上海质子治疗装置束流输运系统物理设计

1. 质子刀和重粒子刀有什么区别

1. 质子刀：

2. 整个质子治疗装置由加速器、能量选择系统、束流输运系统、1-2个旋转治疗头、1-2个固定治疗头、控制系统、剂量测量与定标系统，以及治疗与装置数据库、专用准直器与补偿器加工中心、呼吸门开关控制等部分组成。还要配基建、水、电、气通用设备及屏蔽与安全等配套装置。治疗方式在医学肿瘤放射治疗上所使用的质子刀，大都采用由碳原子之原子核所制成的重粒子质子加速器，原因是其所携带的能量较大，治疗效果较显著。

3. 在实际治疗时，将质子刀以三度空间对位瞄准患者之肿瘤位置，透过携带能量之质子在特定深度会释放大部分能量的布拉格尖峰现象，将大量能量释放于肿瘤中(癌症病灶区)，以达到破坏肿瘤中之癌细胞而不破坏肿瘤外其他正常细胞，乃至最后消除肿瘤之目的。比起传统的X光放射性治疗或伽马刀、光子刀等治疗，质子刀治疗对病灶区周边正常细胞的伤害小很多，相对地副作用也较少。

4. 重粒子刀：

5. 重离子放射线治疗肿瘤癌症是当代公认的先进有效的放疗方法，这是由重离子射线独特的物理特性和生物特性所决定的。物理特性是这样的，碳离子和其他重带电粒子一样，具有倒转剂量分布的特性。重离子在贯穿物质时主要是通过与靶原子核外电子的碰撞损失能量，随着离子能量的降低，这种碰撞的几率增大。

6. 在离子进入人体的大部分射程里，巨大的初始能量使离子穿过组织速度很快，因而损失的能量较小，形成一个相对低能量的坪区；在射程的末端，随着能量的损失，离子运动速度减慢，与靶电子碰撞的几率增大，最终在射程末端形成一个陡峭的高剂量（能量损失）峰，即Bragg峰，其后剂量迅速跌落。Bragg峰位的深度可以通过改变入射离子的初始能量来调节。治疗时把展宽的Bragg峰精确地调整并套住整个肿瘤靶区，是周围正常的组织只受到很小剂量的照射。利用重离子的带电性，实现栅网扫描技术引导束流对肿瘤实行精确断层扫描的"适形治疗"。此外重离子的散射比质子和光子小，对精确的剂量分布也非常有利。

2. 什么是质子治疗

质子治疗是放射线治疗的一种。质子进入人体后，在射程终点处形成一个尖锐的剂量峰，称为Bragg峰。通过调制能量展宽Bragg峰可以使Bragg峰覆盖肿瘤。另外，质子入射通道上能量损失较小，侧散射也很小，其前后左右正常组织所受剂量较小，故具有较好的放射物理学性能。
质子与电子、光子都是低LET辐射，放射生物学性能与下列参数有关：
1、氧增比（oxygen enhancement ratio ,OER）为乏痒细胞与富氧细胞产生相同程度生物效应所需剂量之比，它描写了该种辐射的放射敏感性对细胞含氧量的依赖关系。
2、相对生物效应（relative biological effectiveness，RBE）为产生相同程度的生物效应时该种辐射所需剂量与Co的γ辐射所需剂量之比。
3、传能线密度（linear energy transfer，LET）为沿次级粒子单位径迹长度上的电离密度，其单位为KeV/μ。当LET低于10KeV/μ时，OER及RBE几乎不变，OER高，RBE低。当LET高于10KeV/μ后，OER开始下降，RBE逐步上升。因此，称10KeV/μ以下为低LET辐射，以上为高LET辐射。
在质子线治疗中，可利用专门的机器和器具，结合布拉格峰的深度和患者不同病灶的形状进行照射 。因此可集中剂量，只瞄准病灶实施照射，同时降低了对正常组织的影响。
质子线照射使用的专用器具是准直仪和适形器，参照CT影像，利用专用的计算机系统进行设计，并根据照射方向为每位患者制定1～3套器具。
目前国内质子治疗最好的就是一洲质子治疗中心。

