作為放射性治療腫瘤的一種,質(zhì)子治療因其獨(dú)特的物理特性,使其在某些特定腫瘤的治療方面具有一定的優(yōu)越性,同時(shí)其優(yōu)越的術(shù)中治療感受、術(shù)后生活質(zhì)量和較高的生存率,使其成為目前放射性治療的一個(gè)焦點(diǎn)。中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所與上海市瑞金醫(yī)院合作共建國(guó)內(nèi)首臺(tái)質(zhì)子治療裝置APTRON,目前裝置處于認(rèn)證階段。作為基于同步加速器的質(zhì)子治療裝置的核心部件之一,質(zhì)子直線注入器通常由質(zhì)子源、低能束線、RFQ直線加速器、中能束線以及漂移管直線加速器DTL幾個(gè)部分組成。為加快質(zhì)子治療裝置的國(guó)產(chǎn)化、小型化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,本論文基于目前在線運(yùn)行的進(jìn)口的直線注入器PL-7,以整個(gè)注入器的緊湊性、運(yùn)行維護(hù)方便和降低成本為出發(fā)點(diǎn),在滿足國(guó)產(chǎn)同步加速器注入要求下,對(duì)質(zhì)子治療同步加速器直線注入器中的RFQ和DTL直線加速腔體進(jìn)行設(shè)計(jì)�；贏PTRON質(zhì)子治療裝置,本論文以ECR離子源和LEBT出口束流為基準(zhǔn),對(duì)緊湊型質(zhì)子直線注入器的進(jìn)行初步設(shè)計(jì),主要內(nèi)容包括:1)低能端預(yù)加速器射頻四極場(chǎng)直線加速器RFQ的物理設(shè)計(jì)和相關(guān)的電磁諧振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真;2)高能端的主加速段基于KONUS動(dòng)力學(xué)的漂移管直線加速器的物理設(shè)計(jì)。對(duì)于低能端預(yù)加速... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：177 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１癌癥病例增長(zhǎng)趨勢(shì)圖??

第１章引言??采用帶有偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的引出裝置，采用離子泵來(lái)保證加速管內(nèi)的真空狀態(tài)，詳細(xì)部??件及分系統(tǒng)組成見(jiàn)圖１．２?［３］。該系統(tǒng)的放療事業(yè)發(fā)展大致可以概括為：??１）常規(guī)放射治療——上世紀(jì)１８年代以前；??２）立體定向放療——９０年代初期——ＳＲＳ?（ｙ刀）和ＳＲＴ?（Ｘ刀）；??３）三維適形放療——９０年代中期——３Ｄ－ＣＲＴ；??４）適形調(diào)強(qiáng)放射治療——９０年代末期——ＩＭＲＴ；??５）圖像引導(dǎo)放射治療——當(dāng)今——ＩＧＲＴ和ＤＧＲＴ?（圖像引導(dǎo)ＭＲＩ和??ＣＴ）。??Ｙ射線或Ｘ射線在體內(nèi)的能量的沉積隨深度的增加而逐漸降低，這就意味著??射線的能量主要沉積在人體表層，加大了對(duì)表層或者路徑中正常細(xì)胞的損傷。??電子偏轉(zhuǎn)??槍？■力隱ｅ?磁鐵??脈沖調(diào)制器?磁控管??照射系統(tǒng)??圖１．２醫(yī)用電子／光子治療加速器結(jié)構(gòu)原理圖??１．２．２質(zhì)子重離子治療加速器??質(zhì)子重離子的能量主要沉積在一定能量深度的病灶細(xì)胞處，而在其他細(xì)胞處??沉積的能量較少［５］［６］。目前質(zhì)子治療相對(duì)成熟，碳離子治療對(duì)裝置的要求更高，??截止２０１６年底，根據(jù)國(guó)際粒子治療聯(lián)合會(huì)ＰＴＣＯＧ數(shù)據(jù)顯示，全球共有超過(guò)１４??萬(wàn)例患者接受過(guò)質(zhì)子治療，超過(guò)２萬(wàn)例患者接受過(guò)碳離子治療％１（）］。表１．１中展??示了質(zhì)子和重離子治療的異同點(diǎn)，質(zhì)子治療和重離子治療均可降低對(duì)正常組織細(xì)??３??

緊湊型質(zhì)子治療同步加速器直線注入器ＲＦＱ和ＤＴＬ的研宄??胞的損傷，而質(zhì)子治療的優(yōu)勢(shì)在于成本低、可以使用旋轉(zhuǎn)機(jī)架多角度治療、實(shí)際??劑量準(zhǔn)確度高；碳離子的主要優(yōu)勢(shì)在于其ＲＢＥ較高，可以直接打斷腫瘤細(xì)胞的??ＤＮＡ雙鏈，從而起到殺死腫瘤細(xì)胞的作用，同時(shí)碳離子的橫向半影較�。郏福撸保牵�。??表１．１質(zhì)子治療和重離子治療的比較??￣￣｜質(zhì)子治療?｜重離子治療??低成本?高成本（相當(dāng)于２－３個(gè)質(zhì)子治療裝置）??可使用機(jī)架實(shí)現(xiàn)多角度治療通常采用固定束??ＲＢＥ?范圍�。ǎ保保保�?ＲＢＥ?范圍大（１．５－３．４）??不同點(diǎn)?＿?—，，、??不確定度低?不確定度髙??ＲＢＥ與Ｘ射線治療相近?更高的ＲＢＥ??橫向半影較大?橫向半影較小??相同點(diǎn)降低正常組織劑量及二次腫瘤發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)??在治療過(guò)程中，根據(jù)腫瘤細(xì)胞在身體內(nèi)的深度不同，質(zhì)子束能量在７０—２５０??ＭｅＶ范圍內(nèi)調(diào)整，使得質(zhì)子束在腫瘤內(nèi)引起的腫瘤細(xì)胞損傷最大化，同時(shí)使得??接近體表的組織細(xì)胞接受最少的輻射損傷，下面主要介紹質(zhì)子治療加速器。??圖１．３?ＩＢＡ公司Ｓ２Ｃ２超導(dǎo)質(zhì)子回旋加速器丨１１】一??４??

【參考文獻(xiàn)】：
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