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    德國制造了世界最大醫療設備,重670噸四層樓高!

    2019-10-30

         

    來(lái)源:器械之家

    來(lái)源:器械之家

    2019-10-30

         

    德國制造了世界最大醫療設備,重670噸四層樓高!

     


    來(lái)源: 放療大雜燴


    2012年德國制造了一臺全球最大、最先進(jìn)、最復雜也是最昂貴的醫療器械:海德堡360°重離子治療一體機。




    ▲海德堡360°重離子治療一體機


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    海德堡360°重離子治療一體機是由德國西門(mén)子公司建造,重達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(chēng)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療機構,因劃時(shí)代的化療創(chuàng )新技術(shù)和針對腫瘤的獨特治療系統而聞名于全世界。




    ▲海德堡重離子放射治療中心


    2004年海德堡大學(xué)附屬醫院和德國州政府共同投資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。




    ▲海德堡重離子放射治療中心


    HIT中心的全體工作人員,包括醫生、護士物理師、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)連續運行,治療每天早晚兩班。




    ▲HIT總體方案圖


    海德堡360°重離子治療一體機是由一臺同步加速器,一臺離子源、RFQ和直線(xiàn)加速器串接形成的預直線(xiàn)加速器作為注入器組成。





    加速器引出的粒子束通過(guò)輸運線(xiàn),分別送到三個(gè)治療室和一個(gè)實(shí)驗區,兩個(gè)水平治療室,每室有一個(gè)固定治療頭,一個(gè)旋轉治療室有一個(gè)旋轉治療頭。




    ▲360°重離子治療一體機加速器


    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,相當在水中等效20~300 mm。





    加速器的束流引出時(shí)間是1~10s,在垂直和水平方向的束流直徑是4~10 mm,根據不同離子的類(lèi)型,粒子強度是從1×106~4×1010離子/每次引出。治療腫瘤的對象是目前難以治愈的腦瘤、前列腺瘤和軟組織肉瘤。





    2012年10月19日,這個(gè)世界首臺360°質(zhì)子刀和重離子刀治療一體機開(kāi)始全面運行工作,首先為三位患者提供放射治療。2013年開(kāi)始,在滿(mǎn)負荷運轉的情況下,預計每年能為750例患者提供治療。


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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。





    360°重離子治療一體機是一個(gè)巨大的鋼結構。它長(cháng)25米,直徑13米,重670噸,其中600噸裝置可以毫米級精度旋轉。





    360°重離子治療一體機的粒子束技術(shù)和建筑設施是由達姆施塔特重型研究中心完成。旋轉結構由MT Aerospace建造,MT Aerospace是衛星和望遠鏡建設的全球領(lǐng)導者。治療患者的技術(shù)是在西門(mén)子醫療與HIT-Betriebs GmbH專(zhuān)家合作的背景下開(kāi)發(fā)的。





    海德堡大學(xué)醫院HIT-Betriebs GmbH的物理學(xué)家,技術(shù)人員和軟件專(zhuān)家團隊負責360°重離子治療一體機的運營(yíng)和技術(shù)改進(jìn)。





    360°重離子治療一體機非常精確,以高達75%的光速到達患者,可以穿透到組織中30厘米并且偏離目標不超過(guò)1毫米。




    ▲360°重離子治療一體機治療腫瘤


    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,基于機器人的治療臺可以通過(guò)六種方式進(jìn)行調整。




    ▲360°重離子治療一體機治療患者


    光柵掃描被集成到360°重離子治療一體機中,這種極其精確的照射方法以毫米為單位掃描腫瘤,可以保護健康組織且只治療腫瘤區域。





    特別是腫瘤在高度輻射敏感位置或者諸如視神經(jīng)附近的復雜位置,可以通過(guò)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°重離子治療一體機的各部分組成如下圖所示。





    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。


    2.兩級直線(xiàn)加速器:離子在高頻結構中加速到高達10%的光速。





    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75%的光速。


    4.朝向治療室的方向:磁鐵引導并將光束聚焦在真空管中。


    5.治療室:光束通過(guò)窗口進(jìn)入治療室。患者被放置在治療臺上,該治療臺由計算機控制的機器人精確調節。





    6.位置控制:使用數字X射線(xiàn)系統,在照射之前創(chuàng )建圖像。計算機程序將圖像與用于治療計劃的圖像匹配,以精確地調整患者。


    7. 旋轉架:旋轉光束傳輸系統使治療光束能夠以最佳角度朝向患者。


    8. 旋轉架中的處理室:這是光束離開(kāi)旋轉架光束線(xiàn)的地方。兩個(gè)旋轉數字x射線(xiàn)系統用于在照射之前通過(guò)圖像引導來(lái)優(yōu)化患者位置。

     

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