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质子治疗,重离子治疗,质子重离子治疗

2022-08-12 09:35:42精准放疗的文章访问手机版7142

  质子治疗,重离子治疗,质子重离子治疗

质子治疗仪

  什么是质子

  质子,是一种出现在每个原子中心的带正电荷的粒子。它与中子统称为核子,是原子核的组成部分,它们占宇宙可见物质的99%以上。过去一些与质子有关的研究不仅带来了许多新技术的发展(比如促进了癌症治疗的质子疗法),也同时加深了我们对恒星的形成和早期宇宙的理解。长期以来,物理学家都认为质子的组成部分应该是对称的,然而一项刚发表于《自然》的新研究,测量到了质子内的不对称性。

  什么是质子治疗

  质子治疗的布拉格峰示意图

  质子治疗实则为一种放疗的形式。利用带电粒子质子进入人体,释放能量杀伤肿瘤细胞。既然都是放疗,那到底比现在的放疗好在哪里呢?

  说到癌症治疗,大家都希望的癌症最佳治疗方式就是用一种方法清除体内所有癌细胞,而不伤害到任何一个正常细胞。普通放疗的X射线从进入人体表面开始,穿过正常组织到达肿瘤前整个过程都在释放辐射能量,能量从进入人体开始即呈指数下降,且在穿过肿瘤组织后,还有能量继续释放。而质子可以在到达肿瘤部位才释放出最大能量,同时在经过肿瘤后几乎没有能量射出。因此,质子射线能够将放射能量精确分布在肿瘤上而对周围正常组织、器官大大减少照射。

  放疗有风险和副作用,尤其是在一些重要的器官如心、脑、肺、胃肠等周围的肿瘤,一旦这些器官受到照射剂量达到一定程度,就可能产生一些放射副作用,有些是短期可逆的,有些则是长期不可逆的。接受质子射线放疗的患者,由于周围正常组织、器官受到的射线照射明显低于X射线放疗,理论上可以明显降低由于放射造成的近远期副作用。

  质子治疗同时也是安全的,质子治疗安全性是早就得到验证的,不然也不会通过FDA 批准。当然,这里指的是治疗级的安全,不是食品级的安全。

  什么是重离子

  所谓重离子就是比质子重的带电粒子,通常包含带电的氦、碳及氖离子等。如碳12、氖22、钙45、铁56、氪84和铀238等。

  什么是重离子治疗

  所谓重离子就是比电子重的粒子。目前应用于放射线治疗的重离子通常是指碳素离子。重离子放射治疗的概念应用碳素离子放射线治疗肿瘤的方法,被称为“重离子放射治疗。重离子治疗期间由于重离子线对癌细胞的致死效应很强,实现了平均单次照射剂量高、照射次数少的可能性。 短期照射是重离子线治疗的一大特点。根据放射线医学综合研究所的统计,全部患者的平均治疗期间为3周,比一般的X线治疗(6-7周)要短。特别是肺癌和肝癌,实现了1-2次 /1-2天的超短期治疗。子宫恶性肿瘤约为5周,颈部恶性肿瘤、骨软组织恶性肿瘤、前列腺癌约为4周。治疗时间短这一特点,为患者能早日恢复日常生活提供了极大的帮助。

  质子重离子治疗原理

  质子其实就是正1价的氢原子核,原子量为1。经过高能加速器把质子加速到光速的70%~80%,引入到需要治疗的肿瘤部位,通过精准攻击肿瘤,用高温高热杀灭肿瘤,这种治疗方法就是质子放射治疗。高速质子在穿透皮肤和肌肉时只损耗能量的20%,到达肿瘤部位后释放出80%的能量,形成一个尖峰,称为布拉格波,形成高温高热以达到杀灭肿瘤细胞的目的。布拉格波物理现象其实在1947年就被科学家发现了,但是由于当时还缺乏计算机精准定位等学科的配合,无法用于临床实践。

  在20世纪60年代和70年代,由美国麻省总医院神经外科和放射学科与哈佛大学高能加速器实验室、哈佛医学院合作科研攻关,将质子放射治疗癌症用于临床实践,这是一个需要多学科集成的高科技医疗技术和设备,前端其实就是高能加速器。

  高速质子流引入治疗室后,通过计算机精准定位射入肿瘤部位。质子放射治疗癌症最初主要是用于难以进行外科手术的神经系统肿瘤,例如脑瘤、脊髓瘤,因为在这些部位动手术很容易伤及神经,同时也用于儿童肿瘤的治疗。这项技术在通过美国医疗监管当局FDA批准前进行了800多例志愿者的临床治疗,FDA的审批就经过了5年多时间。

  40多年来麻省总医院质子放射治疗中心已经临床治疗9000多名癌症患者。目前,全美大约有5家质子放射治疗医院,包括明尼苏达州梅奥中心、得克萨斯州癌症治疗中心、加州的一家质子放射治疗中心等。

  最初质子放射治疗癌症仅限于脑瘤、脊髓瘤等神经外科肿瘤,因为腹部肿瘤受到呼吸的影响,难以精准定位,所以最初质子放射治疗癌症未能应用于肝癌等腹部肿瘤。后来由于技术的发展,事先向肝脏部位植入1枚很小的金箔,大约只有针眼那么大小,作为传感器,呼吸时肝脏起伏运动的信号就会由金箔传感出去,治疗质子光束也会随动,保证在呼吸时也能精准射到肿瘤部位。植入金箔其实很简单,一瞬间完成,病人没有感觉。这个问题解决后,质子放射治疗也开始用于肝癌等腹部肿瘤的治疗了。?

