上海質子治療裝置束流輸運系統物理設計

1. 質子刀和重粒子刀有什麼區別

1. 質子刀：

2. 整個質子治療裝置由加速器、能量選擇系統、束流輸運系統、1-2個旋轉治療頭、1-2個固定治療頭、控制系統、劑量測量與定標系統，以及治療與裝置資料庫、專用準直器與補償器加工中心、呼吸門開關控制等部分組成。還要配基建、水、電、氣通用設備及屏蔽與安全等配套裝置。治療方式在醫學腫瘤放射治療上所使用的質子刀，大都採用由碳原子之原子核所製成的重粒子質子加速器，原因是其所攜帶的能量較大，治療效果較顯著。

3. 在實際治療時，將質子刀以三度空間對位瞄準患者之腫瘤位置，透過攜帶能量之質子在特定深度會釋放大部分能量的布拉格尖峰現象，將大量能量釋放於腫瘤中(癌症病灶區)，以達到破壞腫瘤中之癌細胞而不破壞腫瘤外其他正常細胞，乃至最後消除腫瘤之目的。比起傳統的X光放射性治療或伽馬刀、光子刀等治療，質子刀治療對病灶區周邊正常細胞的傷害小很多，相對地副作用也較少。

4. 重粒子刀：

5. 重離子放射線治療腫瘤癌症是當代公認的先進有效的放療方法，這是由重離子射線獨特的物理特性和生物特性所決定的。物理特性是這樣的，碳離子和其他重帶電粒子一樣，具有倒轉劑量分布的特性。重離子在貫穿物質時主要是通過與靶原子核外電子的碰撞損失能量，隨著離子能量的降低，這種碰撞的幾率增大。

6. 在離子進入人體的大部分射程里，巨大的初始能量使離子穿過組織速度很快，因而損失的能量較小，形成一個相對低能量的坪區；在射程的末端，隨著能量的損失，離子運動速度減慢，與靶電子碰撞的幾率增大，最終在射程末端形成一個陡峭的高劑量（能量損失）峰，即Bragg峰，其後劑量迅速跌落。Bragg峰位的深度可以通過改變入射離子的初始能量來調節。治療時把展寬的Bragg峰精確地調整並套住整個腫瘤靶區，是周圍正常的組織只受到很小劑量的照射。利用重離子的帶電性，實現柵網掃描技術引導束流對腫瘤實行精確斷層掃描的"適形治療"。此外重離子的散射比質子和光子小，對精確的劑量分布也非常有利。

2. 什麼是質子治療

質子治療是放射線治療的一種。質子進入人體後，在射程終點處形成一個尖銳的劑量峰，稱為Bragg峰。通過調制能量展寬Bragg峰可以使Bragg峰覆蓋腫瘤。另外，質子入射通道上能量損失較小，側散射也很小，其前後左右正常組織所受劑量較小，故具有較好的放射物理學性能。
質子與電子、光子都是低LET輻射，放射生物學性能與下列參數有關：
1、氧增比（oxygen enhancement ratio ,OER）為乏癢細胞與富氧細胞產生相同程度生物效應所需劑量之比，它描寫了該種輻射的放射敏感性對細胞含氧量的依賴關系。
2、相對生物效應（relative biological effectiveness，RBE）為產生相同程度的生物效應時該種輻射所需劑量與Co的γ輻射所需劑量之比。
3、傳能線密度（linear energy transfer，LET）為沿次級粒子單位徑跡長度上的電離密度，其單位為KeV/μ。當LET低於10KeV/μ時，OER及RBE幾乎不變，OER高，RBE低。當LET高於10KeV/μ後，OER開始下降，RBE逐步上升。因此，稱10KeV/μ以下為低LET輻射，以上為高LET輻射。
在質子線治療中，可利用專門的機器和器具，結合布拉格峰的深度和患者不同病灶的形狀進行照射 。因此可集中劑量，只瞄準病灶實施照射，同時降低了對正常組織的影響。
質子線照射使用的專用器具是準直儀和適形器，參照CT影像，利用專用的計算機系統進行設計，並根據照射方向為每位患者制定1～3套器具。
目前國內質子治療最好的就是一洲質子治療中心。

