это вместе взятое дало возможность в кратчайшие сроки создать на производственных площадях института серийное производство ускорителей СЛ-75-5МТ. Сегодня НПК ЛУЦ способен выпускать до 20-30 типовых линейных ускорителей на 6 МэВ в год. Доля английских компонентов не превышает в них 30 процентов, а радиотерапевтические столы для СЛ-75-5МТ «русифицированы» на 100 процентов и могут поставляться в любом количестве, как для ускорителей, так и для гамматерапевтических аппаратов и симуляторов. Ускорители занесены в государственный реестр как российская техника. В настоящее время завершена поставка в клиники России партии из 48 «русифицированных» ускорителей СЛ-75-5МТ.

ЭФАРАД смотрит в будущее

Но жизнь не стоит на месте. Меняются и совершенствуются и требования к лучевой диагностике. «Если прежде считалось, главное – создать источник высокой энергии,– поясняет доктор медицинских наук, заместитель директора ЦНИРРИ Л.А. Тютин, – то сейчас большое значение придается коллиматорам – стереотаксической системе наведения, системе фиксации. Точность попадания пучка лучей на раковые клетки при этом достигает 0,01 мм. На западных медицинских ускорителях установлены симуляторы, на которых обыгрываются условия облучения, у нас нет. За последние пять лет в методах проведения лучевой терапии произошел прорыв: источники облучения те же, а методики предлучевой подготовки полностью компьютеризированы».

Ученые НПК ЛУЦ, конечно же, в курсе мировых тенденций. Они не намерены отставать от своих западных коллег, поэтому активно ведут разработки медицинских ускорителей нового поколения. Благо экономическая ситуация в стране значительно лучше той, что была в начале 90-х. Наверху постепенно приходит понимание необходимости развития наукоемких технологий. Министерство атомной энергетики составило специальную научно-техническую программу «Создание технологий и аппаратуры для лучевой терапии злокачественных опухолей». В соответствии с нею, НПК ЛУЦ в сотрудничестве с ведущими специалистами Минздрава, Минатома и Ассоциации медицинских физиков России уже разработал концепцию и типовую структуру радиотехнического комплекса ЭФАРАД для конвенциальной лучевой терапии. Комплекс обеспечивает предлучевую подготовку и лечение тормозным излучением и электронами в диапазоне энергий 5–20 МэВ. Комплекс полностью компьютеризирован. В составе комплекса имеются компьютеризированная информационная система, устройства ввода диагностической информации в базы данных. В комплексе ЭФАРАД могут быть использованы медицинский линейный ускоритель СЛ-75-5МТ, оснащенный устройствами фиксации пациентов и модернизированной компьютерной системой управления, и универсальный линейный ускоритель ЛУЭР-20М. Разработаны для ЭФАРАДА и средства предлучевой подготовки: компьютерный симулятор-томограф, лазерные сканирующие дальномеры и ряд других приборов.

Информационная система представляет собой программно-аппаратный комплекс, содержащий компьютеризованные рабочие места врачей и физиков-радиологов. Система обеспечивает контроль проведения процесса лучевой терапии в радиологическом отделении клиник.

В научно-технической программе Минатома РФ предусмотрено изготовление до 2010 года 110 ускорителей и 150 симуляторов-томографов. При гарантированном финансировании НПК ЛУЦ уже в конце 2004 года способен серийно выпускать ЭФАРАДЫ.

Весьма интенсивно в последнее время ведется разработка радиотерапевтического комплекса для конформного динамического облучения. За счет системы многолепестковых коллиматоров конформное облучение обеспечивает максимальное совмещение области высокой дозы облучения с размерами и формой злокачественной опухоли и щадящий режим облучения для здоровых тканей. Эта новейшая технология лучевой терапии сейчас активно развивается в цивилизованных странах. По первоначальным планам на разработку и выпуск первого российского экспериментального экземпляра комплекса отводилось пять лет. Но, прикинув свои возможности, руководство НПК ЛУЦ намерено уже к 2005 году создать компьютеризированный ускоритель электронов на энергию до 20 МэВ, оснащенный многолепестковым коллиматором.

Эти планы не из области фантастики, а вполне реальные. Когда есть прочный фундамент, есть умение производить сложную и наукоемкую технику, легче заниматься ее совершенствованием. Хотя на НПК ЛУЦ и признают, что создание медицинских ускорителей – очень трудоемкий процесс, не приносящий к тому же большой прибыли, тем не менее, отказываться от развития этого направления здесь не намерены. Ибо нет ничего престижнее и благороднее, чем работать на здоровье человека. А что касается сегодняшнего состояния нашей отечественной медицины, то наверняка рано или поздно и для нее наступит звездный час, а вместе с ней наступит такое время и для разработчиков медицинских ускорителей НПК ЛУЦ НИИЭФА им. Ефремова.

Журнал «Атомная стратегия» № 9, январь 2004 г.  

 
Связанные ссылки
· Больше про Атомная наука
· Новость от PRoAtom


Самая читаемая статья: Атомная наука:
Сомнений не осталось, LENR существует

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 3.88
Ответов: 9


Пожалуйста, проголосуйте за эту статью:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 1 Комментарий | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Линейные ускорители ускоряют бег, но дорога к потребителю остается длинной (Всего: 0)
от Гость на 28/11/2008
Много ли деталей пришлось "заменить" в ЛУЭР-20М, чтобы приспособить его для стереотаксической хирургии?


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(812)438-3277
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
Сайт построен на основе технологии PHP-Nuke. Открытие страницы: 0.09 секунды
Рейтинг@Mail.ru