  新发展:加入重离子,成为质子重离子放射治疗

  这项质子放疗治癌症的技术传到德国和日本后又有了新的发展,即加入了重离子,成为质子重离子放射治疗。所谓重离子其实就是碳原子核,正12价,原子量12。日本的科学家认为,重离子放射对癌细胞的杀伤力比单纯用质子要强,放射治疗次数可以减少、杀伤力更强。目前日本有5家质子重离子放射治疗中心,名古屋大学医学部、京都大学医学部、东京大学医学部等,设备由日立公司制造。

  上海的质子重离子治疗医院,是在学习日本质子重离子医院的基础上筹备建立起来的。在筹备过程中,上海的专家们参观访问过美国和日本的质子或质子重离子医疗中心,最终选择了采用质子重离子治疗技术。上海的质子重离子治疗医院的设备是由德国西门子制造的,仅设备造价就约13亿元,加上建设费用大约在15亿元左右。国家发改委支持了1亿元,其余由上海筹措。上海市委书记韩正在任副市长和市长时对上海质子重离子医院的筹备和建设给予了坚决的支持,才使该医院建成,前后花了10多年的时间。由于质子治疗需要有放射物理学科的知识,而中国缺乏这方面的人才和专业,所以上海质子重离子医院聘用了一部分外国医疗专家,并且开始在复旦大学培养放射物理学研究生。

  到目前为止,美国的技术仅限于质子放射治疗,没有重离子。在这点上美国和日本、中国的医疗专家有学术分歧。上海质子重离子医院肯定地认为,加上重离子之后,放射治疗的效果会大大提高;而美国麻省总医院的医疗专家认为,质子放射治疗就足够了,没有证据能证明加上重离子后会有更好的疗效。另外在技术方面,美国麻省总医院质子放射治疗前,要在计算机模型基础上用五轴数控机床加工出肝脏放射模型,导引质子准确射向肿瘤,这个过程约需15天;而上海质子重离子医院用计算机笔型扫描,因而不需要制作模型。

  质子治疗和重离子治疗的区别

  质子治疗和重离子治疗对DNA杀伤的区别

  那么质子治疗和重离子治疗又有什么区别呢?前面我们讲过重离子的能量比质子更高,所以重离子线对肿瘤细胞DNA的破坏比质子线更大,可以把肿瘤细胞DNA打到双链断裂。我们知道DNA是由两条链构成的双螺旋结构,光子、电子、质子等一般可以把肿瘤细胞DNA打到单链断裂,单链断裂相对容易修复,肿瘤细胞有更大可能存活,可能九死一生,而双链修复就难以修复,肿瘤细胞基本十死无生。

  质子重离子治疗与传统放疗的区别

  质子线、重离子线和伽马射线、中子射线、X射线放射剂量对比

  质子可以打乱肿瘤细胞的DNA单链,重离子就更厉害了,可以打乱肿瘤细胞DNA的双链,从而可以破坏肿瘤细胞并阻止其修复。尤其是对常规放射线不敏感,以及复发性肿瘤都能有效"灭杀"。

  重离子/质子治疗与传统放疗(X射线,伽马射线)相比,可以将照射能量集中在肿瘤的病灶上。这样不但可以减少放疗的副作用,而且还可以减少治疗次数。此外,对于那些传统放射治疗困难的肿瘤也能发挥优异的效果。

  质子重离子治疗与X射线治疗对比图

  质子重离子治疗和X射线治疗对比图

  质子线在接近肿瘤时辐射非常小,绝大部分的能量沉积在了肿瘤组织内,肿瘤周边和后方完全没有剂量。

  传统的X射线治疗:辐射在进入组织的最初几厘米内损失大量能量,继而对正常组织的损伤甚至超过肿瘤组织。

  质子重离子治疗肿瘤的特点

  比一般放疗效果好

  癌症治疗不应以单纯治疗为目的,也要充分考虑患者回归社会后的生活质量,尽量避免损害脏器和身体形态,确保原有功能。质子和重离子在到达肿瘤前几乎只释放不到10%能量,能将90%以上的剂量集中放射到目标病灶上,对周边及后端组织无损伤,实现对肿瘤的精准摧毁。最大程度的降低对周围正常组织和器官的损害,质子重离子疗法能够给患者带来更好的生活质量。

  损伤小

  对于不能手术,手术不能根治性的切除肿瘤、患者身体以不能承受手术的情况,质子重离子治疗可以比手术更精确地、却同样彻底地摧毁肿瘤组织。更重要的是质子重离子治疗对患者的损伤最小,几乎不损伤患者的免疫机能。质子重离子治疗是手术治疗非常有效的补充。

  根治性

  质子重离子的生物学特性拥有绝对的优势,能够对X放射性有抗拒的肿瘤给与致命的杀伤,将肿瘤细胞的DNA链击碎,确保对肿瘤细胞的杀灭。

  副作用小

  肿瘤前正常组织只受到1/6~1/3左右的最大剂量值,肿瘤后方和侧方正常组织基本没有剂量,并发症和第二原发肿瘤发生率低。与质子治疗相比,X射线治疗诱发第二原发肿瘤的风险高出12倍。

  质子重离子治疗的优势

  (一)重离子与质子治疗与普通放疗的比较

  传统放疗并不能有效控制所有的癌症细胞,其主要原因是:

  1.肿瘤部位太深;普通放疗,对肿瘤的最大放射深度只有3厘米。

  2.肿瘤细胞对传统放疗耐受性高

  3.肿瘤被对传统放射线敏感的正常组织包围,例如肠道

  (二)与适形调强(3D-CRT/IMRT)等其他传统放疗比较,重离子与质子优势:

  1.重离子和质子有足够的放射剂量能到达体内更深部位的肿瘤。重离子与质子能到达皮肤下30厘米深的组织

  2.明显提高对肿瘤的控制能力;对比传统放射方式,到达肿瘤部位的放射能量能大大的提高(质子能提高20%,重离子35%)

  3.明显减轻肿瘤周边正常组织的损害及副作用;

  4.减少放疗和化疗同时应用对正常组织的毒性;

  5.通过提高日照射剂量而明显缩短疗程;

  6.减少第二原发肿瘤的发生率

  (三)重离子的生物学优势

  重离子分为碳离子、氧离子和氦离子。离子越大,其产生的生物学影响越大(碳离子>氧离子>氦离子),对正常组织的影响也越大,也会影响到肿瘤治疗的效果。

  1.重离子放射的生物活性比传统放射具有更大的破坏力对比传统放疗,重离子造成DNA双链断裂,是细胞无法修复的。

  2.重离子也会造成血供不良区域肿瘤细胞的损伤 血供不良区域的低氧肿瘤细胞对传统放疗完全不敏感,而重离子对DNA的损伤是分子水平上的,对氧气含量没有要求。

  3.重离子对缓慢生长性肿瘤细胞也会造成大的损伤 细胞的放射敏感性是依赖于细胞的生长周期阶段。对于缓慢生长的细胞,大部分时间是处于休眠期,对传统放疗敏感性非常低。而重离子也可以攻击休眠期的癌细胞。