3. 日本的质子治疗怎么样

您好：

质子治疗问世已有半个多世纪，但是中国患者对此技术一知半解。从2004年第一台质子治疗设备引进中国也有14年的时间，这个技术到底造福了多少中国癌症患者，我们不得而知。但是这个技术是最顶配的放疗技术，对于需要放疗的患者来说是最佳选择，除了价格昂贵，其他方面完胜普通放疗。

质子治疗设备厂商IBA在全球质子治疗市场占据主导地位。然而，像Varian、Mitsubishi、Mevion、Hitachi等其他公司也开始在质子治疗市场上占有一席之地，全球共有近十家质子治疗设备供应商。

质子治疗设备

比利时IBA公司的质子治疗系统可以提供70-230MeV 质子束，可以用于治疗体内任何部位的肿瘤，下面给您简单介绍一下IBA公司的质子治疗系统。质子治疗全套设备有质子加速器、能量选择系统、束流输运系统、束流配送系统、剂量监测系统、患者定位系统和控制系统构成。同时，需要治疗计划系统、组织补偿系统和准直器加工设备等辅助设备。

• 质子加速器：一台等时性回旋加速器，直径4.2米，重220顿，可以产生230MeV的固定能量质子射束。

• 能量选择系统：由于肿瘤的深度不同，所以需要不同能量的质子射束进行治疗。能量选择系统可以将加速器引出的230MeV固定能量的质子射束，根据临床需要降低到适当的能量。

• 束流输运系统：将通过能量选择系统的质子射束传送到治疗头的入口。

• 束流配送系统：到达治疗头入口的质子射束直径只有几毫米，束流配送系统通过散射体、Bragg峰展宽器将射束在三维方向上进行调节，治疗肿瘤时避开正常组织。



质子治疗优势

因为质子优越的物理特性，质子治疗可以在提供肿瘤剂量的同时，降低正常组织的照射剂量。比起X线和电子线照射技术来说，质子治疗一定会使病人或多或少地受益。所以说，凡是需要使用放射治疗的患者都可以选择质子治疗。但是考虑质子放射治疗效价比的问题，我们认为在某些解剖部位肿瘤具有一定的优势（见表）。

对于体内深部的早期肿瘤，特别当手术可以引起较高的并发症、病死率和费用时，质子治疗可能取代手术治疗且疗效不低于手术治疗，患者无需开刀，无需住院，不用遭受开膛破肚之痛。

此外，质子治疗可能对年老体弱的患者，合并使用化疗或手术的患者有一定的优势。儿童肿瘤患者二次放射治疗的患者可能是质子治疗受益比较大的患者群体。

质子治疗价格

目前，国际上主要是德国、日本和美国的质子和重离子技术比较发达，国内大部分患者也选择在这三个国家进行治疗。

对于收费标准，各个国家不一样。在美国按次收费，一般治疗完成需要12-15万美元，约折合人民币90万元左右，最低的是日本在300万日圆之下，相当于18万人民币左右，德国需要5-6万欧元，约人民币40万左右。总体来说，日本最低，德国价位适中，美国是德国的2-3倍左右。

目前国内的质子治疗技术逐渐成熟，具体价格在20-30万人民币，需要自费，不能够进入医保。质子和重离子治疗，因为价格高昂，在大部分国家和地区都是不在医疗保险覆盖范围之内的。

4. 物理学家方守贤院士逝世，他生前有什么贡献

对于这位物理学家我想是认识的人非常了解，不认识的人从未耳闻。方守贤，中科院院士，加速器物理学家，1932年10月28日出生于上海，2020年1月19日因病在京离世享年87岁。

