一台用于IMP重离子治癌线上的电离室

介绍一种用于中国科学院近代物理研究所(IMP)重离子肿瘤治疗线上、于纵向场常压下工作的气体电离室,其灵敏面积为250 mm×250 mm,极间距离为10 mm,电离室工作气体为P10,在85kPa下流气式工作.用75 MeV/u 12C离子入射,测量了电离室的坪曲线.发现电离室工作坪区900-3000 V,12C的Bragg峰位于13.73 mm,峰的极大值半高宽(FWHM)为0.19 mm.     

质子治疗电离室剂量读出电子学研制

中国原子能科学研究院正在研制一套用于质子治疗的治疗头设备,为了实现束流剂量的测量,研制了一套剂量读出电子学装置,用于实现电离室剂量信号读取和测试。该电子学通过IVC102精密低噪声积分器实现电荷的积分放大,DSP56F82控制ADC实现数据的采集并处理,装置采用Modbus通信协议实现和上位机间的通信。同时设计了固定电荷发生器,利用其产生固定电荷量,用于对该电荷测量装置进行试验测试。结果表明,该装置在20 pC~2 μC电荷测量范围内的最大相对误差在0?62%以内,满足了设计需求。     

质子加速器开发现状及癌的质子射线治疗

用射线治疗癌,是仅次于外科手术的有效疗法之一,美、日两国各有用于射线治疗的电子直线加速器约3000台和500台。目前,能够迅速提高疗效的质子射线疗法,正从试验研究转入实用阶段。 1.质子射线的特性 射线对生物体的作用,是使构成细胞的分子产生电离或激发。与X射线、轻带电粒子不同,质子、重离子等重带电粒子穿过生物体,在接近射程终点时电离作用急剧增强,     

质子剂量的解析计算

计算了质子束垂直入射于水中的剂量分布,首先给出宽束入射时的剂量深度曲线。然后以－高斯函数描述多重散射作用,得到了三维剂量分布的积分公式。最后给出了入射粒子束为均匀圆柱时剂量分布离轴比的级数表达式。结果表明,给出的部分计算结果与ＰＴＲＡＮ的结果和实验结果符合较好。     

反冲质子探测系统中子灵敏度的Monte Carlo算法

在强流脉冲中子测量工作中,常利用PIN探测器测量中子与聚乙烯中的H核发生弹性散射产生的反冲质子.本文利用Monte Carlo技术进行快速计算的反冲质子探测系统中子灵敏度表达式,给出了算法和计算流程.     

质子诱导AHH-1细胞PIG3基因的mRNA表达和细胞周期改变研究

本文利用串列加速器加速的21MeV的质子束流对人正常淋巴细胞AHH-1进行辐照,研究了质子诱导AHH-1细胞PIG3基因的mRNA表达量和细胞周期改变的剂量和时间相关性。实时定量聚合酶链式反应(PCR)结果显示,质子辐照后,PIG3基因mRNA的表达量随剂量的增大而增大,表现出很好的剂量相关性。在不同的剂量点下,表达量随时间的变化趋势也大致相似,峰值出现的时间点除8Gy剂量点出现在12h外,其他剂量点均在照后6h达到。理论拟合曲线和实验数据也呈现出很好的一致性。细胞周期检测结果显示,在每个剂量点下,G2/M期细胞随着时间的延长呈现先增加后减少的趋势。以上结果说明PIG3基因mRNA的表达量在生物剂量计的应用上可能具有一定的基础和潜力,值得进一步研究。     

空间质子辐射有效剂量测量的闪烁探测器理论设计

有效剂量可解决航天员在空间飞行中所受质子辐射的危害比较与评价问题,在空间辐射危害评价中具有重要应用。为实现空间质子辐射有效剂量监测,针对空间各向同性质子辐射,利用蒙特卡罗程序设计了一种闪烁探测器。通过对探测器结构的特殊设计,在20-400 Me V能量范围内,各向同性质子在该探测器内沉积的能量与国际辐射防护委员会(International Commission on Radiological Protection,ICRP)116号报告提供的质子有效剂量基本成正比。通过探测质子沉积能量来监测质子辐射有效剂量,克服了直接测量有效剂量所存在的困难。对AP8MIN模型地球俘获带质子能谱与随机抽样质子辐射能谱,经数值计算,探测器给出的有效剂量与ICRP116号报告给出的有效剂量的相对偏差均小于±8%。     

