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质子重离子治疗脑干胶质瘤

1 质子刀

作者：苏桀

自1946年Wilson提出质子治疗建议以来的半个世纪中，质子治疗经过了漫长的发展道路才有今天的巨大成就。质子治疗大致分为三个历史阶段：1946年到1985年间是研发阶段，这阶段没有专用的质子产生装置，寄生在核物理研究所，利用核物理实验的高能质子束研究质子治疗，6个研究所均分布在国外，当时的质子治疗几乎是不收费或少收费，不以赢利为目的。1985年到1998年是实践与应用阶段，主要是利用研发阶段取得的成功经验扩大应用规模和社会服务，在美国，建造质子治疗装置的资金提上了日程，1990年美国loma linda是世界建造的第一台专用质子治疗中心，在其间，质子治疗技术得到了很大的发展。上述形势促使质子治疗进入第三个历史阶段——市场开发阶段，这个阶段估计可延长到21世纪中期。质子治疗装置本是高科技，风险小，质子治疗有巨大的社会价值，因此质子治疗将成为21世纪看好的高科技投资项目。
整个质子治疗装置由加速器、能量选择系统、束流输运系统、1~2个旋转治疗头、1~2个固定治疗头、控制系统、剂量测量与定标系统，以及治疗与装置数据库、专用准直器与补偿器加工中心、呼吸门开关控制等部分组成。还要配基建、水、电、气通用设备及屏蔽与安全等配套装置。
当前作为质子治疗用的加速器类型有很多类型，根据国情我们认为近期的加速器选型采用常温等时性回旋加速器为宜。能量为230MeV，流强1~300nA。远期目标可选用超导桶型或扇型回旋加速器，加速器是质子治疗装置中最关键的装置。束流输运系统将加速器产生的质子束流送到治疗室和专用的质子束实验室。较大的质子治疗中心设有多个治疗室。质子束实验室用作剂量定标、放射生物学研究等。束流配送系统又称照射野形成系统，它是质子治疗装置的重要部分。其任务是将束流送达照射野，使肿瘤受到均匀的足够剂量的照射而正常组织只受尽可能小的伤害，它直接关系到质子治疗的质量。剂量监测系统是指质子治疗装置带有的一系列测定辐射剂量及其分布的探测器。控制系统根据医院要求对装置的运行和治疗过程进行严格控制。
质子作为带正电核的粒子，是原子核的组成部分，用于放射治疗的质子来源于氢（H2），氢电离后成为质子（H+），经同步或回旋加速器加速到接近光速进入人体，由于其速度快，故在体内与正常组织或细胞发生作用的机会极低，当到达癌细胞的特定部位时，速度降低，释放其能量，产生能量强大的bragg峰，将癌细胞杀死。质子束可到达人体很深的部位，尤其对于有重要组织器官包绕的肿瘤，其他治疗方法束手五策，用质子治疗效果很好，显示其巨大的优越性：1、旁散射少，半影小，对周围正常组织损伤小；2、剂量分布好；3、穿透性能好；4、局部剂量高；5、质子治疗后肿瘤组织损伤后在再修复机会小。
质子治疗通常分为三类：质子放射手术、眼部质子治疗和较大照射野的质子治疗 。
质子放射手术的特点是在一次或几次治疗过程中把高剂量集中于教小的区域使其受到完全的破坏。它主要应用于颅内良性小肿瘤、功能性神经疾病和动静脉畸形。颅内是人体的紧要部位，要求严格控制射线的剂量分布使病灶周围的正常组织不受明显的损伤。质子放射手术有两种方式：一种是利用固定能量的质子从很多方向交叉穿透照射，国外成为crossfire技术，射线交汇处剂量可达200GY左右，一次治疗即可完全破坏病灶，GY（戈瑞）是剂量的单位，即每公斤物质吸收1J射线能量时的剂量为1GY 。另一种则只从较少的几个方向照射病灶，通过调节质子能量bragg峰落到病灶位置上。这种方式有时需要进行几次治疗。第一种方式比较简单，对于较小的病灶（例如直径小于15mm）能获良好疗效。而对较大的病灶，利用crossfire技术往往难得到令人满意的剂量分布，此时应采用第二种方式。利用质子交叉穿透照射技术治疗帕金森综合症和其他功能性神经疾病如脑垂体有关的肢端肥大症、cushing综合症、糖尿病引发的视网膜病等取得良好的疗效。
眼部质子治疗：眼黑色素瘤是生长在眼脉络膜、虹膜和睫状体上的肿瘤，过去的治疗方法是摘除眼球。1975年constable等人首先提出利用质子治疗眼黑色素瘤到1992年治疗的1600名患者表明，患者在8至9天内接受5次治疗，平均总剂量为70-80GY五年局部控制律为96%，质子治疗特点是保存了视力。
质子治疗适应症：1、脑和脊髓肿瘤：脑良恶性肿瘤包括脊膜瘤、脑转移瘤、垂体瘤、脑胶质瘤、听神经瘤、颅咽管瘤等；颅底：脊索瘤和软骨瘤。脑血管疾病：脑动静脉畸形、海绵状血管瘤等；其他功能性疾病： 癫痫、三叉神经痛、帕金森等2、眼部病变：脉络膜黑色素瘤、视网膜黄斑变性、眼眶肿瘤。3胸部肿瘤：原发性肺癌、转移性肺癌、、纵隔肿瘤。4、腹部肿瘤：原发或转移性肝癌、肝血管瘤、胰腺癌、胆囊癌、原发或转移性肾上腺癌，原发或转移性肾脏肿瘤、其他腹膜后原发或转移瘤。5、盆腔肿瘤：前列腺癌、宫颈癌、直肠癌、其他盆腔复发或转移瘤。
当前中国在治疗肿瘤方面有两大特点：一是全国放疗机构和技术装备与先进国家有很大距离，资料统计表明，每百万人口医用加速器拥有量，美国8.2台，日本4.8台，朝鲜1.84台，中国0.38台。二是肿瘤医院、大军区医院均分布在大中城市，加速器已近饱和，而大多地方性医院购买的是相当抵挡的二手进口货，因此治疗技术得不到保证。被公认治疗肿瘤最好的质子治疗装置在国内目前还是空白， 国内少数几家著名医院考虑合资从国外进口质子治疗装置，目前山东北京天坛医院已经安装了国内第一台高级质子治疗装置 。经过临床表明质子治疗已取得了很大的成就，质子治疗在中国医疗界得到了认可，有政府的支持，企业与金融界的关注和广大患者的殷切希望，条件和时机已逐渐成熟，只要认真对待，中国质子治疗事业一定能有很大的发展。
新世纪 新突破 肿瘤患者的新希望