他是中国高能加速器事业的开拓者和奠基人之一，在中国加速器技术及大科学装置的发展进程中，方守贤先生以远见卓识多次提出战略性意见，贡献于倡导北京正负电子对撞机重大改造工程、上海同步辐射装置、中国散裂中子源、中国加速器驱动次临界核废料嬗变系统以及中国质子治癌加速器等装置的建设。他通过广泛的国际合作推动中国加速器科技的发展，架起了中国与世界其他国家在加速器领域积极合作的坚实桥梁。这是央视新闻中对他评价，也是对他最真实的评价。

5. 世界最紧凑型超导回旋质子治疗系统研制成功，该治疗系统有何核心优势

质子治疗法充当一种新的肿瘤放疗技术水平，有着治疗效果好，不良反应小，患者修复快等特性，是国际性上治疗肿瘤的优秀方式。因为引入质子重离子机器设备和经营成本高，核心技术被海外垄断性，中国欠缺质子重离子医疗健康机器设备，独立专利权的国内质子重离子机器设备的开发和产业发展应用推广市场前景宽阔。

合肥市政府部门一同建立合肥中科离子公司，进行国内纳米管回转质子重离子系统软件的自主研发，推动质子医疗健康机器设备产业发展。中科院等离子体所基本建设运作了一批核心技术，推动了大中型科学研究工程设计的应用推广，推动了纳米管、磁场、超低温等医疗健康机器设备的运用，服务项目于“身心健康中国”战略和国内健康产业发展趋势，服务项目于经济发展主阵地和老百姓的生命健康。

6. 质子刀和重粒子刀的区别，是一样的吗，谢谢

1. 质子刀：

2. 整个质子治疗装置由加速器、能量选择系统、束流输运系统、1-2个旋转治疗头、1-2个固定治疗头、控制系统、剂量测量与定标系统，以及治疗与装置数据库、专用准直器与补偿器加工中心、呼吸门开关控制等部分组成。还要配基建、水、电、气通用设备及屏蔽与安全等配套装置。治疗方式在医学肿瘤放射治疗上所使用的质子刀，大都采用由碳原子之原子核所制成的重粒子质子加速器，原因是其所携带的能量较大，治疗效果较显著。

3. 在实际治疗时，将质子刀以三度空间对位瞄准患者之肿瘤位置，透过携带能量之质子在特定深度会释放大部分能量的布拉格尖峰现象，将大量能量释放于肿瘤中(癌症病灶区)，以达到破坏肿瘤中之癌细胞而不破坏肿瘤外其他正常细胞，乃至最后消除肿瘤之目的。比起传统的X光放射性治疗或伽马刀、光子刀等治疗，质子刀治疗对病灶区周边正常细胞的伤害小很多，相对地副作用也较少。

4. 重粒子刀：

5. 重离子放射线治疗肿瘤癌症是当代公认的先进有效的放疗方法，这是由重离子射线独特的物理特性和生物特性所决定的。物理特性是这样的，碳离子和其他重带电粒子一样，具有倒转剂量分布的特性。重离子在贯穿物质时主要是通过与靶原子核外电子的碰撞损失能量，随着离子能量的降低，这种碰撞的几率增大。

6. 在离子进入人体的大部分射程里，巨大的初始能量使离子穿过组织速度很快，因而损失的能量较小，形成一个相对低能量的坪区；在射程的末端，随着能量的损失，离子运动速度减慢，与靶电子碰撞的几率增大，最终在射程末端形成一个陡峭的高剂量（能量损失）峰，即Bragg峰，其后剂量迅速跌落。Bragg峰位的深度可以通过改变入射离子的初始能量来调节。治疗时把展宽的Bragg峰精确地调整并套住整个肿瘤靶区，是周围正常的组织只受到很小剂量的照射。利用重离子的带电性，实现栅网扫描技术引导束流对肿瘤实行精确断层扫描的"适形治疗"。此外重离子的散射比质子和光子小，对精确的剂量分布也非常有利。