3. 日本的質子治療怎麼樣

您好：

質子治療問世已有半個多世紀，但是中國患者對此技術一知半解。從2004年第一台質子治療設備引進中國也有14年的時間，這個技術到底造福了多少中國癌症患者，我們不得而知。但是這個技術是最頂配的放療技術，對於需要放療的患者來說是最佳選擇，除了價格昂貴，其他方面完勝普通放療。

質子治療設備廠商IBA在全球質子治療市場占據主導地位。然而，像Varian、Mitsubishi、Mevion、Hitachi等其他公司也開始在質子治療市場上佔有一席之地，全球共有近十家質子治療設備供應商。

質子治療設備

比利時IBA公司的質子治療系統可以提供70-230MeV 質子束，可以用於治療體內任何部位的腫瘤，下面給您簡單介紹一下IBA公司的質子治療系統。質子治療全套設備有質子加速器、能量選擇系統、束流輸運系統、束流配送系統、劑量監測系統、患者定位系統和控制系統構成。同時，需要治療計劃系統、組織補償系統和準直器加工設備等輔助設備。

• 質子加速器：一台等時性迴旋加速器，直徑4.2米，重220頓，可以產生230MeV的固定能量質子射束。

• 能量選擇系統：由於腫瘤的深度不同，所以需要不同能量的質子射束進行治療。能量選擇系統可以將加速器引出的230MeV固定能量的質子射束，根據臨床需要降低到適當的能量。

• 束流輸運系統：將通過能量選擇系統的質子射束傳送到治療頭的入口。

• 束流配送系統：到達治療頭入口的質子射束直徑只有幾毫米，束流配送系統通過散射體、Bragg峰展寬器將射束在三維方向上進行調節，治療腫瘤時避開正常組織。



質子治療優勢

因為質子優越的物理特性，質子治療可以在提供腫瘤劑量的同時，降低正常組織的照射劑量。比起X線和電子線照射技術來說，質子治療一定會使病人或多或少地受益。所以說，凡是需要使用放射治療的患者都可以選擇質子治療。但是考慮質子放射治療效價比的問題，我們認為在某些解剖部位腫瘤具有一定的優勢（見表）。

對於體內深部的早期腫瘤，特別當手術可以引起較高的並發症、病死率和費用時，質子治療可能取代手術治療且療效不低於手術治療，患者無需開刀，無需住院，不用遭受開膛破肚之痛。

此外，質子治療可能對年老體弱的患者，合並使用化療或手術的患者有一定的優勢。兒童腫瘤患者二次放射治療的患者可能是質子治療受益比較大的患者群體。

質子治療價格

目前，國際上主要是德國、日本和美國的質子和重離子技術比較發達，國內大部分患者也選擇在這三個國家進行治療。

對於收費標准，各個國家不一樣。在美國按次收費，一般治療完成需要12-15萬美元，約摺合人民幣90萬元左右，最低的是日本在300萬日圓之下，相當於18萬人民幣左右，德國需要5-6萬歐元，約人民幣40萬左右。總體來說，日本最低，德國價位適中，美國是德國的2-3倍左右。

目前國內的質子治療技術逐漸成熟，具體價格在20-30萬人民幣，需要自費，不能夠進入醫保。質子和重離子治療，因為價格高昂，在大部分國家和地區都是不在醫療保險覆蓋范圍之內的。

4. 物理學家方守賢院士逝世，他生前有什麼貢獻

對於這位物理學家我想是認識的人非常了解，不認識的人從未耳聞。方守賢，中科院院士，加速器物理學家，1932年10月28日出生於上海，2020年1月19日因病在京離世享年87歲。

