癌症的放疗装备

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携康日本就医团队整理|目前，广泛的放疗包括光子放疗（伽马射线、X射线等）、中子放疗（硼中子俘获治疗、BNCT等）和带电粒子放疗（质子、重离子等）得到了广泛的应用。质子/碳离子治疗的剂量分布具有独特的布拉格峰，比光子放疗更能准确地杀死肿瘤组织。碳离子的相对生物学效应高于质子，可直接破坏生物体的双链DNA，且剂量分布的布拉格峰更为明显。然而，碳离子放射治疗过程中产生的离子碎片在剂量分布的布拉格峰后会导致较高的剩余剂量，这将增加肿瘤背面健康组织损伤的风。风险。质子放射治疗技术相对成熟，临床病例丰富，与碳离子放射治疗相比，设备成本相对较低，因此质子放射治疗技术在世界范围内的发展较快。

　　质子治疗设备的现状质子加速器

目前，质子治疗基于三种类型的加速器：等时回旋加速器，同步加速器和同步回转加速器。

等时回旋加速器可以产生平均光强较大的连续光束。超导等时回旋加速器逐渐成为主流。其优点是占地面积小，运行稳定可靠，能产生较强的光束，一般大于500NA。然而，回旋加速器只能产生一个固定的能量束，需要一个低能量的装置来调节它来治疗不同深度的肿瘤。中子是在能量减少过程中产生的，这需要辐射防护。

由同步加速器产生的质子束能量可以根据肿瘤治疗的深度进行调整，而不需要降解器，并且所得到的光束质量更好。然而，同步加速器具有大的占地面积和相对高的成本，并且产生具有小的平均光束强度的脉冲束电流。

同步回旋加速器磁铁结构简单，可以更小，更轻，更容易与相同的质子能量结合。因此，相比之下，投资成本最低，成本可以快速恢复，并且更容易被医院接受。然而，同步回旋加速器产生脉冲光束并且能量是固定的，需要降级，因此平均光束强度低。另外，由于引出区域的高磁场强度，难以提取质子束。

质子加速器系统是复杂的，许多部件的设计和制造过程是复杂的，是基于高科技的“手工产品”，单次生产，单次调试。在加速和传输过程中，质子需要经历复杂的多物理参数耦合电磁场，因此对元件的结构、材料特性、加工工艺和驱动电磁参数有着严格的要求。质子加速器需要专门的专业维护团队，需要在运行中发现问题并不断改进。