质子辐照对RADFETs的γ辐照剂量响应的影响研究

针对辐射敏感晶体管(Radiation Sensitive Field-Effect Transistors,RADFETs)在地面标定使用60Co γ射线源而实际空间应用时存在的质子电子辐射环境的差异性问题,进行了10 MeV质子和60Coγ射线的对比辐照与协和辐照试验.采用中带电压法(Mid-gap Techniq...     

重离子治癌电源调节器的嵌入式系统

为满足HITFiL重离子治癌装置中对扫描铁电源精确控制的需求,基于EDA技术构建了嵌入式实时控制系统,采用高级RISC微处理器(ARM)+现场可编程门阵列(FPGA)+DA/AD技术实现对磁铁电源系统数字调节器的设计。经现场测试,本套系统运行稳定可靠,达到了设计要求,为今后重离子治癌专用装置的建设应用提供了可靠的技术保障。     

扫描式质子束剂量分布成像仪的研制及性能分析

在重离子癌症治疗技术中,保证重离子束的质量（均匀性、束斑大小和位置、能量等）非常重要。为满足临床对重离子束质量的要求,本文设计了一种新型质子束剂量分布成像仪。该剂量分布成像仪基于闪烁屏、镜面反射屏与光学信号采集装置,将重离子束通过硫氧化钆闪烁屏转化为可见光,通过采集可见光信号,对重离子束予以质量控制。同时通过精密的电动位移平台对闪烁屏、镜面反射屏与光学信号采集装置的相对位置进行遥控从而调整设备视野。结果表明,该剂量分布成像仪在布拉格峰后沿的能量分辨率为0.22 mm等效水深,空间分辨率为0.35 mm,对单一光源响应的均匀性在图像视野中心10 cm×10 cm的区域内为±3.5%,并可通过算法对测量结果进行修正。该剂量分布成像仪能完成对重离子束质量的各项关键指标的测试,可用于医用质子束的质量控制。     

基于光学CT的三维凝胶剂量验证技术的研究进展

放射治疗（简称放疗）是治疗肿瘤的重要手段,剂量验证是放疗法定的质量保证手段。随着三维调强等放疗技术的不断发展和对病人健康的重视,传统的二维静态等剂量验证手段难以应对新型精确放疗技术所带来的三维复杂分布剂量验证的挑战。基于光学CT的三维凝胶剂量验证技术将凝胶剂量学与光学CT技术相结合,通过凝胶剂量计来固定剂量信息、光学CT扫描重建三维剂量分布,并据此绘制等剂量曲线,提供了一种三维剂量分布的高分辨率快速验证手段。本文对此项技术的背景、理论与研究进展进行了综述。此技术尚处于研究早期,仍有一系列科学问题需进行深入探讨,具有很大的研究和发展潜力。     

Verification of the Dose Distributions With GEANT4 Simulation for Proton Therapy

A GEANT4-based simulation of an irradiation system for proton therapy has been developed for the verification of dose distributions. The simulation represents the treatment room and beam irradiation system at the Hyogo Ion Beam Medical Center (HIBMC). The beam irradiation system consists of a lateral beam-spreading system and a range modulating system, which enable a three-dimensional dose distribution to be achieved. The simulation was carried out for proton beams at the isocentric gantry nozzle for therapeutic energies of 150, 190, and 230 MeV. The simulated distributions were compared to measured dose distributions obtained by using a water phantom at the isocenter. This arrangement simulates the practical aspects of the beam irradiation of a patient. The validation of the simulation was performed in proton range for important materials in the beam line, and in the lateral uniformity of the radiation field at the isocenter. Dose distributions based on GEANT4 were verified with measurements of the Bragg peak and the spread-out Bragg peak. This verification shows that the simulations are in good agreement with measurements.     