——国际领先的质子治疗技术落户北京天坛医院

多少年来，临床肿瘤学家一直在寻找一种最大限度保护正常组织而使肿瘤组织受到最大杀伤的治疗方式，这种梦想——质子治疗技术经过半个多世纪的努力与发展，已经成为现实。由于质子束在人体内形成Bragg峰（布勒格峰，见图1），能量大，穿透力强，其能量大小决定了其穿透深度。质子的剂量分布可用计算机精确控制，即可实施精确定向定点爆破，这样可以达到对肿瘤组织实施最大限度的打击而保护了肿瘤周围的正常组织，这是其他治疗技术不可比拟的。由于该设备昂贵，技术含量高，多在少数先进国家的大型实验室拥有该技术。

我院2002年引进世界上最先进的质子治疗系统，IBA PTS系统(图2)，预计2003年投入临床使用，该系统是IBA商业化生产的第一台，它的投入使用将我国的肿瘤治疗推向了质子治疗的新时代，这将会大大提高肿瘤的局部控制率和治愈率，具有划时代的意义，给肿瘤患者带来了新的希望。

一、质子治疗的发展

质子治疗的想法是Wilson于1946年提出的，1954年Tobias等人在美国加州大学Lawrence Berkeley实验室（LBL）进行世界上第一例质子线治疗晚期乳腺癌，取得了良好的效果。80年代以来由于CT和MRI等技术逐渐普及，质子治疗的发展逐渐加快。1985年成立了国际性的质子治疗合作组（PTCOG），进行世界范围内的质子课题合作研究，总治疗患者数超过2.5万例，显示出了质子治疗的优良效果。