他是中國高能加速器事業的開拓者和奠基人之一，在中國加速器技術及大科學裝置的發展進程中，方守賢先生以遠見卓識多次提出戰略性意見，貢獻於倡導北京正負電子對撞機重大改造工程、上海同步輻射裝置、中國散裂中子源、中國加速器驅動次臨界核廢料嬗變系統以及中國質子治癌加速器等裝置的建設。他通過廣泛的國際合作推動中國加速器科技的發展，架起了中國與世界其他國家在加速器領域積極合作的堅實橋梁。這是央視新聞中對他評價，也是對他最真實的評價。

5. 世界最緊湊型超導迴旋質子治療系統研製成功，該治療系統有何核心優勢

質子治療法充當一種新的腫瘤放療技術水平，有著治療效果好，不良反應小，患者修復快等特性，是國際性上治療腫瘤的優秀方式。因為引入質子重離子機器設備和經營成本高，核心技術被海外壟斷性，中國欠缺質子重離子醫療健康機器設備，獨立專利權的國內質子重離子機器設備的開發和產業發展應用推廣市場前景寬闊。

合肥市政府部門一同建立合肥中科離子公司，進行國內納米管回轉質子重離子系統軟體的自主研發，推動質子醫療健康機器設備產業發展。中科院等離子體所基本建設運作了一批核心技術，推動了大中型科學研究工程設計的應用推廣，推動了納米管、磁場、超低溫等醫療健康機器設備的運用，服務項目於“身心健康中國”戰略和國內健康產業發展趨勢，服務項目於經濟發展主陣地和老百姓的生命健康。

6. 質子刀和重粒子刀的區別，是一樣的嗎，謝謝

1. 質子刀：

2. 整個質子治療裝置由加速器、能量選擇系統、束流輸運系統、1-2個旋轉治療頭、1-2個固定治療頭、控制系統、劑量測量與定標系統，以及治療與裝置資料庫、專用準直器與補償器加工中心、呼吸門開關控制等部分組成。還要配基建、水、電、氣通用設備及屏蔽與安全等配套裝置。治療方式在醫學腫瘤放射治療上所使用的質子刀，大都採用由碳原子之原子核所製成的重粒子質子加速器，原因是其所攜帶的能量較大，治療效果較顯著。

3. 在實際治療時，將質子刀以三度空間對位瞄準患者之腫瘤位置，透過攜帶能量之質子在特定深度會釋放大部分能量的布拉格尖峰現象，將大量能量釋放於腫瘤中(癌症病灶區)，以達到破壞腫瘤中之癌細胞而不破壞腫瘤外其他正常細胞，乃至最後消除腫瘤之目的。比起傳統的X光放射性治療或伽馬刀、光子刀等治療，質子刀治療對病灶區周邊正常細胞的傷害小很多，相對地副作用也較少。

4. 重粒子刀：

5. 重離子放射線治療腫瘤癌症是當代公認的先進有效的放療方法，這是由重離子射線獨特的物理特性和生物特性所決定的。物理特性是這樣的，碳離子和其他重帶電粒子一樣，具有倒轉劑量分布的特性。重離子在貫穿物質時主要是通過與靶原子核外電子的碰撞損失能量，隨著離子能量的降低，這種碰撞的幾率增大。

6. 在離子進入人體的大部分射程里，巨大的初始能量使離子穿過組織速度很快，因而損失的能量較小，形成一個相對低能量的坪區；在射程的末端，隨著能量的損失，離子運動速度減慢，與靶電子碰撞的幾率增大，最終在射程末端形成一個陡峭的高劑量（能量損失）峰，即Bragg峰，其後劑量迅速跌落。Bragg峰位的深度可以通過改變入射離子的初始能量來調節。治療時把展寬的Bragg峰精確地調整並套住整個腫瘤靶區，是周圍正常的組織只受到很小劑量的照射。利用重離子的帶電性，實現柵網掃描技術引導束流對腫瘤實行精確斷層掃描的"適形治療"。此外重離子的散射比質子和光子小，對精確的劑量分布也非常有利。

