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重粒子线治疗简介

重粒子线治疗设备
为了更多癌症患者的康复——向着推广普及大幅前进

重粒子线治疗专用设备的机制

要将重粒子线用于肿瘤治疗,首先要去除离子源即碳、硅、氩等原子中的部分电子,并用直线加速器将该粒子加速到光速的十分之一左右的速度,再通过碳薄膜全部去除剩余的电子。然后用同步加速器之高频电场使该粒子数十万次旋转加速至光速的70%左右后用于治疗。在同步加速器中重粒子的最高能量达到800MeV/核子(约光速的84%)。

更小型化的普及型照射设施——群马大学 重粒子线医学中心

重粒子线治疗虽然开启了难治性肿瘤治疗的曙光,但存在需要足球场大小的建设用地和建设费用之巨大难题。于是开展了对设备小型化的研发,根据医院规模确定重粒子线的能量,各设备经用最新技术改良后,成功地将建设面积缩小到约先行设施(HIMAC)的三分之一以下,大幅降低了建设和运行成本。第一台普及型重粒子线治疗设备建成于群马大学内,2010年开始投入临床治疗。

群马大学的重粒子线照射设施是纵横约45米×65米,高约20米的建筑物,设施内有直径约20米的同步加速器(将重粒子(碳离子束)加速到最高约光速的70%左右)、3个治疗室及附带设备。这一小型照射设施的成功运转在重粒子线治疗的普及方面迈出了一大步,受到了国际上的广泛关注。

群马大学的重粒子线照射设施

世界第一台重粒子线治疗专用设备“HIMAC”

世界上第一台重粒子线治疗专用设备HIMAC(Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba;放射线医学综合研究所(千叶))的建成确立了日本在重粒子线研究和临床应用领域的国际地位。为了有效利用重粒子射线,HIMAC共有3个治疗照射室,既可使用垂直射线也可使用水平射线,尤其是“治疗照射室B”可同时照射水平、垂直射线。

HIMAC是作为日本《第一个抗癌十年综合战略》的一环建设的第一个重粒子线照射设施,于1994年投入临床治疗以来已治疗了9,500多名患者,并发挥着作为研究设施的重要作用。

重粒子加速器 HIMAC总体图

三维扫描照射治疗及旋转机架

该中心建造了“新治疗楼”,以更先进的治疗技术减缓患者的身体负担,2011年5月份开始了三维扫描照射治疗(临床试验)。
此外,该中心还推进重粒子线旋转机架的小型轻量化,实现了世界首款搭载超导磁铁的旋转机架

【参考资料】 量子科学技术研究开发机构 放射线医学综合研究所、群马大学