1992年美国Loma Linda大学医学中心（LLUMC）启用了医疗专用质子装置，正式宣告质子治疗从实验室进入了医院，而且确定了其在应用中的地位，他们至今治疗病人8000多例，取得了显著效果。

二、质子束的物理学和生物学特征

质子是带有一个正电荷的粒子，是原子核的组成部分，用于放射治疗的质子来源于氢（H2），氢电离后成为质子（H+），经同步或回旋加速器加速到接近光速后用于治疗疾病。

质子束的最大特征是它进入人体内形成尖锐的Bragg峰，在形成峰之前的低平坦段为坪（Platuea），峰后则是一个减弱陡直的尾（Tail）。由于Bragg峰宽度较窄，所以一般都将它扩展后形成与肿瘤大小吻合的扩展Bragg峰（spread out Bragg peak，SOBP），拓展Bragg峰的方法有两种：一是调节射线的能量使之在一定范围内连续变化，使不同能量的Bragg峰叠加而拓宽了总的峰值宽度。另一种方法是在质子束的入射途径上采用山形吸收过滤器来加宽Bragg峰的范围，这种方法同时也会大大减小峰值的高度，使之向坪段剂量靠近。也就是说，两种方法都将使照射大的靶区时，质子射线物理特性的坪段剂量与峰值剂量靠拢，但其到达射程后剂量迅速下降的特性不变

三、质子治疗技术的优越性

质子作为带正电核的粒子，以极高的速度进入人体，由于其速度快，故在体内与正常组织或细胞发生作用的机会极低，当到达癌细胞的特定部位时，速度降低，释放其能量，产生Bragg峰，将癌细胞杀死。质子束可到达人体很深的部位，尤其对于有重要组织器官包绕的肿瘤，其他治疗方法束手无策，用质子治疗则效果很好，显示出了其巨大的优越性。总结其优点为：1.旁散射少,半影小,对周围正常组织损伤小；2.剂量分布好；3.穿透性能强；4.局部剂量高；5.质子治疗后肿瘤组织损伤后再修复的机率小。

传统的放射治疗方法，肿瘤周围的健康组织也会受到一定的放射线照射，由于正常组织对射线有一定的耐受量，限定了肿瘤治疗的安全剂量，该安全剂量难以达到完全杀死肿瘤组织。质子治疗时肿瘤前端的组织仅受到极小量的照射，对肿瘤后面和侧面的正常组织照射为零，几乎不会损伤正常组织，使肿瘤靶区的放射剂量达到峰值，从而对肿瘤组织施以足够的打击（见图6、图7）。这种立体的精确“定向定点爆破”技术保证了质子治疗的精确度，提高了疗效和治愈率，这种效果是传统放疗技术无法达到的。传统放射技术造成正常组织损伤的原因是放射线进入人体时，从接触皮肤直到到达癌细胞所在的位置，其能量是由高到低呈逐渐递减分布的，而高能量的质子以极高速度进入人体后，只在速度减慢到快要停止之前才会释放出其能量从而达到治疗作用，医生可以精确控制其所到达的部位，将所含的能量全部用于杀死癌细胞而不损伤正常组织。

四、质子治疗装置

质子治疗装置包括质子治疗加速器、束流输运系统、束流配送系统、剂量监测系统、患者定位系统和控制系统。

80年代人们就提出了不少专用质子加速器的治疗方案。同步加速器、回旋加速器和直线加速器均能用于质子治疗。目前世界上的质子治疗专用设备主要以两个型号为代表，既应用在LLUMC的同步加速系统Comfoma3000TM，另一类型是比利时IBA生产的IBA proton therapy sysyem，已应用于哈佛大学医学院的东北质子治疗中心和日本国立癌中心。

图8：230 MeV cyclotron, built by IBA, installed at the NPTC

由IBA 公司制造的230MeV回旋加速器

束流输运系统将加速器产生的质子束输送到治疗室和专用的质子束实验室。较大的质子治疗中心设有多个治疗室。质子束实验室用作剂量定标、放射生物学研究等。

束流配送系统又称照射野形成系统，它是质子治疗装置的重要部分。其任务是将束流送达照射野，使肿瘤受到均匀的足够剂量的照射而正常组织只受尽可能小的伤害，它直接关系到质子治疗的质量。