  (四)质子的生物学优势

  质子为带电粒子,其质量约为电子质量的1836倍,其能量传递反比于质子运动速度的平方,接近射程末端能量损失最多,此处即为Bragg峰(是由其发现者德国诺贝尔奖得主威廉?亨利?布拉格的名字命名。),Bragg峰后剂量为零,治疗时将病变置于峰区内,可以获得很高的治疗增益比。

  1、质子治疗是一种使用电离辐射的外照射放疗。治疗期间,粒子加速器是用质子束照射肿瘤。这些带电粒子造成DNA单链断裂,破坏肿瘤细胞的DNA,最终导致癌变细胞死亡或干扰其繁殖能力。因为癌变细胞的高分裂率以及修复受损的DNA能力降低,使得其DNA特别容易受到攻击。

  2、质子的计量学特性:

    1)穿透性能强:可根据病灶的部位及深度调节质子能量,使质子束到达人体的任意深度;

    2)正常组织损伤小:病灶前面的剂量较低,其后方剂量为零,正常组织受量减小;

    3)靶区内高剂量:通过Bragg峰展宽得到SOBP(Spread Out Bragg Peak),使病灶位于SOBP峰区,从而获得靶区内高剂量;

    4)旁散射少:由于质子的质量大,在物质内散射少,因此减少了周边正常组织的照射剂量。

  3、质子能量可调性

  为了治疗深部肿瘤,质子加速器必须提供较高能量的质子束,对于浅表肿瘤则采用低能量质子束治疗。质子治疗的加速器通常产生能量在70-250兆电子伏特(MeV)的质子束。通过在治疗过程中调整质子能量,使得质子束对肿瘤细胞损伤最大化。比肿瘤更接近体表的组织接受较低剂量的照射,因而损伤较小。人体深部组织则几乎不受照射。

  4、高肿瘤照射适形性

  现代的质子放疗融合了光子放疗的三维适形放疗(3D-CRT)和调强放疗(IMRT)技术,能达到高度的肿瘤放疗适形性。由于质子调强放疗(IMPT)融合了全套光子3D-CRT和IMRT技术,使质子放疗达到了迄今为止最高的肿瘤照射适形性,而对肿瘤周围正常组织的剂量明显减少。

  质子重离子治疗的副作用

  质子重离子本质上是一种放疗,只是更精准,但再精准,也不能完全避免副作用,它的不良反应同样也是放疗损害,表现和一般的放疗差不多,只是更少一些,程度更轻一些,少数人会有皮肤色素沉着(放疗的皮肤损伤),可能会有尿道的放射损伤出现尿频尿急或者尿隐血等症状,甚至极个别病人也可能会出现后期放射损伤,可能出现肺的轻度纤维化等。

  质子重离子治疗适应症

  1、质子治疗适应症

    1)质子治疗适应症

  头颈部肿瘤:脑膜瘤、脑胶质瘤、颅咽管瘤、垂体肿瘤、颅底脊索瘤、颅底软骨肉瘤、前庭神经鞘膜瘤、鼻咽癌、鼻腔鼻窦恶性肿瘤、腮腺恶性肿瘤、口咽癌、口腔恶性肿瘤、腺样囊性癌、恶性黑色素瘤、软组织肉瘤、血管外皮瘤、复发性头颈部恶性肿瘤、髓母细胞瘤、室管膜瘤、面部纤维肉瘤、海绵状血管瘤、颅内生殖细胞瘤、血管内皮细胞瘤、神经纤维瘤、畸胎瘤、舌根癌、牙龈癌、骨巨细胞瘤、喉癌、淋巴瘤、原始神经外胚层肿瘤PNET。

  胸部肿瘤:肺癌、恶性纵膈肿瘤包括恶性胸腺瘤、恶性胸壁肿瘤、恶性胸膜间皮瘤、肺部转移肿瘤、纵膈淋巴结转移肿瘤、食道癌、贲门癌、乳腺癌、上皮样肉瘤、尤文氏肉瘤、非霍奇金淋巴瘤。

  腹部、盆腔及其他部位肿瘤:肝癌、胆囊癌、胆管癌、肝外胆管癌、胰腺癌、前列腺癌、子宫内膜癌、子宫颈癌、脊髓肿瘤、骶尾部脊索瘤/软骨肉瘤、骨肿瘤、肾癌、卵巢癌、平滑肌肉瘤、软组织肉瘤、复发性腹盆腔肿瘤、原始神经外胚层肿瘤PNET。

    2)无法质子治疗的几种情况:

  A、同一部位肿瘤已接受过2次及以上放射治疗的患者;因为剂量已到极限,质子和重离子也无法再进行照射。

  B、晚期肿瘤患者如多发转移、肿瘤终末期患者等,病灶较多的患者不适合质子治疗,因为质子和重离子只是局部治疗手段。但晚期的判断上有分歧,比如结直肠癌患者的肝部多发转移,传统上认为是中晚期,没有手术指征,生存期有限,但是质子放疗在杀灭肝部肿瘤病灶后,能够获得很好的治疗效果。

  C、胃及肠道肿瘤:因为不规则蠕动,无法使用质子放疗,理论上除了血液类及胃肠道肿瘤之外的肿瘤,都是重离子及质子的适应症。

    3)如何评估是否适合质子治疗

  以上内容只是小编查询资料总结整理的,具体质子治疗是不是适合您,还需您咨询专业的医生!质子治疗的确为癌症患者打开了一扇希望的大门,但质子治疗并不是万能的,由于经济原因和适应症限制,目前只能针对部分癌症患者。目前国内外质子治疗中心擅长治疗的癌症都有所偏重,相关设备也有所差异,患者在选择之前一定要多做了解。家庭经济情况一般的患者可以选择在国内接收治疗,经济情况较好的患者可以选择去日本、德国、美国治疗。