7. 质子刀治疗肿瘤效果如何

自1946年Wilson提出质子治疗建议以来的半个世纪中，质子治疗经过了漫长的发展道路才有今天的巨大成就。质子治疗大致分为三个历史阶段：1946年到1985年间是研发阶段，这阶段没有专用的质子产生装置，寄生在核物理研究所，利用核物理实验的高能质子束研究质子治疗，6个研究所均分布在国外，当时的质子治疗几乎是不收费或少收费，不以赢利为目的。1985年到1998年是实践与应用阶段，主要是利用研发阶段取得的成功经验扩大应用规模和社会服务，在美国，建造质子治疗装置的资金提上了日程，1990年美国loma linda是世界建造的第一台专用质子治疗中心，在其间，质子治疗技术得到了很大的发展。上述形势促使质子治疗进入第三个历史阶段——市场开发阶段，这个阶段估计可延长到21世纪中期。质子治疗装置本是高科技，风险小，质子治疗有巨大的社会价值，因此质子治疗将成为21世纪看好的高科技投资项目。
整个质子治疗装置由加速器、能量选择系统、束流输运系统、1~2个旋转治疗头、1~2个固定治疗头、控制系统、剂量测量与定标系统，以及治疗与装置数据库、专用准直器与补偿器加工中心、呼吸门开关控制等部分组成。还要配基建、水、电、气通用设备及屏蔽与安全等配套装置。
当前作为质子治疗用的加速器类型有很多类型，根据国情我们认为近期的加速器选型采用常温等时性回旋加速器为宜。能量为230MeV，流强1~300nA。远期目标可选用超导桶型或扇型回旋加速器，加速器是质子治疗装置中最关键的装置。束流输运系统将加速器产生的质子束流送到治疗室和专用的质子束实验室。较大的质子治疗中心设有多个治疗室。质子束实验室用作剂量定标、放射生物学研究等。束流配送系统又称照射野形成系统，它是质子治疗装置的重要部分。其任务是将束流送达照射野，使肿瘤受到均匀的足够剂量的照射而正常组织只受尽可能小的伤害，它直接关系到质子治疗的质量。剂量监测系统是指质子治疗装置带有的一系列测定辐射剂量及其分布的探测器。控制系统根据医院要求对装置的运行和治疗过程进行严格控制。
质子作为带正电核的粒子，是原子核的组成部分，用于放射治疗的质子来源于氢（H2），氢电离后成为质子（H+），经同步或回旋加速器加速到接近光速进入人体，由于其速度快，故在体内与正常组织或细胞发生作用的机会极低，当到达癌细胞的特定部位时，速度降低，释放其能量，产生能量强大的bragg峰，将癌细胞杀死。质子束可到达人体很深的部位，尤其对于有重要组织器官包绕的肿瘤，其他治疗方法束手五策，用质子治疗效果很好，显示其巨大的优越性：1、旁散射少，半影小，对周围正常组织损伤小；2、剂量分布好；3、穿透性能好；4、局部剂量高；5、质子治疗后肿瘤组织损伤后在再修复机会小。
质子治疗通常分为三类：质子放射手术、眼部质子治疗和较大照射野的质子治疗 。
