德國(guó)制造以過硬的產(chǎn)品質(zhì)量被大家認(rèn)可,,在醫(yī)療器械領(lǐng)域也是世界領(lǐng)先。2012年德國(guó)制造了一臺(tái)全球最大,、最先進(jìn),、最復(fù)雜也是最昂貴的醫(yī)療器械:海德堡360°重離子治療一體機(jī)。8 z3 ]6 n5 c: F+ T
: {0 @( k, s! L$ \▲海德堡360°重離子治療一體機(jī)
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海德堡360°重離子治療一體機(jī)是由德國(guó)西門子公司建造,,重達(dá)670噸,。放置在海德堡重離子放射治療中心(Heidelberg Heavy Ion Therapy Center,簡(jiǎn)稱為HIT),,它是歐洲唯一一家能同時(shí)提供質(zhì)子和重離子治療的大型醫(yī)療機(jī)構(gòu),,因劃時(shí)代的化療創(chuàng)新技術(shù)和針對(duì)腫瘤的獨(dú)特治療系統(tǒng)而聞名于全世界。
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▲海德堡重離子放射治療中心
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2004年海德堡大學(xué)附屬醫(yī)院和德國(guó)州政府共同投資1.19億歐元在海德堡建立該放射中心,。HIT中心占地面積5027平方米,,接近一個(gè)足球場(chǎng)的大小,共有2座建筑,,一個(gè)供各種人員辦公用,。一個(gè)是帶屏蔽的建筑,安裝有加速器和三個(gè)治療室,建筑共3層,,2層在地下,。
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▲海德堡重離子放射治療中心 ' X8 D- E- m* K/ J$ N
HIT中心的全體工作人員,包括醫(yī)生,、護(hù)士物理師,、工程師、技術(shù)員和助理等共70多人,。每周一到周六工作6天,,加速器24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,治療每天早晚兩班,。
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▲HIT總體方案圖
7 N r5 j" [6 I& L/ v7 p7 I8 n+ j海德堡360°重離子治療一體機(jī)是由一臺(tái)同步加速器,,一臺(tái)離子源、RFQ和直線加速器串接形成的預(yù)直線加速器作為注入器組成,。
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加速器引出的粒子束通過輸運(yùn)線,,分別送到三個(gè)治療室和一個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū),兩個(gè)水平治療室,,每室有一個(gè)固定治療頭,,一個(gè)旋轉(zhuǎn)治療室有一個(gè)旋轉(zhuǎn)治療頭。
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▲360°重離子治療一體機(jī)加速器 " i1 K8 f$ G/ r4 {. n, W8 W; J
加速器可加速四種治療用粒子,、質(zhì)子,、鈹、碳和氧離子,,碳重離子的能量是50~430 MeV/n,,相當(dāng)在水中等效20~300 mm。
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加速器的束流引出時(shí)間是1~10 s,,在垂直和水平方向的束流直徑是4~10 mm,,根據(jù)不同離子的類型,粒子強(qiáng)度是從1×106~4×1010離子/每次引出,。治療腫瘤的對(duì)象是目前難以治愈的腦瘤,、前列腺瘤和軟組織肉瘤。
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2012年10月19日,,這個(gè)世界首臺(tái)360°質(zhì)子刀和重離子刀治療一體機(jī)開始全面運(yùn)行工作,,首先為三位患者提供放射治療。2013年開始,,在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,預(yù)計(jì)每年能為750例患者提供治療,。 % G4 ^0 \* r) N! r
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HIT中心一共有三層,,兩層在地下。還有一個(gè)是帶屏蔽的建筑,安裝有加速器和三個(gè)治療室,。
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360°重離子治療一體機(jī)是一個(gè)巨大的鋼結(jié)構(gòu),。它長(zhǎng)25米,直徑13米,,重670噸,,其中600噸裝置可以毫米級(jí)精度旋轉(zhuǎn)。
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360°重離子治療一體機(jī)的粒子束技術(shù)和建筑設(shè)施是由達(dá)姆施塔特重型研究中心完成,。旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)由MT Aerospace建造,,MT Aerospace是衛(wèi)星和望遠(yuǎn)鏡建設(shè)的全球領(lǐng)導(dǎo)者。治療患者的技術(shù)是在西門子醫(yī)療與HIT-Betriebs GmbH專家合作的背景下開發(fā)的,。
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海德堡大學(xué)醫(yī)院HIT-Betriebs GmbH的物理學(xué)家,,技術(shù)人員和軟件專家團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)360°重離子治療一體機(jī)的運(yùn)營(yíng)和技術(shù)改進(jìn)。 4 b0 G/ C9 v% X& V
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360°重離子治療一體機(jī)非常精確,,以高達(dá)75%的光速到達(dá)患者,,可以穿透到組織中30厘米并且偏離目標(biāo)不超過1毫米。 # I& y, N/ \8 [# I% Y) K
▲360°重離子治療一體機(jī)治療腫瘤 ) x$ P8 T0 {+ I9 J
360°重離子治療一體可從任何角度用重離子(碳,,氦,,氧)和質(zhì)子(氫)照射腫瘤。此外,,基于機(jī)器人的治療臺(tái)可以通過六種方式進(jìn)行調(diào)整,。
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▲360°重離子治療一體機(jī)治療患者
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光柵掃描被集成到360°重離子治療一體機(jī)中,這種極其精確的照射方法以毫米為單位掃描腫瘤,,可以保護(hù)健康組織且只治療腫瘤區(qū)域,。
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特別是腫瘤在高度輻射敏感位置或者諸如視神經(jīng)附近的復(fù)雜位置,可以通過選擇最佳射束入射角來(lái)減小這些器官的損傷,。
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海德堡360°重離子治療一體機(jī)的各部分組成如下圖所示,。
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1.離子源:這是產(chǎn)生正電荷原子 - 離子束的地方。使用氫氣獲得質(zhì)子,,使用二氧化碳獲得碳離子,。
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2.兩級(jí)直線加速器:離子在高頻結(jié)構(gòu)中加速到高達(dá)10%的光速,。
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3. 同步加速器:六個(gè)60°磁鐵將離子束彎曲成圓形路徑,。在大約一百萬(wàn)個(gè)軌道中,離子被加速到高達(dá)75%的光速,。 4.朝向治療室的方向:磁鐵引導(dǎo)并將光束聚焦在真空管中。
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5.治療室:光束通過窗口進(jìn)入治療室,。患者被放置在治療臺(tái)上,,該治療臺(tái)由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人精確調(diào)節(jié)。 - L: w6 h" O- S. _' s/ D1 e
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6.位置控制:使用數(shù)字X射線系統(tǒng),,在照射之前創(chuàng)建圖像。計(jì)算機(jī)程序?qū)D像與用于治療計(jì)劃的圖像匹配,,以精確地調(diào)整患者,。
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7. 旋轉(zhuǎn)架:旋轉(zhuǎn)光束傳輸系統(tǒng)使治療光束能夠以最佳角度朝向患者。 * g$ e6 @7 b$ S l
8. 旋轉(zhuǎn)架中的處理室:這是光束離開旋轉(zhuǎn)架光束線的地方,。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)數(shù)字x射線系統(tǒng)用于在照射之前通過圖像引導(dǎo)來(lái)優(yōu)化患者位置。 來(lái)源: 瘋狂機(jī)械控。 0 k. u z$ x) i4 Z
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