  39肿瘤网与全球知名的质子中心联手,打造国内权威的质子治疗评估会诊中心,中心拥有国内外知名质子专家,例如日本质子第一人秋原哲夫、美国质子专家X. Ronald Zhu,可为患者提供病情评估和远程会诊。帮助患者在全球范围内寻找最适合的质子治疗中心,并协助患者接收质子治疗。目前美国、德国、日本、中国台湾及大陆都有权威的质子治疗中心,患者可以根据自己的病情自行选择!如需要质子治疗评估及会诊,可致电39肿瘤网预约。

  2、重离子治疗适应症

    1)重离子治疗适应症

 适应症 适应症及其标准
 舌癌 舌部的恶性黑色素瘤
 直肠癌术后局部复发 1、直肠癌手术后,经过影像学诊断得到确认的局部复发适用于粒子束治疗。
 2、 复发病灶必须只局限于盆腔内(无论是否发生骶骨浸润)
 3、 距离复发病灶50px以内的范围内存在肠道(大肠和小肠)时,不适于粒子束治疗。(因此对直肠癌进行前切除手术后,吻合口复发的情况不适于此项治疗)
 4、 肠道与复发病灶接近,但根据情况,通过实施置入间隔物的手术,有可能适用于粒子束治疗。
 胰腺癌 1、在病理学上(活检、细胞学诊断、手术)或临床上得到证实的原发性胰脏癌适用于粒子束治疗。
 2、所有组织学类型均适用于治疗。
 3、 确认是否存在淋巴结转移。当存在淋巴结转移时,原则上可以在同一个目标体积的设定下进行照射(位置与胰脏癌相接近)。原则上需要同时使用抗癌剂(Gemzar)。
 4、 当病灶位置接近于消化道时,在粒子束治疗前,视情况需要进行拉开病灶与消化道的距离的手术(间隔物置入手术)。原则上,胆道内已经置入了金属支架时,不适合接受此项治疗。但置入的是塑胶支架时可以接受治疗。
 眼肿瘤 眼球脉络膜恶性黑色素瘤
 头颈部肿瘤 1、经过活检或手术得到证实的原发性头颈部恶性肿瘤适用于粒子束治疗。
 2、 所有组织学类型均适用于治疗。
 3、 确认是否存在淋巴结转移。当存在淋巴结转移时,原则上在实施粒子束治疗之前,需要事先通过手术(颈淋巴组织清扫术)彻底清除转移肿瘤。
 肾癌 原发性肾癌(肾细胞癌)
 前列腺癌 1、在病理学上得到诊断的前列腺癌适用于粒子束治疗。
 2、 不存在淋巴结转移和远地转移的前列腺癌适用于粒子束治疗。根据病情,需要判断在粒子束治疗前是否有必要进行内分泌疗法,在有必要进行内分泌疗法时,其实施时间可能也会有所差异。
 3、 对于较早期的局部前列腺癌,可以单独使用粒子束进行治疗。(A)
 4、 在开始进行粒子束治疗前,需要根据确诊时(治疗前)的病期、活检结果以及PSA值,判断是否有必要接受为期6个月的内分泌疗法(荷尔蒙疗法)。(B・C)
 5、 原则上,在开始粒子束治疗时,要中止内分泌疗法(A・B)。对于一部分局部发展的前列腺癌(C),实施粒子束治疗的条件是,在粒子束治疗开始以后也需要维持一年以上的内分泌疗法。
 颅底肿瘤 经过病理学诊断或影像学诊断得到证实的颅底原发性脊索瘤、软骨肉瘤以及脑膜瘤适用于粒子束治疗。
 骨肉瘤 无法实施手术的躯干部位的骨肿瘤
 肝癌

 1、经过活检在病理学上得到诊断,或在临床上得到诊断的原发性肝癌(肝细胞癌)适用于粒子束治疗。
原发性肝癌的临床诊断标准为:下述1)~3)标准全部符合。
    1) 是丙型肝炎或乙型肝炎患者。
    2) 甲胎蛋白异质体比值(AFP-L3%)在15%以上或PIVKA-II在40AU/mL以上。
    3) 在动态CT(Dynamic CT)或肝动脉血管造影中,观察到有早期的短暂性高密度,且后期(60秒以后)转变为低密度。

 2、原则上以单发性肝癌为治疗对象,而在肝亚段区域内有若干个卫星病灶,但可以用一个照射野治疗的情况,也适用于粒子束治疗。
 3、此外,肝内其他部位存在以前经过治疗的病灶时,在开始粒子束治疗时,有必要对这些病灶进行控制。

 肺癌 1、经过支气管镜活检、细胞学诊断、CT引导下活检或痰细胞学检查等,在病理学上被诊断为是原发性周围型(肺野型)非小细胞肺癌,适用于粒子束治疗。
 2 、在粒子束治疗前,为检查是否存在淋巴结转移和远地转移,患者需要接受FDG-PET检查。

  重离子放射治疗主要适用于:局部实体肿瘤治疗。患者了解自身病情、经主治医生介绍、并且具有接受重离子治疗的意愿。

  照射部位没有处于活跃期的炎症或需要治疗的炎症。患者体能状态评分(PS)0-3,能够在治疗过程中保持30分钟安静状态。

    2)不适合重离子治疗的情况:白血病等血液系统癌症已经发生大范围转移的癌症胃癌、大肠癌等空腔脏器的癌症同部位肿瘤已接受2次以上放射治疗者。

  质子重离子治疗需要几个疗程

  大多数患者的离子放射只会持续几分钟,在极少数情况下,长达30分钟。平均整个放疗分为20次,最多38次。放疗后数周再通过CT和MRT来检测肿瘤是否变小。

  通常情况下是一个疗程。治疗周期的长短取决于患者本身的条件,一般情况下需每周治疗5天,持续5-9周。

  因为重复放射治疗通常副作用较大而不被广泛采用,质子重离子是针对一个有症状的部位的针对治疗。

  但是光子放疗失败后,再次放射治疗使用质子重离子的效果可能较好质子重离子治疗是放射治疗的一种。通常目的为根治性的放射治疗都是一个连续的疗程。

  质子重离子治疗,是以达到治疗目的所需的照射总次数作为疗程设置基准的,针对同一个病灶不存在多疗程治疗,均为单一疗程。

  质子重离子是一种比较新的化疗方法,它和传统的化疗的区别是比较大的,因为属于一种新兴的治疗手段,所以说这种治疗方法的费用相对来说是比较高的。对于定点清除癌细胞有很好的治疗作用,同时副作用方面相对来说也是比较小的,而且还不会对健康的组织器官带来更大的危害。