7. 質子刀治療腫瘤效果如何

自1946年Wilson提出質子治療建議以來的半個世紀中，質子治療經過了漫長的發展道路才有今天的巨大成就。質子治療大致分為三個歷史階段：1946年到1985年間是研發階段，這階段沒有專用的質子產生裝置，寄生在核物理研究所，利用核物理實驗的高能質子束研究質子治療，6個研究所均分布在國外，當時的質子治療幾乎是不收費或少收費，不以贏利為目的。1985年到1998年是實踐與應用階段，主要是利用研發階段取得的成功經驗擴大應用規模和社會服務，在美國，建造質子治療裝置的資金提上了日程，1990年美國loma linda是世界建造的第一台專用質子治療中心，在其間，質子治療技術得到了很大的發展。上述形勢促使質子治療進入第三個歷史階段——市場開發階段，這個階段估計可延長到21世紀中期。質子治療裝置本是高科技，風險小，質子治療有巨大的社會價值，因此質子治療將成為21世紀看好的高科技投資項目。
整個質子治療裝置由加速器、能量選擇系統、束流輸運系統、1~2個旋轉治療頭、1~2個固定治療頭、控制系統、劑量測量與定標系統，以及治療與裝置資料庫、專用準直器與補償器加工中心、呼吸門開關控制等部分組成。還要配基建、水、電、氣通用設備及屏蔽與安全等配套裝置。
當前作為質子治療用的加速器類型有很多類型，根據國情我們認為近期的加速器選型採用常溫等時性迴旋加速器為宜。能量為230MeV，流強1~300nA。遠期目標可選用超導桶型或扇型迴旋加速器，加速器是質子治療裝置中最關鍵的裝置。束流輸運系統將加速器產生的質子束流送到治療室和專用的質子束實驗室。較大的質子治療中心設有多個治療室。質子束實驗室用作劑量定標、放射生物學研究等。束流配送系統又稱照射野形成系統，它是質子治療裝置的重要部分。其任務是將束流送達照射野，使腫瘤受到均勻的足夠劑量的照射而正常組織只受盡可能小的傷害，它直接關繫到質子治療的質量。劑量監測系統是指質子治療裝置帶有的一系列測定輻射劑量及其分布的探測器。控制系統根據醫院要求對裝置的運行和治療過程進行嚴格控制。
質子作為帶正電核的粒子，是原子核的組成部分，用於放射治療的質子來源於氫（H2），氫電離後成為質子（H+），經同步或迴旋加速器加速到接近光速進入人體，由於其速度快，故在體內與正常組織或細胞發生作用的機會極低，當到達癌細胞的特定部位時，速度降低，釋放其能量，產生能量強大的bragg峰，將癌細胞殺死。質子束可到達人體很深的部位，尤其對於有重要組織器官包繞的腫瘤，其他治療方法束手五策，用質子治療效果很好，顯示其巨大的優越性：1、旁散射少，半影小，對周圍正常組織損傷小；2、劑量分布好；3、穿透性能好；4、局部劑量高；5、質子治療後腫瘤組織損傷後在再修復機會小。
質子治療通常分為三類：質子放射手術、眼部質子治療和較大照射野的質子治療 。
質子放射手術的特點是在一次或幾次治療過程中把高劑量集中於教小的區域使其受到完全的破壞。它主要應用於顱內良性小腫瘤、功能性神經疾病和動靜脈畸形。顱內是人體的緊要部位，要求嚴格控制射線的劑量分布使病灶周圍的正常組織不受明顯的損傷。質子放射手術有兩種方式：一種是利用固定能量的質子從很多方向交叉穿透照射，國外成為crossfire技術，射線交匯處劑量可達200GY左右，一次治療即可完全破壞病灶，GY（戈瑞）是劑量的單位，即每公斤物質吸收1J射線能量時的劑量為1GY 。另一種則只從較少的幾個方向照射病灶，通過調節質子能量bragg峰落到病灶位置上。這種方式有時需要進行幾次治療。第一種方式比較簡單，對於較小的病灶（例如直徑小於15mm）能獲良好療效。而對較大的病灶，利用crossfire技術往往難得到令人滿意的劑量分布，此時應採用第二種方式。利用質子交叉穿透照射技術治療帕金森綜合症和其他功能性神經疾病如腦垂體有關的肢端肥大症、cushing綜合症、糖尿病引發的視網膜病等取得良好的療效。
眼部質子治療：眼黑色素瘤是生長在眼脈絡膜、虹膜和睫狀體上的腫瘤，過去的治療方法是摘除眼球。1975年constable等人首先提出利用質子治療眼黑色素瘤到1992年治療的1600名患者表明，患者在8至9天內接受5次治療，平均總劑量為70-80GY五年局部控制律為96%，質子治療特點是保存了視力。
質子治療適應症：1、腦和脊髓腫瘤：腦良惡性腫瘤包括脊膜瘤、腦轉移瘤、垂體瘤、腦膠質瘤、聽神經瘤、顱咽管瘤等；顱底：脊索瘤和軟骨瘤。腦血管疾病：腦動靜脈畸形、海綿狀血管瘤等；其他功能性疾病： 癲癇、三叉神經痛、帕金森等2、眼部病變：脈絡膜黑色素瘤、視網膜黃斑變性、眼眶腫瘤。3胸部腫瘤：原發性肺癌、轉移性肺癌、、縱隔腫瘤。4、腹部腫瘤：原發或轉移性肝癌、肝血管瘤、胰腺癌、膽囊癌、原發或轉移性腎上腺癌，原發或轉移性腎臟腫瘤、其他腹膜後原發或轉移瘤。5、盆腔腫瘤：前列腺癌、宮頸癌、直腸癌、其他盆腔復發或轉移瘤。
當前中國在治療腫瘤方面有兩大特點：一是全國放療機構和技術裝備與先進國家有很大距離，資料統計表明，每百萬人口醫用加速器擁有量，美國8.2台，日本4.8台，朝鮮1.84台，中國0.38台。二是腫瘤醫院、大軍區醫院均分布在大中城市，加速器已近飽和，而大多地方性醫院購買的是相當抵擋的二手進口貨，因此治療技術得不到保證。被公認治療腫瘤最好的質子治療裝置在國內目前還是空白， 國內少數幾家著名醫院考慮合資從國外進口質子治療裝置，目前山東淄博萬傑醫院已經安裝了國內第一台高級質子治療裝置 。經過臨床表明質子治療已取得了很大的成就，質子治療在中國醫療界得到了認可，有政府的支持，企業與金融界的關注和廣大患者的殷切希望，條件和時機已逐漸成熟，只要認真對待，中國質子治療事業一定能有很大的發展。

