为实现质子治疗装置的国产化和小型化，基于已完成安装调试的上海先进质子治疗装置（APTR），开展质子治疗注入器系统的升级设计研究，利用PARMTEQM设计软件和快聚束策略，针对APTR同步加速器RFQ直线注入器进行动力学设计模拟。RFQ工作频率为325 MHz，流强18 mA，对从离子源引出的低能质子束流进行匹配俘获、横向聚焦、纵向聚束和预加速，引出能量为3.0 MeV。通过优化预注入器RFQ动力学设计方案和极头参数，有效避免参数共振，减小束流损失，使其整体传输效率达到98.0%，在水平和垂直方向上的发射度增长分别为1.2%和3.3%，出口束流满足下一级腔体的注入需求，开展设计模拟验证和相关冗余度分析，为质子同步加速器的治疗设备和直线注入系统提供参照依据。