  质子重离子治疗效果

  1、质子治疗效果

  肺癌质子治疗效果

  肺癌首选治疗手段是手术治疗,但由于种种原因,相当一部分患者不能手术治疗,而选择放射治疗。

  放射治疗技术今年来发展很快,已经从常规放射治疗,立体定向适形放射治疗发展到调强放射治疗,局部控制率、生存率有所提高。但是,由于光子射线固有的物理特性,故局部治疗剂量难以再进一步提高。

  质子治疗由于其优越的剂量分布,可以进行较光子剂量高的放疗剂量及较光子剂量高的分次照射治疗,这样既能提高局部肿瘤的照射剂量,又能减轻肺损伤发病率及损伤程度。

  质子治疗非小细胞肺癌的适应症为不能手术的I、II期肺癌、III肺

  质子治疗肺癌效果

  食管癌质子治疗效果

  由于质子治疗在医学应用经历半个世纪的进程已趋向成熟。近10年来,医学专用质子治疗装置的投入临床使用并积累较为丰富的经验,更加确立质子治疗肿瘤的地位。质子治疗技术的发展以及推广又为放射治疗在剂量学深入研究提供更为宽广的平台。

  质子治疗肿瘤始于20世纪50年代,质子射线的特点主要表现在物理剂量学方面,例如能量高穿透力强、局部剂量高、分布均匀,旁向散射少,而且入射处剂量较低,目前已在欧、美和日本等国家应用与临床。

  质子治疗的最大优势是具有布拉格(Bragg)峰剂量分布特点,可调节质子能量,使Bragg峰直接照射在病灶,造成靶区域的高剂量,而周围正常组织所受剂量很低,减少了放射损伤。这一物理学特性可以满足不同部位的治疗要求。1998年瑞典学者曾在质子治疗与X射线治疗食管癌的放疗计划作过比较,质子治疗的剂量分布明显优于X线。证明与传统外照射放疗比较,质子治疗的剂量分布明显优于X线。证明与传统外照射放疗比较,质子治疗所具剂量学的物理学优点,能在不增加或降低放射并发症前提下,可加大食管癌瘤靶区的照射剂量以获取更好效果。

  前列腺癌质子治疗效果

  放射治疗是局限早期前列腺癌的根治性治疗手段之一,对晚期前列腺癌也能很好提高局部控制率和生存率。但常规放射治疗对周围正常组织和器官损较大,而质子治疗的开展,则很好地降低了放疗对正常组织的毒副作用。前列腺癌的质子治疗最早始于20世纪70年代末,质子治疗的主要优点是应用Bragg峰,用较少的照射野即可达到X线照射时多野适形或强调适形放疗的效果。和光子治疗相比,质子治疗照射野的减少可能减少正常组织照射体积,潜在减少长期并发症,如第二原发肿瘤的发生。

  前列腺癌质子治疗效果

  肝癌质子治疗效果

  手术是治疗肝癌的首选手段,虽然肝癌外科治疗有了很大进展,但新诊断出的肝癌患者中只有10%~15%适合手术,实际上真的接受手术的患者却很少。

  常规放疗适于不能手术的肝癌,但是,肝细胞癌对放射治疗不敏感,所以效果不理想,而且可能发生放射 性肝炎。

  质子治疗肝癌的优势: 质子治疗由于特殊的物理特性,其治疗效果不比手术差,而且有一些手术不可能有的优点,如没有手术创伤,对一些有并发症的病人没有太多的限制,治疗简单无痛苦等等。最近国外研究者用质子加速器做肝癌放射治疗,报道放疗效果是一年生存率为72.7%,五年生存率达10%,明显提高了肝癌的治疗效果。

  肝癌质子治疗效果

  膀胱癌质子治疗效果

  放射治疗可用于治疗各期膀胱癌,对早期癌变,外照射加近距离组织间插植治疗效果较好,较之单纯膀胱切除术,可以保留膀胱和性功能,且疗效不亚于单纯膀胱切除术。晚期病变,给予术前放射治疗可改善疗效、减轻症状。由于膀胱癌治疗后的主要失败为局部复发,因此,提高局部疗效是提高生存率的关键。

  由于膀胱的周围为直肠、子宫、前列腺等重要器官和组织,如果放射治疗时不能很好地保护它们,可导致严重并发症,甚至可能危及生命。质子比常规射线有其独特的物理特性,它进入人体后形成尖锐的Bragg峰,在峰之前为低平坦段,峰后是一突然减弱陡直的尾。可根据肿瘤大小调整质子束的能量来扩展其峰达到肿瘤高剂量,而肿瘤前后的正常组织受到非常低的照射剂量,从而达到高剂量治疗肿瘤而保护正常组织的目的。

  皮肤癌质子治疗效果

  (1)质子是新型放射源,其物理特性适合皮肤癌的治疗。

  (2)治疗照射野要超过病变外0.5-1cm。

  (3)治疗效果与浅部x线和电子线治疗效果是一致的。美容效果好,能保护正常组织的功能。

  (4)经过5-7年随诊未发现严重的皮肤损伤,治疗是安全的。

  胃癌质子治疗效果

  质子治疗目的在于弥补手术切除的不彻底,提高切除率,提高手术的治疗效果。同时,质子治疗还用于因心肺功能不佳等原因而无法手术的患者。国外曾报道两例因心肺功能不佳而无法手术的早期胃癌老年患者(分别为70岁和85岁)质子治疗的初步结果。在照射区域只出现了无需特殊治疗的皮肤红斑。血液及生化检查未发现异常。分别于质子治疗后2年及7个月行内窥镜检查,虽然在原肿瘤位置仍存在溃疡,但病理活检未找到癌细胞,因而单纯质子照射可用于早期胃癌的根治性治疗。

