49
.China Medical Device Information | 中国医疗器械信息
临床医学工程
Clinical Medical Engineering
质子在放射治疗中的优势已得到放疗界的广泛认同，甚至可以说质子治疗是放射治疗方法的一次革命性飞跃[1]。所以从某种意义上说，质子可以挽救常规放疗不能治愈的癌症患者。放射治疗设备的更新换代带动了照射技术的改进与升级，同时也反映出医疗水平的高低，而质子加速器也具有自身的原理，现就质子加速器的原理谈谈自己的一管之见[2]。
1.
质子加速器
产生质子射线的加速器（回旋、同步或直线加速器）。质子带一个单位正电荷，也就是氢的原子核。带电粒子在均匀磁场中运动会受洛伦兹力而作圆周运动，质子主要与组织中的原子核外电子相互作用，因质子质量是电子质量的1836倍，其惯性比较大，要保持高速的质子作小半径圆周运动就需要非常强的磁场。作为质子治疗的医用质子加速器必须满足以下基本条件：质子经过人工加速后为达到治疗条件其最大能量要高于250MeV ，并且在70~250MeV 范围内能量连续可调，在10cm ×10cm ×10cm 靶体积内能够输出每分钟几个Gy 的剂量率，相当于质子束流强度约为1010/s 。因此设备复杂，体积大，价格昂贵，运行费用高是质子治疗设备发展的首要问题。超导的应用、加速到一个固定能量、使用计算机自动管理等措施使质子治疗系统逐步进入医疗市场，在有条件的医院使用它为患者服务成为
可能。另外，对于质子加速器的运行和维修都需要专门的培训，临床医生也需要对质子特性作更深的了解，还需要配备一定的物理人员。
2.
质子束的均整与准直
质子束的束流截面一般为3~4mm ，在水中停止后也只有1~2cm ，同时在质子到达射程末端停止时形成的布喇格峰值得深度范围也很窄。假设某一能量的质子在组织中的射程为30cm ，则其束流截面积和射程之积约为30cm ×1cm 2=30cm 3。若布喇格峰宽为1cm ，则射程末端处布喇格峰的体积大约只有1cm 3。因此，必须要在线束方向的侧方向上用调能器将质子束同时展宽到临床可用的范围。
3.
质子回旋加速器的基本原理
经典的回旋加速器只能把质子加速到几十MeV ，无法用于治疗。原理如图。
收稿日期：2017-08-02
浅谈医用质子加速器原理
王摇摇 太和县人民医院放疗科 （安徽 阜阳 236600）
文章编号：1006-6586(2017)20-0049-02 中图分类号：R318.6 文献标识码：A
内容提要： 放射治疗设备是放疗的物质基础，目前光子束和电子束在肿瘤放射治疗中已得到广泛应用。而质子束的剂量
分布形式具有典型的布喇格峰型剂量分布，Bragg 峰的深度可通过调节质子射束能量进行调节，所以可以提高肿瘤内的照射剂量，降低周围正常组织和危及器官受照剂量，同时质子治疗设备具有使用年限长的特点，所以医用质子加速器以其独特的优势和稳定性使其具有广阔的发展前景。
关 键 词： 放射治疗 质子加速器
原理