剂量监测系统是指质子治疗装置带有的一系列测定辐射剂量及其分布的探测器。

患者定位系统是利用热塑材料做成与患者身体表面形状一致的模具将患者固定在治疗床上，要求在多次照射时位置不变。治疗床可作三维平动和三维转动。利用激光进行粗定位，利用X线成像进行细定位。

控制系统根据医院要求对装置的运行和治疗过程进行严格控制，以保证治疗正确进行。此外它还承担患者医疗数据和图像资料的处理以及治疗中心的管理等功能。

五、质子治疗的适应症

1、脑和脊髓肿瘤：脑良恶性肿瘤包括脑(脊)膜瘤、脑转移瘤、垂体瘤、脑胶质瘤、听神经瘤、颅咽管瘤等；

颅底：脊索瘤和软骨肉瘤。

脑血管疾病：脑动静脉畸形、海绵状血管瘤等；

其他脑部疾病：癫痫、帕金森氏病、三叉神经痛。

2、眼部病变：脉络膜黑色素瘤、视网膜黄斑变性、眼眶肿瘤。

3、头颈部肿瘤：鼻咽癌(原发、复发或转移病灶)、口咽癌。

4、胸腹部肿瘤：肺癌、肝癌、胰腺癌、食道癌、纵隔肿瘤及腹腔后肿瘤等。

5、盆腔：前列腺癌、子宫肿瘤、卵巢癌、脊索瘤、软骨瘤。

6、儿科肿瘤：脑脊髓肿瘤、眼及眼眶肿瘤、颅底和脊柱肉瘤、淋巴瘤、腹盆腔肿瘤。

由于儿童对放射线敏感性高于成人，传统的放射治疗会造成儿童肝脏肾脏、脊髓、卵巢或睾丸等重要器官的放射性损伤，质子治疗可以通过实施精确“立体定向定点爆破”技术，使重要器官和组织免受损伤，从而解决了儿童患者放射治疗中的难题。美国的Loma Linda医疗中心对100例小儿肿瘤患者进行了治疗，未发现任何副作用发生。

六、质子治疗技术的发展趋势

质子治疗技术将向更加完善与普及的方向发展。技术上的完善是指适应症的扩大（包括良性病治疗的开发与利用）；临床与基础研究的更加深入。

质子治疗装置还可用来进行质子诊断，如质子照射和质子断层照相（质子CT），其特点是物质密度分辨率高。由于诊断是在治疗装置上进行，它可用来控制和保证质子治疗的质量。

质子在组织中引起的部分核反应会产生正电子发射，这可以被正电子发射断层扫描（PET）所追踪。这一点非常重要，而且对放射治疗是全新的特征，它使我们可以追踪射线在体内的穿透定位。
去医学院咨询吧找找教授要么里面的图书馆，
呵呵。网络似乎没有啊。这是真心话哦
找中国最大的出国看病机构，他们网站有介绍。北京盛诺一家医院管理有限公司。

质子重离子治疗脑干胶质瘤成功案例

只能说重离子、质子等新放疗设备局部控制率更高，定位更精确，无法说能治愈某个肿瘤。

质子重离子治疗脑干胶质瘤案例

1，医院在判断时应该做了不少的相关检查，所以应该是这个病
2，手术为主，术后术后进行综合治疗，如放射治疗、化学治疗、免疫治疗、中药治疗。
3，手术在脑干，危险是比较大的。
看看下面的吧，或许有用：
控制脑胶质瘤复发有望 （2002年11月18日）





今天我们来聊的是脑胶质瘤方面的问题。

主持人：脑胶质瘤是一种什么样的疾病？
医生：胶质细胞瘤生长在脑部组织里，没有完整的包膜，与正常脑组织呈犬牙交错并且是侵入性的生长，如图红圈中就是肿瘤发生的部位。脑胶质瘤可以发生在脑部的任何部位，如图这是一个脑胶质瘤好发部位示意图，这些部位分布了神经系统里面的主要神经和血管，人得了脑胶质瘤后就会影响到意识状态、肢体活动、语言状态等主要功能。

