【摘 要】
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质子具有独特的布拉格峰特性,相对于X射线和γ射线,使用质子束治疗肿瘤更加精准并且副作用小。质子治疗中心一般包括旋转机架治疗室和固定束治疗室,固定束治疗室的占地空间小、投资成本低,既可以采用治疗床通过常规的平躺姿势完成放疗,也可以使用治疗椅进行坐姿放疗。坐姿放疗更适合治疗浅层肿瘤以及平躺困难的癌症患者,并且治疗椅的研发周期较短、成本低。本文根据质子放疗的需求研发了一款适用于水平固定束治疗室中的质子放
【基金项目】
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科技部国家重点研发计划——“数字诊疗装备研发”重点专项2016年度项目“基于超导回旋加速器的质子放疗装备研发”（项目编号:2016YFC0105300）
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质子具有独特的布拉格峰特性,相对于X射线和γ射线,使用质子束治疗肿瘤更加精准并且副作用小。质子治疗中心一般包括旋转机架治疗室和固定束治疗室,固定束治疗室的占地空间小、投资成本低,既可以采用治疗床通过常规的平躺姿势完成放疗,也可以使用治疗椅进行坐姿放疗。坐姿放疗更适合治疗浅层肿瘤以及平躺困难的癌症患者,并且治疗椅的研发周期较短、成本低。本文根据质子放疗的需求研发了一款适用于水平固定束治疗室中的质子放射治疗椅,用于头颈部肿瘤和眼部肿瘤的坐姿放疗和相关医学试验。本文总结了国内外放射治疗椅的特点,介绍了水平固定束治疗室中的主要设备和具体的放疗过程,根据坐姿放疗的具体要求拟定了质子放射治疗椅的体位固定方案和六自由度运动方案;基于人机工程学设计出满足不同人体尺寸的座椅,根据设计要求对体位固定装置和各个运动部件进行了结构设计和三维建模,完成了相关零部件的计算、校核与选型;基于ANSYS/Workbench对治疗椅的主要零部件进行了有限元分析,得到了各机构处于极限位置下的总变形和等效应力,分析结果表明结构的强度和刚度均在合理的范围内;基于误差理论对主要零部件的精度和误差进行了分析,通过对误差分量进行综合得到总体误差大小为0.36mm,满足总体精度为0.40mm的定位要求。本文所研发的质子放射治疗椅能够满足水平固定束治疗室的坐姿放疗需求,头部固定装置的高度能够进行调整,适应不同坐高尺寸的患者;治疗椅能够实现患者的治疗部位在一定角度范围内前后倾斜和左右倾斜,而体部保持固定不动;治疗椅能够提供定位所需的六自由度运动,结构紧凑并且整体高度较低。
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