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质子散射器会增加离散的程度

针对一个头颈部的肿瘤，许多剂量不均匀的照射野，叠加后形成均匀适形的剂量分布，使肿瘤前后的重要器官，脊髓和食管免受照射。由于IMPT有这种显著修整剂量优点，笔形束扫描系统可以简化旋转机架的机械设计，和减小旋转机架的体积。PSI研究所的旋转机架具有一个4m直径的旋转外圈，紧凑转动的旋转台和附有一个离轴的治疗床，只在纵向移动，横向要用床来移动比之下，散射系统用的旋转机架必须尽量加大其直径，以便增加散射源与照射中心的距离，从而减少大的散射源尺寸对半影的影响。

束流磁场扫描在后一块偏转磁铁之前开始，这样能使旋转机架的半径缩短，相当于一块扫描磁铁的长度。治疗床偏心地安装在、后一块偏转磁铁出口处附近的旋转机架上，再用一个在旋转机架上的旋转台来保持水平。上游束流扫描一种是用平行中心轴的笔形束流传递方法，即放射等效源和旋转机架轴（SAD）的距离是无限远。

赴美看病服务机构爱诺美康介绍，无限远的SAD有几个优点，由于不存在平方反比规律，可使治疗计划用的绝对和相对剂量测量验证变得简单。只要用束流传递控制系统，采用简单的束流点后沿线性下降模型，和在重叠剂量场上的剂量楔合处理，就能用匹配法和修补法形成较大的照射野，而无效对治疗计划优化。

在一个平行束流系统中，除患者本身的移动外，对照射野的大小实际上是没有限制的。例如，在PSI旋转机架上，曾用80cm长的单野对全脑全脊髓范围进行治疗。平行的笔形束扫描还有若干剂量学的优点，无穷大的SAD不再需要反比平方校正，笔形束在很大程度上不受影响，患者靶区的绝对剂量与参考游离中的质子计数是相对应的。

同一个系统可以采用很小的或很大的照射野。从长远来看，IMPT能够按生物靶区的要求进行治疗，此时靶区的剂量分布与肿瘤细胞密度、代谢的生物活性有关。侧向剂量下降，多种因素会影响扫描束的侧向剂量半影，这些因素包括:在患者体内（不可避免的）的多次库伦散射(MCS）、上游空气和设备中的MCS，以及笔形束起始空间和角度的性质或相空间。患者体内的MCS和患者体内的束流射程成线性正比，根据定义这是不可避免的，是构成侧向半影的低值。而患者上游的空气和设备中的MCS则必须尽量减少。

为此，首先要把束流输运的真空系统尽量靠近患者；其次，要尽量射程离散和动量散度两个因素，会影响质子束后沿的剂量下降。在PSI测量的几个不同能量深度的剂量截面图。Bragg峰后沿的剂量下降，若不考虑动量散度的影响而只考虑射程离散，大约是束流射程的1.1%。动量扩散对Bragg峰形状的作用，是束流传递系统的一个特性，这是由于束流传递系统仅有一个在额定要求质子能量上下区域的狭小能量窗口。若需保持Bmgg峰后沿的剂量下降，接近于射程离散的物理极限值，则动量扩散好不要高于±0.2%。

这一要求对高能射线尤为重要，因为此时射程离散对剂量分布起更大作用。在低能射线中，一个士0.6%较大的动量宽度，能减少剂量分布呈阶梯状的Bragg峰的数目，以终形成一个均勻的SOBP。赴美看病服务机构爱诺美康介绍，扫描法产生的质子束的后沿剂量下降，要比散射法的更为陡峭锐利，那是因为散射器本身会增加射程离散的程度。

Bragg峰是指大的临床治疗深度，和射程之间的函数关系。一个扫描剂量分布的侧向半影基本上等于Bragg峰的侧向半影。从患者体内、束流相空间和上游处来的MCS的贡献，对旋转机架1而言，治疗头内的材料引起的MCS随射线能量的降低而增大。由于空气中的散射，低能笔形束的直径难以做到<5mm，射程>10mm时，侧向半影多由患者体内的MCS造成。外部的准直器将对侧向半影产生作用。