国内首台迈胜PBS质子治疗系统的束流特性分析

目的:介绍并讨论国内第一台迈胜S250i紧凑型笔形束扫描质子治疗系统的束流特性。方法:利用平行板电离室测量输出剂量;利用大半径布拉格峰电离室测量从最高能量227 MeV下降到28 MeV共19档能量下的积分深度剂量,以表征质子束特性;利用Phoenix平板探测器测量射束中心轴上空气束斑曲线,并测量多点束斑验证输出位置精度;测量自适应多叶光栅叶间泄漏和半影减少效果,以表征其性能。结果:该质子系统被校准为最高能量为227 MeV,(10×10)cm^(2)均匀方野在水下5 cm深度处输出剂量为1 Gy。该系统能够将质子束射程调制到患者体表,原始布拉格峰在所有能量下具有恒定的80%-80%宽度8.6 mm。最高能量射束在空气中等中心处的束斑尺寸约为4 mm,束斑投射位置精度在1 mm以内。自适应多叶光栅对最高能量射束的叶间漏率小于1.5%,并能显著减小射野半影。结论:迈胜S250i质子治疗系统具有独特的设计和束流特性,在布拉格峰形状、束斑大小随能量的变化以及自适应光栅的半影锐化效应上均有体现,在TPS建模和计划设计时需要考虑这些差异,以执行精准质子治疗。

质子调强放射治疗计划系统KylinRay-IMPT

近年来质子放疗已成为肿瘤治疗领域中发展和研究的热点。精准放射治疗系统麒麟刀(Kylin Ray)集动态调强放射治疗、图像引导放射治疗、剂量引导、质子调强放射治疗等先进放疗技术于一体。质子调强放射治疗计划系统Kylin RayIMPT是其中质子放疗计划制定子系统,目标是为质子精准放射治疗的实施提供精准放疗计划制定平台,系统支持被动散射和主动扫描方式下的放疗计划制定。本文主要介绍Kylin Ray-IMPT系统设计、主要功能和关键技术问题研发进展。

质子治疗控制系统的逻辑设计研究

质子治疗控制系统是质子治疗装置的配套软件,它具体来协调、控制各子系统之间的状态和工作。该研究初步开展质子治疗控制系统的软件架构和硬件实现设计工作,为整体系统调试打下基础。运用C#编程语言及Windows呈现基础编程框架,质子治疗技术文档给定的传输控制协议网络通信协议和模型-视图-视图模型模式在Windows环境下对软件的各个层次的逻辑设计与实现进行了研究,约定了TCP通信协议之下各个子系统的通信接口,对质子治疗的摆位野和治疗野流程进行了逻辑设计和研究,并采用上述技术对用户界面进行了设计和开发。该程序实现了质子治疗控制系统与各个子系统之间的通信,从而控制和监控整个治疗流程。该质子治疗控制系统为质子治疗装置的远程整体调试以及在线监控提供了软件基础。

质子治疗旋转机架控制系统设计与实现

旋转机架是质子治疗设备中的关键部件,其主要功能是对治疗头、束流输运线等关键部件进行承重,并旋转至一定角度实现质子束对肿瘤特定角度的照射;针对在放疗过程中终端控制旋转机架运动的控制需求,提出了一种质子治疗旋转机架控制系统设计方法;基于Socket通信技术开发了总控室的服务端程序和工控机的客户端程序,并运用MFC类库设计了服务端与客户端的人机交互界面;在此基础上,在客户端程序中开发了基于S7.Net库的PLC上位控制模块;为保证医护平台在机架运动过程中的水平,在PLC程序中设计了一种同步运动控制模型,实现机架和医护平台的同步运动;现场实验结果表明:该系统可以终端控制旋转机架以0.1~1 rpm在-180°~180°范围内运动,以及控制气动踏板的伸出和退回,还会实时监控机架旋转角度和旋转速度,适用于化疗过程中的工作环境,并验证了设计的同步运动控制模型可以实现旋转机架和医护平台同步运动。