质子放射手术的特点是在一次或几次治疗过程中把高剂量集中于教小的区域使其受到完全的破坏。它主要应用于颅内良性小肿瘤、功能性神经疾病和动静脉畸形。颅内是人体的紧要部位，要求严格控制射线的剂量分布使病灶周围的正常组织不受明显的损伤。质子放射手术有两种方式：一种是利用固定能量的质子从很多方向交叉穿透照射，国外成为crossfire技术，射线交汇处剂量可达200GY左右，一次治疗即可完全破坏病灶，GY（戈瑞）是剂量的单位，即每公斤物质吸收1J射线能量时的剂量为1GY 。另一种则只从较少的几个方向照射病灶，通过调节质子能量bragg峰落到病灶位置上。这种方式有时需要进行几次治疗。第一种方式比较简单，对于较小的病灶（例如直径小于15mm）能获良好疗效。而对较大的病灶，利用crossfire技术往往难得到令人满意的剂量分布，此时应采用第二种方式。利用质子交叉穿透照射技术治疗帕金森综合症和其他功能性神经疾病如脑垂体有关的肢端肥大症、cushing综合症、糖尿病引发的视网膜病等取得良好的疗效。
眼部质子治疗：眼黑色素瘤是生长在眼脉络膜、虹膜和睫状体上的肿瘤，过去的治疗方法是摘除眼球。1975年constable等人首先提出利用质子治疗眼黑色素瘤到1992年治疗的1600名患者表明，患者在8至9天内接受5次治疗，平均总剂量为70-80GY五年局部控制律为96%，质子治疗特点是保存了视力。
质子治疗适应症：1、脑和脊髓肿瘤：脑良恶性肿瘤包括脊膜瘤、脑转移瘤、垂体瘤、脑胶质瘤、听神经瘤、颅咽管瘤等；颅底：脊索瘤和软骨瘤。脑血管疾病：脑动静脉畸形、海绵状血管瘤等；其他功能性疾病： 癫痫、三叉神经痛、帕金森等2、眼部病变：脉络膜黑色素瘤、视网膜黄斑变性、眼眶肿瘤。3胸部肿瘤：原发性肺癌、转移性肺癌、、纵隔肿瘤。4、腹部肿瘤：原发或转移性肝癌、肝血管瘤、胰腺癌、胆囊癌、原发或转移性肾上腺癌，原发或转移性肾脏肿瘤、其他腹膜后原发或转移瘤。5、盆腔肿瘤：前列腺癌、宫颈癌、直肠癌、其他盆腔复发或转移瘤。
当前中国在治疗肿瘤方面有两大特点：一是全国放疗机构和技术装备与先进国家有很大距离，资料统计表明，每百万人口医用加速器拥有量，美国8.2台，日本4.8台，朝鲜1.84台，中国0.38台。二是肿瘤医院、大军区医院均分布在大中城市，加速器已近饱和，而大多地方性医院购买的是相当抵挡的二手进口货，因此治疗技术得不到保证。被公认治疗肿瘤最好的质子治疗装置在国内目前还是空白， 国内少数几家著名医院考虑合资从国外进口质子治疗装置，目前山东淄博万杰医院已经安装了国内第一台高级质子治疗装置 。经过临床表明质子治疗已取得了很大的成就，质子治疗在中国医疗界得到了认可，有政府的支持，企业与金融界的关注和广大患者的殷切希望，条件和时机已逐渐成熟，只要认真对待，中国质子治疗事业一定能有很大的发展。