Dose Measurement of Proton Beams on 100 MeV Cyclotron

<正>The 100 MeV Proton Cyclotron of China Institute of Atomic Energy is the only one that can be used in biological effects of space proton radiation in China.There has done a lot of research for biological effects of proton radiation on S3 beam line of the cyclotron.The accuracy measurement of proton dose is very important in dose-effect research.The SEEM detector and Faraday cup were usually used to diagnose theproton fluence and fluence rate,and then convert to biologically equivalent dose.However,this method ignores the effect of surrounding scattered particles,which brings trouble to the analysis of biological effect.In present study,EBT3film was used to establish a method of proton dose measurement evaluation.     

基于康普顿成像系统的碳离子治疗剂量监测研究

为实现碳离子治疗的精准放疗,精确监测患者体内的三维剂量分布,本文设计一种双层康普顿成像系统和简单反投影算法,利用Geant4仿真软件优化探测系统的结构,评估探测系统的探测效率、成像性能,分析200 MeV/μ的碳离子束轰击有机玻璃（PMMA）靶的三维剂量分布。此外,还使用四对像素1.5 mm×1.5 mm×10.0 mm、12×12阵列型的硅酸钇镥（LYSO）晶体对直径约为3 mm的²²Na点源进行康普顿成像实验,并对影响三维剂量监测精度因素进行分析。结果表明,对于0.847 MeV的γ点源,重建图像在横截面上半高宽（FWHM）增加至2.38 mm、冠状面上扩展至7.02 mm。康普顿成像系统通过探测碳离子束轰击PMMA靶产生的4.439 MeV瞬发γ射线,重建的三维剂量分布与真实三维剂量分布偏差为9.3%。利用LYSO康普顿成像系统样机的²²Na点源成像实验,得到半高宽为4.05 mm的重建图像,验证了康普顿成像方法的实用性。     

Preliminary Dosimetry Measurement of Accelerator Based on Boron Neutron Capture Therapy

正The basic principle of the accelerator based on boron neutron capture therapy(AB-BNCT)is to output charged particles by using the accelerator and react with the target nucleus to produce neutrons.The slowed thermal neutrons are irra-     

质子重离子加速器治疗中感生放射性的测量与防护

质子重离子治疗是当前国际公认最具优势的肿瘤放射治疗技术.由于质子重离子束能量较高,在束流损失能量过程中产生的次级中子使周围物质活化,从而产生感生放射性,可对工作人员和患者的健康带来威胁,因此需要重视与之相关的辐射防护.本文探讨质子重离子加速器治疗过程中感生放射性的产生原因与分布,通过蒙特卡罗模拟和测量得到次级中子的能量...     

MCNP计算含肿瘤Snyder修正头部模型的硼中子俘获治疗剂量

为得出硼中子俘获治疗(BNCT)中不同能量中子在含肿瘤Snyder修正头部模型内的深度-剂量曲线,籍以进一步理解BNCT原理,优化BNCT治疗中子源的能谱分布,本文利用MCNP模拟计算0.025 3 eV、1 eV、1 keV、10 keV、100 keV、1 MeV和混合能量的超热中子源在含肿瘤Snyder修正头部模型内的硼剂量、热中子剂量、超热和快中子剂量以及次级光子剂量组分的深度-剂量分布,并在此基础上得到总的相对生物学剂量的深度-剂量分布,以判断不同能量组中子源在BNCT中的优劣。结果表明,热中子头皮浅表处硼剂量高于肿瘤区硼剂量;快中子源硼剂量小,但其剂量组分中超热和快中子剂量过大;超热中子具有一定的穿透性,在脑深部肿瘤区形成了较高的硼剂量和总的相对生物学剂量。说明超热中子具有良好的BNCT治疗效果,热中子和快中子不适宜用于脑部BNCT治疗。     

TLD系统现场低剂量测量程序最优化

本文介绍一种TLD系统测量程序的简易优化方法。用程控因子HQ作为系统参量确定的指标,明显地改善了系统的探测阈值、灵敏度、信噪比等指标。