  乳腺癌质子治疗效果

  近年来,由于放疗技术的进步,调强适形放疗,特别是质子治疗在临床上的应用使得常规放疗存在的缺陷得到了显著的改善。研究证实,常规治疗技术靶区剂量严重不均,只有质子治疗才有可能在靶区剂量均匀性的同时最大限度的降低对双肺、心脏及对侧乳腺的剂量。质子的突出优点是最大限度的保护了正常组织和重要器官。

  乳腺癌质子治疗效果

  肾癌质子治疗效果

  肾癌属于对放射线不敏感肿瘤,另外,周围组织器官如小肠、肝脏和脊髓对放射线的耐受性差,可能限制肿瘤的放射治疗剂量。因此,单纯放射治疗不易取得根治效果,随放射技术的发展,三维立体适形放疗,强调放射治疗和质子放射治疗的应用,能更好的达到保护正常组织和提高肿瘤剂量的要求,将会增加肾癌的放射治疗效果。

  由于质子具有常规射线无可比拟的物理优点,能得到更好的剂量分布,使病灶区剂量增加和正常组织减少照射量,从而使疗效更好并发症更少,肾癌目前多以手术治疗为主。然而,在局部晚期或医源原因不能手术的肾癌,质子治疗将能发挥它的物理优势,使正常组织减少受量,从而达到肿瘤高剂量,提高局部控制率、生存率和改善治疗后的生存质量。

  鼻咽癌质子治疗效果

  质子治疗可以使射线剂量集中在和肿瘤靶区呈三维形状相一致的区域内,可以很好的避开周围危及器官和组织的照射,因此不但能较安全的提高靶区的照射剂量,提高肿瘤的局部控制率,并减低因局部肿瘤未控而引起的远地转移率,而且可以保证病人有较好的生存质量。

  放射治疗是鼻咽癌的主要治疗手段,但常见放射治疗病人常有口干、龋齿、张口困难、颈部纤维化病变等,影响生活质量。而用质子治疗鼻咽癌,由于上述物理特性,对于早期鼻咽癌病人,除了可以提高治疗疗效之外,大大地减低放射治疗并发症,以保证病人在肿瘤治愈后保持良好的生存质量;对于中晚期病人和以前接受过放射治疗的未控肿瘤或复发肿瘤,使病人有机会在肿瘤区给以较安全的加量照射,以提高控制肿瘤的机会,并且最大程度地减低发生严重并发症的可能。

  鼻咽癌质子治疗效果

  宫颈癌质子治疗效果

  利用质子固有的物理特性,达到适形放疗宫颈原发肿瘤的目的。把质子的Bragg峰置于要照射的肿瘤靶区的位置,既能使靶区获得高剂量,又能使周围的正常组织如直肠或膀胱的剂量接近零,靶区前的剂量明显低于靶区。

  除原位癌或少数Ia期宫颈癌可单独行原发灶质子治疗外,其他各期均应先行全盆X射线外照射,目的是照射盆腔淋巴引流区。

  质子治疗宫颈癌的特点:

  质子治疗宫颈癌与常规放疗的相同之处,都是先用光子进行全盆腔外照射,目的是对肿瘤周围亚临床病灶区和淋巴引流区照射,不同之处是用质子治疗代替了腔内后装治疗。

  根据现有的质子治疗宫颈癌的病例,归纳出质子治疗与常规后装近距离治疗相比有如下优点:

  1、治疗区域可获得均匀的剂量分布,解决了后装治疗剂量分布不均匀的问题;

  2、视肿瘤体积大小、每周可照射3~5次,缩短了治疗的时间;

  3、不受患者阴道狭窄的限制;

  4、避免每次后装治疗时患者的痛苦;

  5、对常规放疗抗拒的肿瘤,如腺癌和腺鳞癌的疗效好;

  6、能降低晚期放射治疗并发症,提高患者生存质量,这也是质子治疗的最大优点。

  皮肤恶性黑色素瘤质子治疗效果

  1995年Umebayashi报道了5例原发的恶性黑色素瘤患者质子治疗结果,3例淋巴结转移瘤患者质子治疗结果。1/5例原发恶性黑色素瘤的色斑病变放疗后完全消退,其他4例消退约80%-90%。3例淋巴结转移的患者中,病变放疗后,有1例消退90%;有1例消退65%;有1例消退50%质子治疗后无明显的副作用。

  原发性病灶与转移淋巴结相比,后者效果比前者差,说明转移淋巴结比原发病灶可能更抗拒。对实验室细胞培养试验的观察也证明,淋巴结转移的瘤细胞比原发灶的瘤细胞对射线更抗拒。

  质子治疗提供了对原发灶和转移灶较好的治疗效果,对不愿意手术切除或手术困难的患者是一种有效的治疗手段。

  脑膜瘤质子治疗效果

  质子照射和光子照射的比较:

  (1)质子照射不仅靶区适形好,而且剂量分布均匀。尤其对于较大,不规则形状的靶区,质子照射的优越性就更加突出。

  (2)质子照射对于正常组织的保护优于光子。如果将靶区精确的置于Bragg峰值的位置上,质子束单野的靶区前剂量很低,约为峰值剂量的20%,靶区后剂量等于零。

  并发症

  由于质子束在物理学上的特性,使其在临床的使用上有了更大的优势。与X(r)射线相比,质子束非靶区组织低剂量的特性随着靶区体积的增大和形状的不规则愈加明显。有相当一部分脑膜瘤发生在颅底,颅底脑膜瘤的诊断和治疗都较困难,颅神经均由颅底出颅,手术切除颅底脑膜瘤颅神经损伤的危险高达54%~60%。

  Frederik报道的颅底脑膜瘤质子放射治疗后颅神经永久性损伤的发生率为13%。Wenkei报道在质子加光子的治疗后,5、10年无严重并发症存活率的患者为80%。

