短脉冲技术对粒子治疗的影响
发布日期：2017-11-21通常情况下，束流到达所需能量时引出，在环内旋转一周的时间与粒子的速度即能量有关。在治疗粒子所需的能区以及紧凑型同步加速器情况下，通常此值<lp(1/1000000秒）。所以，当束流在一圈内引出，引出的脉冲长度<lfXS。有学者建议采用“快周期”的同步加速器，去增进加速过程（例如60Hz的加速周期）。在获取相等的平均引出强度情况下，快周期同步加速器的加速周期内必须比储存在环内质子的数目要低一些；但引出束流是一个短脉冲，不是随时间慢慢的引出。
出国就医服务机构爱诺美康介绍到，这种短脉冲技术对粒子治疗，至今仍是有用的。在临床使用时，好有一个数百毫秒或数秒长度的调强束流。所以，通常采用共振引出技术，及其变异技术(variants）来慢引出。目前已建造了若干台粒子治疗的同步加速器，日立（Hitachi）公司的同步加速器，代表当前用于质子治疗医用装置的同步加速器的尺寸大小。曾有学者考虑过某些总重<2吨的称作“桌上（tabletop）”同步加速器的概念设计，在运行方面做出重大改进。
通常，同步加速器的运行是循环性的（cyclic），即束流只是在特定的、由设备规定的时刻引出，并用于临床治疗。然而，临床应用往往需要产生束流的时间能和患者的呼吸周期同步，此项要求和加速器的内在运行模式是矛盾的。但是为了满足治疗需要，日立公司将运行设计为可以允许加速器周期在任何时刻起动，并允许有一个延长的引出时序。图是这个系统的示波器显示，上方的示迹信号是患者的呼吸信号；中间的示迹信号是当允许患者，进行照射时的呼吸信号驱动的时间序列；下方的示迹信号是在允许照射期间，加速器的引出束流。
出国就医服务机构爱诺美康介绍到，重离子治疗用的同步加速器要稍大一些，目前正在考虑重量>600吨的重离子超导回旋加速器的概念设计。束流传递系统流引出后，必须引向适宜的治疗室，并用适当的引导方法使束流定位到患者的肿瘤。为此出现许多机械装置，其中通用的一种是旋转机架，它可将束流以任何角度传送到患者肿瘤部位。若再配上-个具有六自由度调整的患者定位装置，那么就可以将束流以任何方式输送到患者的肿瘤部位。一个旋转机架系统的大小将由日立系统所示的患者治疗围墙（enclosure）中所允许的空间来确定。
这个空间必须便于医务人员对患者进行治疗操作，能安放患者定位所需的影像装置。旋转机架的治疗头中要安装束流传递部件，和剂量测量用的束流测量设备。为了满足上述要求，质子治疗用的旋转机架的规模相当巨大。通常其直径可达10m，正如所示的日立旋转机架系统。重离子旋转机架中要包含更高能量和质量的重离子用的各种磁铁，所以规模要更大。德国Heidelberg的重离子治疗中心的重离子旋转机架重约600吨。
屏蔽要求，加速器、束流线和旋转机架组成的治疗技术系统，必须整合在一个医用装置内。这点可以根描述的各个装置的需求来完成。一切含有束流的设备在束流加速时刻都会产生辐射，都必须有辐射屏蔽。在典型情况下，根据建筑的具体地点，屏蔽墙的厚度需要6〜14英尺，而天花板的厚度可达10英尺。对装有屏蔽的地方，一定要等到束流断开后才可以进入该房间。新的和重新再用（revisited）的技术，正如之前提到的，为了减少加速器的尺寸和改进运行的可靠性和性能，曾考虑开发某些新技术。
原则上，可以将一个较小和较轻的加速器安装在旋转机架上。这时，一个治疗室需用一个加速器，或是一个治疗室需要一个加速器和一个室内特定的束流线。固定聚焦交变梯度加速器（FFAG），意味着将回旋加速器和同步加速器的优点相互结合起来。一张FFAG加速器的照片，该系统有一个和同步加速器相类似的磁铁，可以适应很宽的束流的能量射程，以取代磁场随能量增加而增强的方法。束流径向轨迹和磁场如同在回旋加速器中那样固定不变。当前的研究工作是想确定这种新概念和方法能否用于粒子治疗。
出国就医服务机构爱诺美康介绍到，美国Detroit的Harper医院，运行着一台用于快中子治疗的70MeV超导回旋加速器。这个例子促使推动超导向更高的磁场发展，使之能加速质子能量至200MeV的质子治疗，它的体积足够小，能够安装在采用散射束流传递法的旋转机架上，超导同步回旋加速器已具有专利。据说目前已有一台正在建造中，但尚未得到有关详情。
