發(fā)布時(shí)間：2021-06-25 01:38

　　重離子治療裝置是由中國科學(xué)院近代物理研究所研制的中國第一臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的醫(yī)用重離子加速器。重離子治療裝置打破了發(fā)達(dá)國家對大型高端醫(yī)療器械的市場壟斷,已經(jīng)由研究階段轉(zhuǎn)向市場產(chǎn)業(yè)化。國產(chǎn)重離子治療裝置同步環(huán)周長僅為50余米,其高能輸運(yùn)線（HEBT）的高差達(dá)19米,是目前同類裝置中最為緊湊也是高差最大的治療裝置,其元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝空間狹小、安裝工期緊迫、所有關(guān)鍵元件都要求亞毫米量級精度安裝。由于其作為醫(yī)療器械的特殊性和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的緊湊性,產(chǎn)業(yè)化后的重離子治療裝置對準(zhǔn)直安裝的精度和效率都有更高的要求,準(zhǔn)直測量作為一項(xiàng)貫穿于重離子治療裝置建造始終的關(guān)鍵技術(shù),將面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本論文以在建的重離子治療裝置為研究基礎(chǔ),以提升裝置安裝元件的準(zhǔn)直精度、提高準(zhǔn)直安裝的效率為研究目標(biāo),通過對準(zhǔn)直精度影響因素的分析研究,以及對準(zhǔn)直方法的優(yōu)化和準(zhǔn)直技術(shù)的創(chuàng)新,提高了重離子治療裝置元件的準(zhǔn)直精度和準(zhǔn)直安裝效率。論文的主要研究成果及創(chuàng)新包含以下幾個(gè)方面:1.通過對磁場測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、測量原理及定位要求的研究,借助于激光跟蹤儀等高精度測量儀器與光學(xué)儀器的聯(lián)合測量,提出了一套基于磁鐵標(biāo)定數(shù)據(jù)的磁場測量定位準(zhǔn)直... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

重離子治療裝置總體布局圖

允薔哂卸撈氐納疃燃亮糠?布，也就是重離子束的Bragg峰[7]，治療期間通過生物組織的重離子束，所沉積的劑量較小，即在治療中可以控制束流在腫瘤組織處釋放最大劑量。因此，可以通過調(diào)節(jié)重離子束的能量，使Bragg峰精確地落在腫瘤上，進(jìn)而準(zhǔn)確地殺死惡性腫瘤細(xì)胞，同時(shí)又可以避免對患者健康組織的損害，從而使得在放療過程中對人體正常細(xì)胞的損傷最小化。所以，重離子的治療效果要優(yōu)于常規(guī)的放射性束線，而且，在治療中也一般不會(huì)因?yàn)檎＜?xì)胞受照而誘發(fā)新的疾病產(chǎn)生，重離子治療所產(chǎn)生的副作用也要比常規(guī)射線放療的副作用校圖1.2光子放療射線和重離子射線在水中的相對劑量分布

重離子治療裝置的準(zhǔn)直關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用4（2）常規(guī)的光子放射治療由于在腫瘤處所沉積的能量較小，在放射治療過程中往往只能使癌細(xì)胞DNA的單鏈斷裂，而只有單鏈斷裂的癌細(xì)胞DNA經(jīng)過一段時(shí)間后還有可能進(jìn)行自我修復(fù)，這也就是說，在使用常規(guī)射線放射治療的一段時(shí)間后腫瘤還有復(fù)發(fā)的可能性。重離子束的另一個(gè)特性就是相對生物學(xué)效應(yīng)要比常規(guī)射線高，在使用重離子束進(jìn)行放射治療的過程中，重離子束進(jìn)入患者的人體組織后，在癌細(xì)胞密度較大的地方所沉積的能量密度要比其它地方高，高密度的能量所產(chǎn)生的強(qiáng)大殺傷力能夠使癌細(xì)胞DNA的雙鏈斷裂，進(jìn)而能更好地控制腫瘤的轉(zhuǎn)移與復(fù)發(fā)[8]。圖1.3重離子束生物學(xué)效應(yīng)示意圖（3）重離子放射治療的另一個(gè)特性是對氧的依賴性較小，敏感性較高�？茖W(xué)家研究表明，腫瘤細(xì)胞之所以不受控制地衍生是具有非同尋常的供血系統(tǒng)，誘導(dǎo)許多的癌細(xì)胞變成了乏氧細(xì)胞。在使用光子等常規(guī)射線的放射治療時(shí)，由于對乏氧細(xì)胞的敏感性較差，這會(huì)導(dǎo)致大量的乏氧癌細(xì)胞在光子放療過程中能躲避射線的殺傷而繼續(xù)存活。重離子束放療不同于常規(guī)光子放療，常規(guī)光子放療中對癌細(xì)胞的殺傷往往需要依賴氧的存在，而重離子束則不需要。因?yàn)橹仉x子的治療機(jī)理和光子不同，重離子是通過高密度電子的電離作用使腫瘤細(xì)胞的DNA雙鏈斷裂，它的氧增比較小，所以，使用重離子治療對于光子治療無效的乏氧腫瘤也具有較好的治療效果[3,9]。（4）由于重離子束與生物組織的原子核相互作用后會(huì)產(chǎn)生正電子發(fā)射體這一特性，在使用重離子放射治療之前就可以使用這一特性對患者體內(nèi)的腫瘤位置及形狀進(jìn)行外部成像，然后與定制的治療計(jì)劃所用的CT圖像進(jìn)行對比，再根據(jù)

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3248233