  预后

  质子照射可与手术结合或单独进行,也可以为单纯质子照射或质子加光子混合照射。麻省总医院(MGH)和哈佛回旋加速器实验室(HCL)合作报道了良性脑膜瘤在质子加光子混合照射后的5、10年存活率分别为93%、77%,无复发率为100%、88%。

  脑膜瘤质子治疗效果

  质子治疗脑膜瘤效果

  胶质瘤质子治疗效果

  质子治疗的定位方法和治疗靶区 质子治疗时要求对每个病人进行体位固定。采用CT或MRI的图像确定,最好采用融合图像或PET/CT图像。

  质子治疗效果 Fitzek等报道采用质子治疗星形细胞瘤Ⅱ-Ⅲ级病例20例,实际5年生存率全组病例为40%,其中星形细胞瘤Ⅱ级为71%,星形细胞瘤Ⅲ级为23%。有4例Ⅱ级病例中存活时间超过61个月(54-81个月)。反映了质子治疗胶质瘤可明显提高局控率和延长生存期与预后最明显的相关因素是肿瘤的分化程度

  胶质瘤质子治疗效果

  垂体腺瘤质子治疗效果

  由于垂体区特殊的解剖特点,无论常规放疗或立体定向放疗(X刀或伽码刀)均不可避免的使视交叉、视神经和颞叶脑干等受到一定量的照射,引起相应的并发症,因此在治疗垂体瘤特别是较大的或放疗后复发的垂体瘤有相当的局限性。

  质子束有优越的物理特性,在照射区域周围半影非常小,而且由于质子束峰后剂量锐减,肿瘤后面和侧面的正常组织可以得到保护,而肿瘤区以前的受量也只有X线、电子线的一半,其剂量分布适宜于适形照射,治疗靶区的剂量均匀性可达到±5%,使靶区受到足够高均匀的剂量,而周围危险组织受到最小的损害,故质子照射垂体区肿瘤可使视交叉、视神经和脑干受损伤更小。

  应用质子产生的Bragg峰的效应治疗垂体肿瘤较常规或立体定向放疗技术(X刀或伽码刀)有其进一步的优越性。对于分泌性垂体瘤产生激素过多引起的症状,后两种照射治疗后激素水平下降缓慢(约6个月-3年)。虽然用分割照射并发症很少见,但很多患者于照射后数年,仍发生一定程度的垂体前叶功能低下,需要激素补充治疗。即使使用适形照射,也有一定的并发症危险,而且适形放疗有可能使低剂量区照射体积增大,产生第二个肿瘤的危险也不可忽略。

  垂体瘤质子治疗效果

  颅底肉瘤质子治疗效果

  颅底肉瘤是头颈部肿瘤中的一种少见类型,预后与其病理类型及能够接受的治疗方法有关。外科手术是目前治愈颅底肉瘤的主要手段,但手术难度大,手术损伤和并发症较高,根治除处率低。术前放疗和术后放疗可以提高疗效,但普通高能X线放疗效果欠佳。质子治疗颅底肉瘤有独特的优势,疗效理想,可以在保全颅底结构和功能的同时治愈肿瘤,生存率与根治性手术相似,甚至优于手术;在良好计划设计的保障下,副作用也较少。因此,质子放射治疗有可能成为颅底肉瘤的主要根治手段。

  颅底脊索瘤质子治疗效果

  脊索瘤增殖缓慢,而且瘤体比邻重要的结构如视神经、视交叉、脑干等,因此为保证瘤体得到较高剂量的照射、周围重要结构处于相对安全的剂量,高线性能量传递放疗设备如质子束有其应用价值。

  Hug等于1999年报道58例颅底脊索瘤和软骨肉瘤(包括33例脊索瘤、25例软骨肉瘤)术后采用高剂量质子束的结果。全组病人随访7-75个月(平均33个月),其中10例(17%)局部治疗失败,局部控制率在软骨肉瘤为92%(23/25)、脊索瘤为76%(25/33)。肿瘤体积和脑干受侵显著影响局部控制率:肿瘤体积≤25ml者100%局部控制,而肿瘤体积>25ml的局部控制率仅为56%;无脑干受侵者的局部控制率为94%,而脑干受侵者的局部控制率为53%。

  脊索瘤质子治疗前后对比

  颅低脊索瘤质子治疗前后对比

  脑动静脉畸形(AVM)质子治疗效果

  放射外科是治疗(AVM)有效的非侵入性治疗(利用质子束治疗脑动静脉畸形始于20世纪60年代)。特别是AVM体积大于5cm3时,质子明显好于光子技术,质子束以低剂量进入人体,在达到靶区时释放出所有能量形成Bragg峰,所以质子非常适合于治疗动静脉畸形,尤其是当病灶位于深在的功能区部位,其优越性明显高于光子。质子束可以将照射剂量高度集中于靶区,而在靶区前及靶区深处照射剂量很少,因此质子束照射既提高了AVM控制概率,最重要的是又降低了放射治疗引起的正常组织并发症概率。

  动静脉畸形(AVM)质子治疗效果

  2、重离子治疗效果

  作为世界先进的肿瘤放射治疗技术,重离子可以为多种恶性肿瘤提供治疗,治疗的效果与手术相当,对于提高患者的生存质量具有重要意义。同时,质子重离子治疗与手术的配合成为临床应用中的一大亮点。如肺癌、脑胶质瘤、腺样囊性癌等恶性肿瘤手术后进行辅助放疗,利用质子重离子“精准爆破”的优势,可以消灭残存的肿瘤细胞,从而提高肿瘤控制率及患者生存率。再如晚期食管癌、直肠癌等恶性肿瘤,原本难以进行手术切除,通过质子重离子新辅助放疗(术前放疗)后肿瘤体积缩小,增加了手术切除的成功几率,且有利于降低术中肿瘤播散的可能性。

  以下为部分癌症经重离子治疗后的效果:

  1.重离子治疗肝癌的效果

  根据日本放射线医学综合研究所的数据经过重离子治疗的肝癌局部控制率达到90%,一年生存率为93%,三年生存率为66%,五年生存率为43%,治疗的效果与手术切除的效果相当(手术后肝癌患者一年生存率为82%,五年生存率为44%)