8. MeV什麼意思

mev

[mev]

abbr.million electron volts

百萬電子伏

1. As the beams are stably trans-ported, an energy 10.4MeV,current 2.6kA,100ns(FWHM)intense electron beam can be obtained.

當束穩定輸運時，可獲得束能10．4MeV,束流強度2．6kA,束半高寬約100ns的強流脈沖電子束。

來自互聯網

2. The relative neutron sensitivity of the dosimeter for 14Mevneutron ra(?) from 0.024 to 0.027.

它對14兆電子伏中子的相對中子靈敏度 Ku 在0.024—0.027范圍內。

來自互聯網

3. Calculation results of fast neutron (E>1MeV) irradiation damage had been given according to the NRC-RG1.99(Rev2)

按照NRC-RG1.99(Rev2)規定給出了快中子(E>1Mev)輻照損傷計算結果。

來自互聯網

4. The physical design and beam test for the BPL 35.5MeVbeam transport system are desc-ribed.

本文闡述了北京質子直線加速器35.5MeV應用束流輸運系統的物理設計和調試結果。

來自互聯網

9. 什麼是質子刀

質子和重離子放療的原理：

質子即氫原子剝去電子後帶有正電荷的粒子；重離子即碳、氖、硅等原子量較大的原子核或離子。質子和重離子技術是放療中的一種，是國際公認的放療尖端技術，質子和重離子同屬於粒子線，與傳統的光子線不同，粒子線可以形成能量布拉格峰，能夠在對腫瘤進行集中爆破的同時，減少對健康組織的傷害。

