質(zhì)子散射器會(huì)增加離散的程度

針對(duì)一個(gè)頭頸部的腫瘤，許多劑量不均勻的照射野，疊加后形成均勻適形的劑量分布，使腫瘤前后的重要器官，脊髓和食管免受照射。由于IMPT有這種顯著修整劑量?jī)?yōu)點(diǎn)，筆形束掃描系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化旋轉(zhuǎn)機(jī)架的機(jī)械設(shè)計(jì)，和減小旋轉(zhuǎn)機(jī)架的體積。PSI研究所的旋轉(zhuǎn)機(jī)架具有一個(gè)4m直徑的旋轉(zhuǎn)外圈，緊湊轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)和附有一個(gè)離軸的治療床，只在縱向移動(dòng)，橫向要用床來移動(dòng)比之下，散射系統(tǒng)用的旋轉(zhuǎn)機(jī)架必須盡量加大其直徑，以便增加散射源與照射中心的距離，從而減少大的散射源尺寸對(duì)半影的影響。

束流磁場(chǎng)掃描在后一塊偏轉(zhuǎn)磁鐵之前開始，這樣能使旋轉(zhuǎn)機(jī)架的半徑縮短，相當(dāng)于一塊掃描磁鐵的長(zhǎng)度。治療床偏心地安裝在、后一塊偏轉(zhuǎn)磁鐵出口處附近的旋轉(zhuǎn)機(jī)架上，再用一個(gè)在旋轉(zhuǎn)機(jī)架上的旋轉(zhuǎn)臺(tái)來保持水平。上游束流掃描一種是用平行中心軸的筆形束流傳遞方法，即放射等效源和旋轉(zhuǎn)機(jī)架軸（SAD）的距離是無限遠(yuǎn)。

赴美看病服務(wù)機(jī)構(gòu)愛諾美康介紹，無限遠(yuǎn)的SAD有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，由于不存在平方反比規(guī)律，可使治療計(jì)劃用的絕對(duì)和相對(duì)劑量測(cè)量驗(yàn)證變得簡(jiǎn)單。只要用束流傳遞控制系統(tǒng)，采用簡(jiǎn)單的束流點(diǎn)后沿線性下降模型，和在重疊劑量場(chǎng)上的劑量楔合處理，就能用匹配法和修補(bǔ)法形成較大的照射野，而無效對(duì)治療計(jì)劃優(yōu)化。

在一個(gè)平行束流系統(tǒng)中，除患者本身的移動(dòng)外，對(duì)照射野的大小實(shí)際上是沒有限制的。例如，在PSI旋轉(zhuǎn)機(jī)架上，曾用80cm長(zhǎng)的單野對(duì)全腦全脊髓范圍進(jìn)行治療。平行的筆形束掃描還有若干劑量學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，無窮大的SAD不再需要反比平方校正，筆形束在很大程度上不受影響，患者靶區(qū)的絕對(duì)劑量與參考游離中的質(zhì)子計(jì)數(shù)是相對(duì)應(yīng)的。

同一個(gè)系統(tǒng)可以采用很小的或很大的照射野。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，IMPT能夠按生物靶區(qū)的要求進(jìn)行治療，此時(shí)靶區(qū)的劑量分布與腫瘤細(xì)胞密度、代謝的生物活性有關(guān)。側(cè)向劑量下降，多種因素會(huì)影響掃描束的側(cè)向劑量半影，這些因素包括:在患者體內(nèi)（不可避免的）的多次庫倫散射(MCS）、上游空氣和設(shè)備中的MCS，以及筆形束起始空間和角度的性質(zhì)或相空間。患者體內(nèi)的MCS和患者體內(nèi)的束流射程成線性正比，根據(jù)定義這是不可避免的，是構(gòu)成側(cè)向半影的低值。而患者上游的空氣和設(shè)備中的MCS則必須盡量減少。

為此，首先要把束流輸運(yùn)的真空系統(tǒng)盡量靠近患者；其次，要盡量射程離散和動(dòng)量散度兩個(gè)因素，會(huì)影響質(zhì)子束后沿的劑量下降。在PSI測(cè)量的幾個(gè)不同能量深度的劑量截面圖。Bragg峰后沿的劑量下降，若不考慮動(dòng)量散度的影響而只考慮射程離散，大約是束流射程的1.1%。動(dòng)量擴(kuò)散對(duì)Bragg峰形狀的作用，是束流傳遞系統(tǒng)的一個(gè)特性，這是由于束流傳遞系統(tǒng)僅有一個(gè)在額定要求質(zhì)子能量上下區(qū)域的狹小能量窗口。若需保持Bmgg峰后沿的劑量下降，接近于射程離散的物理極限值，則動(dòng)量擴(kuò)散好不要高于±0.2%。

這一要求對(duì)高能射線尤為重要，因?yàn)榇藭r(shí)射程離散對(duì)劑量分布起更大作用。在低能射線中，一個(gè)士0.6%較大的動(dòng)量寬度，能減少劑量分布呈階梯狀的Bragg峰的數(shù)目，以終形成一個(gè)均勻的SOBP。赴美看病服務(wù)機(jī)構(gòu)愛諾美康介紹，掃描法產(chǎn)生的質(zhì)子束的后沿劑量下降，要比散射法的更為陡峭銳利，那是因?yàn)樯⑸淦鞅旧頃?huì)增加射程離散的程度。

Bragg峰是指大的臨床治療深度，和射程之間的函數(shù)關(guān)系。一個(gè)掃描劑量分布的側(cè)向半影基本上等于Bragg峰的側(cè)向半影。從患者體內(nèi)、束流相空間和上游處來的MCS的貢獻(xiàn)，對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)架1而言，治療頭內(nèi)的材料引起的MCS隨射線能量的降低而增大。由于空氣中的散射，低能筆形束的直徑難以做到<5mm，射程>10mm時(shí)，側(cè)向半影多由患者體內(nèi)的MCS造成。外部的準(zhǔn)直器將對(duì)側(cè)向半影產(chǎn)生作用。