重离子能否治疗脑干胶质瘤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......
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重离子能否治疗脑干胶质瘤
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。
重离子治疗脑胶质瘤效果怎么样
质子治疗脑干胶质瘤
这是个很先进的设备，可以去看看
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