姜浩宇 赵 江 周忠祖 王德志 高大庆

1（中国科学院近代物理研究所 兰州 730000）

2（中国科学院大学核科学与技术学院 北京 100049）

1 点扫描治疗原理

点扫描治疗是指在治疗过程中加速器主动改变离子的能量，以此来调整离子束的入射深度，同时利用磁扫描系统引导笔形束对肿瘤靶区进行逐点适形或调强照射治疗［1−4］。相对被动均匀扫描而言，点扫描是一种精确扫描，对束流配送系统设备的要求较高。点扫描电源是束流配送系统的关键设备，如图1 所示，其作用是为垂直扫描铁和水平扫描铁提供励磁电流，通过控制电流来控制水平和垂直磁场，引导束斑快速移动，从而对肿瘤切片进行适形精确扫描。治疗计划系统（Treatment Planning System，TPS）根据医生的治疗处方对肿瘤进行切片划分［5］，生成多层治疗数据，每层包含能量、计量、位置等信息。终端将位置信息转成电流数据一次性发给扫描电源，这样点扫描的过程就是电源根据反馈信号快速实时改变电流的过程［6］。其中电流的变化对应着束斑位置的变化，而且，根据治疗需求，电流变化率越快越好（小于200 μs/12 A）。目前，扫描系统扫描每层大概需要几百个毫秒。

图1 重离子治癌装置点扫描系统结构Fig.1 System structure for spot scanning in medical heavyion facility

2 反馈系统设计

束流位置监测在束流配送系统中具有非常重要的地位［7］，而精确反馈点扫描过程中的位置电流将有助于束流位置的动态监测、控制、校正等算法的开发［3］。然而，在点扫描的过程中，位置电流变化快、幅值小，容易被现场噪声淹没，因此，无法使用以太网和低速光纤传输的电流反馈方法。……