一种用于重离子治癌的剂量控制器设计

李桂花，乔卫民，敬 岚

（中国科学院 近代物理研究所，甘肃 兰州 730000）

近年来，重离子治癌取得了显著成就，德国和日本等进行了重离子治癌技术研究，并开始了临床应用。中国科学院近代物理研究所（IMP）进行了重离子治疗肿瘤的临床实验，获得了一定的治疗效果。相对于传统的放射线（如X、γ射线等）治疗，重离子束在射程末端形成高剂量的Bragg峰，同时表现出高的相对生物学效应（RBE），且重离子侧向散射小，更适合精确的适形照射。通过精确计算放疗区域，采用具有mm精度的控制系统，可使离子束正确覆盖治疗区，不对周围正常组织产生明显影响，当肿瘤位于人体重要器官附近时更显其优越性［1］。本工作主要介绍剂量控制器的控制原理和各模块的具体实现过程。

1 主动型束流扫描的剂量控制［2］

束流配送系统，也称照射野形成系统，由重离子束运线和束流扫描系统构成，是重离子治癌临床实验的关键系统。束流配送系统将束流送达照射野，使肿瘤受到均匀的足够剂量的照射，而周围正常组织尽可能少受损伤。

目前国际上束流配送系统主要包括两种：被动型的束流横向扩展和主动型的束流扫描。IMP采用了主动式点扫描，参照德国重离子研究中心（GSI）成功研制的笔形束扫描法，在横截面上将加速器引出的离子束通过X和Y方向的两台扫描磁铁扫描肿瘤的整个截面，将肿瘤片的截面分割成多个单元，对每个单元进行逐点照射，束斑对每个单元要做一定的停留，停留时间由束流强度和治疗处方剂量决定，当剂量达到预先设定的值时，束斑移到下一单元，如此循环使整个截面均被照射；……