主持人：来听听几位患者的感受。患者甲quot;患脑胶质瘤后眼睛重影、记忆力也不是很好，意识虽然还清楚但是想问题要想很久才能说出来，另外还有呕吐的症状。quot;患者乙quot;一两年前刚得病时，有时候一开始心跳得很厉害，头有点昏，走起路来来回晃，上下楼梯也很困难，记忆力也很差。quot;
医生：一般来说脑胶质瘤的好发年龄在20-50岁，应该说以上症状都是脑胶质瘤的典型症状，根据脑胶质瘤的不同部位和大小可以产生不同的症状，人的颅骨是一个有限的容积，长了肿瘤后会压迫正常的脑组织引起颅内高压，这样病人就会表现为剧烈头痛、喷射状呕吐。同时胶质瘤细胞破坏正常的神经功能区域，产生神经破坏症状如肢体运动障碍、言语障碍。胶质瘤细胞刺激脑神经后会产生癫痫症状，包括抽搐、口吐白沫、牙关紧闭、大小便失禁等，这些症状可以同时出现，也可以先后出现，也可以只有一种症状出现。当出现其中一种症状时应该尽早到医院进行检查。

主持人：为什么脑胶质瘤那么难治呢？
医生：这是因为脑胶质瘤与正常脑组织是呈一种犬牙交错的生长状态，因此医生做手术时既要保护正常的脑组织又要进行肿瘤切除，这也就大大增加了手术难度，因此手术后总会留下部分的残留组织和肿瘤细胞，也就是引起胶质瘤复发的根源。

主持人：通常情况下对于脑胶质瘤都有哪些治疗方法呢？
医生：脑胶质细胞一般分四级，一级胶质细胞瘤偏向于良性，手术效果比较满意，但是如果到了二级、三级、甚至于四级，手术效果就难以预料了，几乎是一种致死性的疾病，因此现在除了手术以外一般都配合于放疗和化疗。手术--放疗--化疗这种治疗模式已经被我们一般的神经外科医生所接受了，治疗效果方面现在已经形成了一个怪圈，就是治了长、长了又治，周而复始。
医生：对于胶质瘤的治疗，神经外科医生进行了多年的努力和尝试想控制复发，传统的治疗手段就是手术--放疗--化疗，但是实践证明效果并不好，根据国外一个大宗的病例统计，有4000多例术后进行放化疗的患者平均生存期只有不到一年的时间，超过一年半的不到20％，因此胶质瘤的治疗运用常规方法的效果是不好的。目前也尝试了一些新的方法包括氩氦刀冷冻、光动力治疗等。通过多年研究医生教授又发明了一个更好的方法，经过实践证明可以取得很好的方法。
医生：这种方法叫做临床局部免疫疗法，用一种药囊在手术的基础上，紧跟着进行后续治疗，把治疗囊埋在头皮下面，在颅骨的外面，另一头有一个导管插入到瘤腔内。
医生：来通过一个电脑图了解一下胶质瘤的治疗过程。首先是进行肿瘤手术切除，胶质瘤患者一旦发现有症状时，瘤体积是比较大的，瘤细胞数一般在300亿以上，我们在尽可能手术切除基础上，尽量少地减少残存的瘤细胞。第二步是在术中埋置治疗囊，把治疗囊一端放在皮下，一端放在瘤腔之中，这样为我们以后注射抗瘤菌苗提供了途径。第三步就是进行抗瘤菌苗的注射，将抗瘤菌苗注入瘤腔之内，抗瘤菌苗进入体内后激发免疫细胞，就可以消灭残存的肿瘤细胞。

主持人：抗瘤菌苗是一种什么药物？
医生：这是通过一种特殊的细菌的细胞壁成分提取的一种免疫药物，它能够激活机体的免疫细胞，产生活性的免疫因子、淋巴因子来杀灭残存的肿瘤细胞。再来通过电脑图来了解一下它的作用原理，这是一个术后埋了治疗囊后的患者的情况，在残留的瘤腔内有正常人的免疫细胞存在，但是胶质瘤患者本身的免疫力不够强大，不能杀灭残存的瘤细胞，我们试图通过注射抗瘤菌苗，激活免疫细胞，释放多种免疫细胞因子，从而达到杀灭残存瘤细胞的作用。

