根据世界卫生组织(WHO)公布的数据显示，癌症已成为现代人类最大的致死原因。在中国，每10秒就有1人被诊断患有癌症，癌症死亡率超过 50%。 

       目前针对癌症常规的治疗方法有3种：通过手术直接切除肿瘤；通过化疗，即注射药物杀死肿瘤细胞；通过放射治疗杀死肿瘤细胞。根据病情的不同，约70%的癌症病患应当接受放射治疗，而在放射治疗过程中，大约90%的情况下需要用到一种叫做医用电子直线加速器(LINAC，简称医用加速器)的设备。 

       医用加速器的原理简单来说，是加速器通过电场将电子加速，电子击中钨靶后其能量转换为高能X射线，就是所谓的高能光子，高能光子穿透力强，可用于治疗人体组织中深处的肿瘤。在此过程中，高能光子的能量可以破坏细胞染色体，使细胞停止生长。由于癌细胞生长和分裂的速度更快，因此比人体正常组织对射线更敏感。问题的关键在于，放射治疗中既要保证足够的射线剂量能够杀死肿瘤，又不能因放射过量对人体的正常组织造成损伤，产生副作用。 

       对于实验室研究来说，加速器只是参考辐射源，研究的关键在于辐射量值的测量。由于人体70%由水组成，因此放射治疗的处方剂量是水吸收剂量，也就是单位质量的水所吸收的能量。研制水量热计，能够对水吸收剂量进行测量。 

       水量热计的原理是测量加速器产生的高能X射线在水中形成的温度上升，原理并不复杂，实现高精确度的测量却是很大的挑战，由于需要测量的温度变化极小，要求实现精准的温度测量，并控制环境温度和噪声。另外在X射线的辐射与水的相互作用过程中，并不是全部能量都转换成了温度的上升，会有部分热量损耗。 

       目前我国的研究成果已达到不确定度为0.35%，国际公认的放疗临床要求肿瘤部位剂量测量不确定度为低于5%，在这两个数字之间，还要考虑人的呼吸、心脏的跳动、在治疗床上所处的位置，以及操作设备的物理师如何执行放疗计划等许多因素。 

       随着放疗技术的不断发展，医院的放疗物理师，需要像雕刻师一样，能够把看不见的射线聚焦，将肿瘤的三维形状雕刻出来。所以，放疗研究的下一步需要提供三维剂量的量值溯源，并验证治疗计划，以确保更好的治疗效果。 

       另外，一些新型放疗设备正在启用，比如质子、重离子治疗。质子治疗这种新兴技术的最大优势在于“定点爆破”。普通医用加速器产生的X射线，虽然能够杀死肿瘤细胞，但X射线的强穿透性对其所穿过的正常人体组织可能造成损伤。质子光束却能在病人体内停留、并利用尖锐的光束峰杀死肿瘤细胞，就是所谓的“精准制导、定点爆破”，减少了辐射对于人体正常组织的损害,降低副作用。可想而知，这种治疗技术对计量要求非常高，如果无法准确测量能量和剂量，就无法实现精准的肿瘤细胞定位，一旦错误地爆破了正常细胞，对人体的伤害更大。因此，质子、重离子等先进技术要求更高水平的计量技术。 

       因此，计量技术的不断发展，能够保障我国医学诊疗的有效性和安全性，支撑大型医疗器械的国产化，为进一步实现精准医疗提供技术支撑。