质子治疗系统超厚度射线屏蔽钢板墙高精度安装工艺

质子治疗系统是通过产生质子束为患者进行肿瘤方面的治疗,有利于帮助人们恢复身体健康。但过量的质子束会损伤身体健康,同时影响周边设备的安全运行。因此,需要对质子束系统采取特殊的辐射屏蔽措施,保障治疗中心工作人员人身安全与相关设备安全运行。通过在质子束资料系统区域中的大体积混凝土屏蔽墙体内采用超厚度射线屏蔽钢板墙,预防质子束辐射的危害。通过对超厚度射线屏蔽钢板墙的安装工艺进行研究,分析安装工艺技术、安装思路以及流程,提出工艺质量控制与工艺过程安全控制等要求,保证超厚度射线屏蔽钢板墙的高效、质量、安全的施工,同时,满足对射线屏蔽需求,保障质子肿瘤治疗中心工作人员健康与设备安全可靠运行。

从临床需求出发,研制实用型质子治疗系统

近年来,质子治疗技术发展迅速,治疗患者人数与日俱增。然而,质子治疗技术的应用程度离实际需求还相差甚远。因为质子治疗系统资源短缺和成本过高,大多数患者难以触及或付不起高昂的治疗费用。为了改变这种状况,需要从临床需求出发,研制新型实用质子治疗系统。该文提出一种实用型质子治疗系统的概念设计。与现有系统相比,新设计的一个特点是降低质子束最高能量至175~200 MeV;另一个特点是配置豪华型和经济型2种治疗室,豪华室配置旋转机架和六维度治疗床,经济室配置水平固定束和患者立式旋转摆位装置。这种设计不仅可以降低质子治疗系统成本和机房建造成本,而且方便医院选择合适的配置,从而最终使更多患者受益。

质子治疗系统注册检验综述

质子治疗是一种适用于治疗全身实体恶性肿瘤及某些良性疾病的高效、精准的放射治疗,越来越多地在国内普及。针对这一特殊设备,目前国家药品监督管理局实行每台都需要注册检验和注册取证政策。因此,质子治疗系统注册检验是质子治疗系统取得国家注册证的重要环节。新3版国标的实施,质子治疗系统注册检验工作内容增加,试验部分工作量增多,注册检验时间大大增加。结合国内外实际经验,针对质子治疗系统的复杂性、独特性,总结了质子治疗系统注册检验需要考虑的法规标准和关注的问题,以及审评时对注册检验的要求,供质子治疗设备同行企业参考。

上海质子治疗装置动态电源控制系统

上海质子治疗装置是由中国科学院上海应用物理研究所研制的首台全国产化的质子治疗设备。注入器产生不同能量的质子束满足多样化的治疗所需,而对不同能量束流的轨道约束则由加速器主环动态电源和对应磁铁动态电流的调整来实现。为了避免磁场动态改变时磁铁涡流特性变化带来的干扰,在传统静态电源控制基础上,利用PCASpy模块设计了全新符合实验物理及工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)规范的上层控制系统,通过高速下载预设电流波形和过程控制,基本消除了涡流影响。该控制系统目前已在主环束流调试过程中正常使用。

肿瘤放疗前沿:质子治疗系统

本文介绍了质子治疗的原理、特点及优势,并阐述了质子治疗系统的基本结构、发展历程及其临床应用现状,指出质子治疗作为前沿放疗技术将为肿瘤治疗带来新的发展方向。

肿瘤放疗前沿:质子线治疗系统

放射治疗是恶性肿瘤治疗的主要手段,质子治疗是当前医学物理界的一大前沿热点,是在二十世纪电子直线加速器肿瘤放疗的基础上,放疗方法的一个新飞跃。本文介绍了质子治疗的原理、特点及优势。

质子治疗系统原理及其应用

质子治疗作为新兴的肿瘤治疗手段,与传统放射治疗相比具有不良反应小、治愈率及精确度高等优势。但质子治疗系统(PTS)在国内安装较少且安装要求较高,涉及的大型设备及技术较为复杂。现有PTS的研究仍停留在理论介绍阶段,并不依托具体产品进行贴近临床应用的介绍。通过对国内首台装机完成并即将开展临床试验的IBAProteusPLUS多室质子解决方案设备进行系统性介绍,以产品技术为主线,阐述从理论到实际临床应用的研究现状,弥补国内质子相关研究领域的空白。