主持人：这种治疗方法的效果如何呢？
医生：这种方法的治疗效果对于防止胶质瘤复发起到了决定性的作用，我们从1996年开始治疗了80多例病人，在1996--1997年治疗的病人有66％已经存活到现在将近5-6年了，1998--2000年之间我们治疗的病人当中除了1例发生肿瘤复发死亡，1例由于癫痫意外死亡，1例高龄患者合并肺炎死亡，其他病人全部存活。

主持人：来看一位患者术后的情况。患者：quot;术后到现在已经7年了，现在症状消失了，家庭生活很幸福。quot;
医生：来看一下今年7月份对病人进行随访的情况，从片中可以看出术后肿瘤基本上消失了。
医生：从吴教授统计的大量病例来看，治疗效果是非常鼓舞人心的。

主持人：手术后药物治疗是否需要长期坚持？还有其他需要注意的问题吗？
医生：对于手术以后的治疗我们有一个计划，大概是在手术后10天左右，开始第一个疗程的治疗，每一个疗程的治疗需要注射5次，一般是每隔一天注射一次，一个疗程10天左右，每个疗程的费用大概700--1000元。术后一年之内要进行五个疗程的治疗，根据病人的情况，我们建议术后每年重复一次治疗。每次的治疗时间和肌肉注射一样，通常几分钟就足够了，一般来讲病人不会有太多的反应，偶尔有的病人有轻度的发烧，这些都是可以用药物控制的。

主持人：广州市田先生 44岁 我脑癌长在脑干部位，做过X刀但效果不明显，最近病情加重，请问如果在你们医院治疗需要多少费用？效果如何？
医生：处理脑干病变要慎重，脑干是中枢神经系统最重要的部位，可以进行全身注射药物或加放疗治疗，这样效果会好一点，安全系数要大一点。我中心的治疗费用（手术费用和化疗费用）大约2万元左右，但是还要看是否需要一些合并的治疗，如伽马刀、光动力治疗等。

主持人：云南郑先生 37岁 我母亲因为脑瘤做了两次开颅手术，一次是脑胶质瘤，术后语言功能丧失，右侧半瘫，请问还能治疗吗？
医生：应该通过检查明确一下现在的症状是肿瘤复发引起的，这样可以再考虑进行手术治疗，如果是肿瘤已经破坏了神经功能区，这样的情况下手术价值不大，可能要进行康复治疗更为恰当。
医生：语言功能丧失一般都是瘤质压迫后或手术后残留的后遗症，这种情况适合做一些功能锻炼，进行康复治疗。

主持人：西安郑先生 26岁 我母亲患有左脑星型细胞胶质瘤，请问该如何治疗？
医生：这种情况最适合用临床免疫疗法，病人确诊后应该尽早手术，越早治效果越好。

主持人：江西肖先生 43岁 我患有垂体腺瘤，眼睛往外突，肿瘤的大小有1.3-1.8厘米，请问能用你们介绍的方法进行治疗吗？
医生：垂体瘤是一种良性肿瘤，和胶质瘤的病理性质不一样，对于垂体瘤的治疗往往采用伽马刀或手术切除，这样效果是很不错的。不需要用临床免疫疗法。

主持人：广东陈先生 45岁 中药可以治疗脑瘤吗？
医生：中药在脑瘤的治疗中属于辅助手段，还没有一个明确的定论说中药对于治疗脑胶质瘤有明确的效果。

主持人：医院联系电话 020--84468003、84105131；门诊时间 医生 每周一、三、五全天 医生 每周二、四、六全天。

1脑干胶质瘤的确很难办，由于其位置特殊,一般不能手术。
2要看是几级胶质瘤，不建议活检。
3一般多选用放疗和化疗综合治疗，普通放疗起步剂量要低，一般70-80cGY/野/次。
4普通放疗后，可以选用聚焦的放疗方式如伽玛刀和X刀治疗，建议选X刀，因为无创，可分次治疗。
5总之，不管什么方式，只能延长寿命，改善生活质量。

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