8. MeV什么意思

mev

[mev]

abbr.million electron volts

百万电子伏

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

当束稳定输运时，可获得束能10．4MeV,束流强度2．6kA,束半高宽约100ns的强流脉冲电子束。

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

它对14兆电子伏中子的相对中子灵敏度 Ku 在0.024—0.027范围内。

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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)规定给出了快中子(E>1Mev)辐照损伤计算结果。

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

本文阐述了北京质子直线加速器35.5MeV应用束流输运系统的物理设计和调试结果。

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9. 什么是质子刀

质子和重离子放疗的原理：

质子即氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子；重离子即碳、氖、硅等原子量较大的原子核或离子。质子和重离子技术是放疗中的一种，是国际公认的放疗尖端技术，质子和重离子同属于粒子线，与传统的光子线不同，粒子线可以形成能量布拉格峰，能够在对肿瘤进行集中爆破的同时，减少对健康组织的伤害。

质子装置介绍质子治疗系统是一套庞大、复杂而又及其精密的高科技设备。全套设备由质子加速器、束流输运系统、束流配送系统、剂量监测系统、患者定位系统和控制系统所构成，占地长70米。其核心之一是回旋加速器，用以产生高能质子射束；加速器磁铁直径434厘米，中210吨。它发出质子束能量高达230兆电子伏，足以用于治疗体内任何深度的肿瘤。临床治疗时，质子束经一系列装置引入到专用的治疗室，进入旋转治疗架。治疗架是控制投射的庞大旋转装置，占据三层楼空间，它可以在病人静卧的舒适条件下，从任意方向投射到病人的肿瘤区域，并保证准确性在一毫米以内. 治疗用的质子束，还需要根据病人病变的情况进行精细的调整，使之符合治疗的需要，以达到最佳剂量分布的目的。因此，质子治疗装置还设有调节和变换射束的照射系统。此外为了使如此庞大而精密的复杂设备准确可靠地运行，质子治疗装置带有完善的安全与控制系统，以保证病人与工作人员的安全。

质子治疗癌症主要优点包括：肿瘤邻近重要器官，病者亦可获得最好的疗效，而重要器官可受到保护；若肿瘤复发，患者还有再次接受质子治疗的机会；显著减少短期及长期副作用；提升癌症患者的生活质量；明显减少对发育中的少年儿童患者生长发育的影响；明显减少次发性癌症的风险 。

质子治疗适应症：

1、头颈部肿瘤：脑膜瘤、脑胶质瘤、颅咽管瘤、垂体肿瘤、颅底脊索瘤、颅底软骨肉瘤、前庭神经鞘膜瘤、鼻咽癌、鼻腔鼻窦恶性肿瘤、腮腺恶性肿瘤、口咽癌、口腔恶性肿瘤、腺样囊性癌、恶性黑色素瘤、软组织肉瘤、血管外皮瘤、复发性头颈部恶性肿瘤、髓母细胞瘤、室管膜瘤、面部纤维肉瘤、海绵状血管瘤、颅内生殖细胞瘤、血管内皮细胞瘤、神经纤维瘤、畸胎瘤、舌根癌、牙龈癌、骨巨细胞瘤、喉癌、淋巴瘤 原始神经外胚层肿瘤PNET。

2、胸部肿瘤：肺癌、恶性纵膈肿瘤包括恶性胸腺瘤、恶性胸壁肿瘤、恶性胸膜间皮瘤、肺部转移肿瘤、纵膈淋巴结转移肿瘤、食道癌、贲门癌、乳腺癌、上皮样肉瘤、尤文氏肉瘤、非霍奇金淋巴瘤。

3、腹部 盆腔及其他部位肿瘤：肝癌、胆囊癌、胆管癌、肝外胆管癌、胰腺癌、前列腺癌、子宫内膜癌、子宫颈癌、脊髓肿瘤、骶尾部脊索瘤/软骨肉瘤、骨肿瘤、肾癌、卵巢癌、平滑肌肉瘤、软组织肉瘤、复发性腹盆腔肿瘤、原始神经外胚层肿瘤PNET。

10. 大陆儿童肿瘤患者出国看病做质子治疗选择台湾好还是日本好

建议选择去日本进行治疗。

19世纪30年代，一位名为欧内斯特·劳伦斯的美国科学家开发出回旋加速器，这是质子重离子治疗方法出现的前提。七年后，另一位名为罗伯特·威尔逊的美国科学家提出可以使用高能粒子束对癌症进行治疗，此时质子重离子的概念开始出现在人们的脑海中。1954年，美国研究人员开始尝试使用质子射线治疗癌症，至此，质子重离子治疗正式出现癌症治疗的舞台上。

1990年，美国罗玛琳达初次建立了质子治疗中心，此后，日本、德国等国家也开始对质子和重离子治疗技术进行引用。直到今天，日本已经成为世界上拥有更先进、更多的质子和重离子治疗专用设备的国家。