質子裝置介紹質子治療系統是一套龐大、復雜而又及其精密的高科技設備。全套設備由質子加速器、束流輸運系統、束流配送系統、劑量監測系統、患者定位系統和控制系統所構成，佔地長70米。其核心之一是迴旋加速器，用以產生高能質子射束；加速器磁鐵直徑434厘米，中210噸。它發出質子束能量高達230兆電子伏，足以用於治療體內任何深度的腫瘤。臨床治療時，質子束經一系列裝置引入到專用的治療室，進入旋轉治療架。治療架是控制投射的龐大旋轉裝置，占據三層樓空間，它可以在病人靜卧的舒適條件下，從任意方向投射到病人的腫瘤區域，並保證准確性在一毫米以內. 治療用的質子束，還需要根據病人病變的情況進行精細的調整，使之符合治療的需要，以達到最佳劑量分布的目的。因此，質子治療裝置還設有調節和變換射束的照射系統。此外為了使如此龐大而精密的復雜設備准確可靠地運行，質子治療裝置帶有完善的安全與控制系統，以保證病人與工作人員的安全。

質子治療癌症主要優點包括：腫瘤鄰近重要器官，病者亦可獲得最好的療效，而重要器官可受到保護；若腫瘤復發，患者還有再次接受質子治療的機會；顯著減少短期及長期副作用；提升癌症患者的生活質量；明顯減少對發育中的少年兒童患者生長發育的影響；明顯減少次發性癌症的風險 。

質子治療適應症：

1、頭頸部腫瘤：腦膜瘤、腦膠質瘤、顱咽管瘤、垂體腫瘤、顱底脊索瘤、顱底軟骨肉瘤、前庭神經鞘膜瘤、鼻咽癌、鼻腔鼻竇惡性腫瘤、腮腺惡性腫瘤、口咽癌、口腔惡性腫瘤、腺樣囊性癌、惡性黑色素瘤、軟組織肉瘤、血管外皮瘤、復發性頭頸部惡性腫瘤、髓母細胞瘤、室管膜瘤、面部纖維肉瘤、海綿狀血管瘤、顱內生殖細胞瘤、血管內皮細胞瘤、神經纖維瘤、畸胎瘤、舌根癌、牙齦癌、骨巨細胞瘤、喉癌、淋巴瘤 原始神經外胚層腫瘤PNET。

2、胸部腫瘤：肺癌、惡性縱膈腫瘤包括惡性胸腺瘤、惡性胸壁腫瘤、惡性胸膜間皮瘤、肺部轉移腫瘤、縱膈淋巴結轉移腫瘤、食道癌、賁門癌、乳腺癌、上皮樣肉瘤、尤文氏肉瘤、非霍奇金淋巴瘤。

3、腹部 盆腔及其他部位腫瘤：肝癌、膽囊癌、膽管癌、肝外膽管癌、胰腺癌、前列腺癌、子宮內膜癌、子宮頸癌、脊髓腫瘤、骶尾部脊索瘤/軟骨肉瘤、骨腫瘤、腎癌、卵巢癌、平滑肌肉瘤、軟組織肉瘤、復發性腹盆腔腫瘤、原始神經外胚層腫瘤PNET。

10. 大陸兒童腫瘤患者出國看病做質子治療選擇台灣好還是日本好

建議選擇去日本進行治療。

19世紀30年代，一位名為歐內斯特·勞倫斯的美國科學家開發出迴旋加速器，這是質子重離子治療方法出現的前提。七年後，另一位名為羅伯特·威爾遜的美國科學家提出可以使用高能粒子束對癌症進行治療，此時質子重離子的概念開始出現在人們的腦海中。1954年，美國研究人員開始嘗試使用質子射線治療癌症，至此，質子重離子治療正式出現癌症治療的舞台上。

1990年，美國羅瑪琳達初次建立了質子治療中心，此後，日本、德國等國家也開始對質子和重離子治療技術進行引用。直到今天，日本已經成為世界上擁有更先進、更多的質子和重離子治療專用設備的國家。