重離子治療裝置是由中國科學院近代物理研究所研制的中國第一臺擁有自主知識產權的醫(yī)用重離子加速器。重離子治療裝置打破了發(fā)達國家對大型高端醫(yī)療器械的市場壟斷,已經由研究階段轉向市場產業(yè)化。國產重離子治療裝置同步環(huán)周長僅為50余米,其高能輸運線（HEBT）的高差達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,其元件結構復雜、安裝空間狹小、安裝工期緊迫、所有關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計結構的緊湊性,產業(yè)化后的重離子治療裝置對準直安裝的精度和效率都有更高的要求,準直測量作為一項貫穿于重離子治療裝置建造始終的關鍵技術,將面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。本論文以在建的重離子治療裝置為研究基礎,以提升裝置安裝元件的準直精度、提高準直安裝的效率為研究目標,通過對準直精度影響因素的分析研究,以及對準直方法的優(yōu)化和準直技術的創(chuàng)新,提高了重離子治療裝置元件的準直精度和準直安裝效率。論文的主要研究成果及創(chuàng)新包含以下幾個方面:1.通過對磁場測量系統(tǒng)的設計結構、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儀器的聯(lián)合測量,提出了一套基于磁鐵標定數(shù)據(jù)的磁場測量定位準直... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所)甘肅省

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學位級別】：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，可以通過調節(jié)重離子束的能量，使Bragg峰精確地落在腫瘤上，進而準確地殺死惡性腫瘤細胞，同時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因為正常細胞受照而誘發(fā)新的疾病產生，重離子治療所產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直關鍵技術研究與應用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胞DNA的單鏈斷裂，而只有單鏈斷裂的癌細胞DNA經過一段時間后還有可能進行自我修復，這也就是說，在使用常規(guī)射線放射治療的一段時間后腫瘤還有復發(fā)的可能性。重離子束的另一個特性就是相對生物學效應要比常規(guī)射線高，在使用重離子束進行放射治療的過程中，重離子束進入患者的人體組織后，在癌細胞密度較大的地方所沉積的能量密度要比其它地方高，高密度的能量所產生的強大殺傷力能夠使癌細胞DNA的雙鏈斷裂，進而能更好地控制腫瘤的轉移與復發(fā)[8]。圖1.3重離子束生物學效應示意圖（3）重離子放射治療的另一個特性是對氧的依賴性較小，敏感性較高�？茖W家研究表明，腫瘤細胞之所以不受控制地衍生是具有非同尋常的供血系統(tǒng)，誘導許多的癌細胞變成了乏氧細胞。在使用光子等常規(guī)射線的放射治療時，由于對乏氧細胞的敏感性較差，這會導致大量的乏氧癌細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)光子放療中對癌細胞的殺傷往往需要依賴氧的存在，而重離子束則不需要。因為重離子的治療機理和光子不同，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產生正電子發(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的腫瘤位置及形狀進行外部成像，然后與定制的治療計劃所用的CT圖像進行對比，再根據(jù)

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3248233