  肝癌重离子治疗效果

  重离子治疗肝癌的效果|图源:cancer.qlife.jp

  2.重离子治疗胰腺癌的效果

  自2007年以来,在一项针对吉西他滨(GEM)联合重离子治疗局部晚期胰腺癌的I/II期临床试验中,对72例患者进行了GEM联合重离子治疗。数据显示,2年局部控制率为83%,2年生存率为35%。其中高剂量组2年生存率和中位生存期分别为48%和23.9个月,表现良好。

  J-CROS(日本重离子放射肿瘤学研究组)对2012-2014年在QST等三所重离子治疗机构进行重离子治疗的72例胰腺癌患者进行了分析,重离子治疗的1年和2年局部控制率为82%和62%。 重离子治疗组的1年和2年总生存率分别为81%和60%,相对于放化疗治疗组两年生存率10%-30%,重离子治疗的生存率更高。结果表明,即使在联合高剂量化疗的同时,重离子治疗也可以安全实施,有助于改善预后。

  重离子治疗胰腺癌的效果

  在局部晚期胰腺癌中实施重离子治疗。PET图像中,在治疗前发现与肿瘤相匹配的FDG高度积累,但治疗后FDG的积累明显下降。图源:日本QST医院

  国立研究开发法人 量子科学技能研究开发机构 QST医院(简称QST医院)前身是放射线医学综合研究所医院,是世界率先开展重离子治疗肿瘤的医院,也是全球范围内重离子治疗癌症数量较多的医院。QST医院作为引导世界重离子先端的医疗机构,开发了世界首创的重粒子治疗装置HIMAC,为患者提供先端的治疗技术。

  质子重离子医院

  中国大陆质子重离子医院:

  1.山东淄博万杰医院博拉格质子治疗中心(WPTC)

  2.兰州中国科学院近代物理研究所(IMP-CAS)

  3.北京质子医疗中心

  4.上海市质子重离子医院

  5.301医院河北涿州质子治疗中心

  6.广州质子治疗中心

  7.天津空港经济区中美质子治疗和研究中心

  8.上海瑞金医院肿瘤(质子)中心

  9.江苏淮安质子治疗中心

  10.江苏质子重离子医院

  11.福建莆田质子治疗中心

  中国台湾质子重离子医院:

  1.长庚医院质子暨放射治疗中心

  2.台大医院质子治疗中心

  3.高雄长庚医院质子中心

  中国香港质子重离子医院:

  香港养和医院质子治疗中心

  目前,国内只有四家能够进行质子治疗,分别是山东淄博肿瘤医院、上海重离子医院、台湾长庚医院、台湾高雄长庚纪念医院质子治疗中心,其余正在建设中具体见文章最后图标,据悉河北涿州一洲国际质子肿瘤医院质子中心2018年底开始可以接收患者 。

  美国质子重离子医院:

  1、质子重离子中心名称(在运营)

  2、MD安德森质子治疗中心(在运营)

  3、梅奥诊所质子治疗中心(在运营)

  4、西雅图癌症联盟质子治疗中心(在运营)

  5、加州大学旧金山分校CNL质子治疗中心(在运营)

  6、Roberts质子治疗中心(在运营)

  7、梅奥诊所质子治疗中心(在运营)

  8、麻省总院Francis H. Burr质子治疗中心(在运营)

  9、西北大学医学院芝加哥质子治疗中心(在运营)

  10、S.Lee Kling质子治疗中心(在运营)

  11、辛辛那提儿童医院质子治疗中心(在运营)

  12、Roberts质子治疗中心(在运营)

  13、麻省总院Francis H.Burr质子治疗中心(在运营)

  14、圣裘德红青蛙活动质子治疗中心(在运营)

  15、德州大学MD安德森癌症中心(在运营)

  16、Sibley’s约翰霍普金斯国家质子治疗中心(在建)

  17、纽约质子中心(在建)

  18、Sibley’s约翰霍普金斯国家质子治疗中心(在建)

  德国质子重离子医院:

  1、海德堡重离子与质子治疗中心

  2、慕尼黑里雷克质子治疗中心(RPTC)

  3、德国西部埃森质子治疗中心(WPE)

  4、德累斯顿大学附属医院质子治疗中心

  5、柏林亥姆霍兹眼部肿瘤治疗中心

  日本质子重离子医院:

  1、国立癌症研究中心东医院

  2、兵库县立粒子线医疗中心

  3、南东北医院癌症质子放射线治疗中心

  4、筑波大学附属医院质子医学研究中心

  5、放射线医学综合研究所重粒子医科学中心医院

  6、群马大学医学部附属医院重粒子线医学中心

  7、九州国际重粒子线癌症治疗中心

  8、日本国立放射线医学综合研究所

  9、静冈县立静冈癌症中心

  文末附全球质子重离子医院一览表

  质子重离子治疗肿瘤多少钱

  国际上质子重离子治疗技术较发达的国家主要有美国、日本以及英国等国家。如果去国外进行质子重离子治疗,需要的治疗停留周期大概为两个月左右。其整体费用包含医疗费和服务费两大部分,其中服务费包括签证办理、住宿、陪同翻译、交通接送等服务项目。下面列举的价格为医疗费及服务费均包含其中的整体费用。

  1. 美国质子治疗的费用:美国相对昂贵,大约80-100万人民币。

  2.日本质子治疗的费用:日本是世界上拥有最先进、最多的质子重离子治疗专用设施的国家之一,且医疗资源分布均匀,费用大约为40-50万人民币。

  2. 英国质子治疗的费用:英国国家医疗服务体系NHS的数据显示,英国治疗费用约人民币50-60万元。

  3. 中国质子治疗的费用:我国上海质子中心的质子重离子治疗费的价格约为38万元人民币。(该费用包括非上海本地人在上海治疗期间的住宿及其他生活费用)

  重离子治疗的费用,在质子治疗的基础上还要高一些。

  全球质子重离子医院一览表

  中国质子重离子医院一览表

  中国质子重离子医院一览表

  美国质子重离子医院一览表

  美国质子重离子医院一览表

  全球质子重离子医院一览表

  全球质子重离子医院一览表

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