立体定向质子放射治疗计划系统

以OURP－TIS为例介绍一种基于NT图形工作站的立体定向质子放射治疗计划系统，包括断层图象输入、三维重建、图象融合、剂量计算、方案评估等子系统。

质子/碳离子治疗系统注册申报技术资料审评关注点

该文主要介绍了质子/碳离子治疗系统申报注册时,技术审评关注的几点内容,供制造商在申报注册时参考。

一种新型质子治疗剂量递送系统的设计研究及模拟验证

目的:针对激光等离子体加速的质子束流特性,设计用于剂量递送的新型紧凑治疗头系统,并通过模拟计算验证该方法的有效性与适用性。方法:基于实验上已实现的激光质子束流参数,利用散射体设计软件NEU(Nozzles withEverything Upstream)进行流线型散射体设计。通过散角选择和能散调制进一步优化剂量递送效率,并利用蒙特卡罗模拟计算软件TOPAS(TOol for PArticle Simulation)及底层的Geant4(GEometry ANd Tracking)计算引擎分析并验证激光质子通过此剂量递送方法后水模体中的剂量分布。结果:在直径6cm、高5cm的圆柱形靶区内,深度剂量分布平坦度在±1%以内,横向剂量分布在±3%以内。结论:此剂量递送方法及系统适用于现阶段激光质子束流特性,水模体靶区内剂量递送均匀、高效且稳定。

质子治疗室的人身安全系统设计

质子治疗技术近年来已成为医学界研究的前沿热点,同时质子治疗系统的研发也成为国内医疗企业追捧的热点。文章总结作者在广东恒聚质子中心项目中的研发成果,介绍质子治疗系统固定治疗室方案中治疗室人身安全系统的设计,内容包括治疗室内安全设备组成和分布,以及搜索清场、紧急停机、信号联锁、状态监控等功能与实现策略。

ProBeam质子治疗系统辐射屏蔽的防护效果

目的:对医用质子治疗系统的辐射屏蔽效果进行实际测量和分析,以期为相关单位和部门进行质子放射工作场所辐射防护检测或相关研究提供参考。方法:以瓦里安ProBeam质子治疗系统为研究对象,根据回旋加速器、治疗机房的布局和质子束流的传输路径和方向,进行了各关注点位的布局设计。另外,测量方案中对各关注点位设计了最不利工况,使用X/γ探测器和中子探测器对各关注点位在对应工况下的X/γ剂量率和中子剂量率进行实测,并对测量结果进行理论分析。结果:各关注点位实测到的X/γ和中子剂量率均低于辐射防护标准要求的限值,且大部分点位的实测数据接近环境本底水平。其中,位于降能器上方电源室的U1点位的剂量率测量值最高,为2.28μSv/h,同样低于防护标准要求的适用于该点位的剂量率限值10μSv/h。结论:本研究涉及的质子治疗系统的屏蔽设计满足辐射防护的要求,所有关注点位在最不利条件下的剂量率实测结果均满足防护标准的剂量率限值要求。对于质子治疗系统屏蔽防护效果研究的点位布局及测量工况设计和实测数据方面,本工作可以为同类研究提供参考依据。

关于质子治疗系统临床评价要求的探讨

该文主要介绍了质子治疗系统申报注册时,临床评价涉及的主要问题,临床数据收集、数据分析方法等,供注册申请人参考。

质子治疗系统设备安装实践

文章针对质子中心的建设,详细阐述了质子治疗设备的安装过程,总结了相关安装方案和实战经验,为质子治疗中心的建设、设备安装提供参考和借鉴。

探讨质子治疗系统在肿瘤放射治疗中的作用

目前，在我国肿瘤患者的临床放射诊疗过程中，质子治疗技术是肿瘤放射治疗中最先进的放疗技术，其应用前景一片光明。本文主要讨论了质子治疗系统在肿瘤放射治疗中的特征、作用及应用优势，并对质子治疗系统的发展过程及其临床运用进行相关探讨。

质子治疗系统的电磁发射检测方法研究

质子治疗系统的电磁兼容检测有别于传统产品在暗室里的检测,对样品组成的划分、适用标准的理解、运行模式的制订、测试位置的选取、现场的噪声排查等都有很高的要求。按照GB 4824—2019标准要求进行了解读,制订了质子治疗设备辐射发射的检测方法,为检测行业提供参考意见,并结合实际测试中遇到的问题进行了研究。