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  質(zhì)子放療、重離子放療、普通放療的區(qū)別
  
  2021-06-11 來(lái)源：全球腫瘤醫(yī)生網(wǎng)
  
  質(zhì)子治療的歷史
  
  1946年，Robert率先提出質(zhì)子具有物理學(xué)優(yōu)勢(shì)，可用于治療腫瘤。1954年伯克利實(shí)驗(yàn)室首次采用質(zhì)子治療晚期乳腺癌，1990年利弗尼亞Loma Linda大學(xué)建立了一家具有高能質(zhì)子束的醫(yī)療中心，至2013底，全球共有超過(guò)50家質(zhì)子治療中心。2004年山東萬(wàn)杰醫(yī)院建立了我國(guó)一家質(zhì)子治療中心，上海質(zhì)子重離子醫(yī)院也于2014年開(kāi)始治療患者。2019年，由中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所及其控股公司蘭州科近泰基新技術(shù)有限責(zé)任公司研制的重離子治療腫瘤醫(yī)療設(shè)備——“碳離子治療系統(tǒng)”獲批第三類醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊(cè)，安裝于甘肅省武威腫瘤醫(yī)院，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是國(guó)內(nèi)首臺(tái)由國(guó)家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)注冊(cè)的國(guó)產(chǎn)碳離子治療系統(tǒng)。2021年，我國(guó)首臺(tái)國(guó)產(chǎn)質(zhì)子治療示范裝置(由瑞金醫(yī)院、上海聯(lián)和投資有限公司和中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所合作，于2013年開(kāi)始研發(fā))已在瑞金醫(yī)院腫瘤(質(zhì)子)中心進(jìn)入臨床測(cè)試階段。(下圖為瑞金醫(yī)院腫瘤質(zhì)子中心布局圖)
  
  質(zhì)子治療的技術(shù)發(fā)展
  
  物理學(xué)：之前在運(yùn)行中的質(zhì)子設(shè)備多采用固定散射技術(shù)生成治療野，大多數(shù)發(fā)表的臨床研究中也是采用該種技術(shù)。其有射野較小，適形性較差，多野治療時(shí)輸出慢等的缺點(diǎn)。目前隨著技術(shù)的發(fā)展，調(diào)強(qiáng)質(zhì)子放療(IMPT)和180/360度的旋轉(zhuǎn)機(jī)架越來(lái)越多。(下圖為360度旋轉(zhuǎn)機(jī)架治療機(jī)房)
  
  Flash治療技術(shù)：具有超高劑量率(>40 Gy/s) 的電離輻射被稱為Flash照射，與常規(guī)劑量率照射相比，除了治療時(shí)間大大縮短之外，它在有效抑制腫瘤生長(zhǎng)的同時(shí)顯著降低了對(duì)正常組織的輻射損傷。
  
  生物學(xué)：有初步臨床證據(jù)顯示質(zhì)子治療在兒童腫瘤、中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤、顱底肉瘤、眼球黑色素瘤、肝腫瘤和其它一些腫瘤中優(yōu)于X線。
  
  質(zhì)子放療和普通放療的區(qū)別
  
  常規(guī)放療使用不帶電的光子，例如X射線(加速器)或者γ射線(伽馬刀等)，而質(zhì)子帶正電(氫原子核)。兩者在生物效應(yīng)上區(qū)別不大，但物理效應(yīng)差別很大，質(zhì)子的LET高，布拉格峰尖銳，這也就意味著可以把劑量集中在腫瘤位置，而對(duì)于周邊正常組織的損傷較小。需要注意的是，腫瘤本身是有體積的，所以實(shí)際應(yīng)用中，布拉格峰也需要展寬(SOBP)后使用。
  
  質(zhì)子治療的優(yōu)劣勢(shì)
  
  優(yōu)勢(shì)：前面已經(jīng)說(shuō)的差不多了，主要就是物理效應(yīng)好所以對(duì)正常組織的傷害相對(duì)較低，身體副反應(yīng)少。
  
  劣勢(shì)：一是不可回避的成本問(wèn)題，占地面積巨大，機(jī)器至少幾個(gè)億，而且還沒(méi)包含維保費(fèi)用。另外，我多說(shuō)一嘴，不管是幾室的質(zhì)子機(jī)房，同一時(shí)間永遠(yuǎn)只能有一個(gè)機(jī)房在實(shí)際出束，運(yùn)行成本也比較高。對(duì)病人來(lái)說(shuō)的話，以已運(yùn)行多年的上海質(zhì)子重離子醫(yī)院為例，一個(gè)療程大概在30萬(wàn)人民幣左右，自費(fèi)。二是對(duì)于很多常規(guī)病種，光子治療已經(jīng)很成熟，和昨天說(shuō)的一樣，更好的劑量分布并不意味著更好的臨床獲益，又或者說(shuō)，再好個(gè)10%的效果需要付出100%以上的成本。(下圖為上海質(zhì)子重離子醫(yī)院同步加速器)
  
  不過(guò)我也知道，很多事情不是這樣算的，一來(lái)科技是第一生產(chǎn)力，但凡能往前走一小步都是很大的進(jìn)步;二來(lái)質(zhì)子項(xiàng)目是我們國(guó)家目前重點(diǎn)發(fā)展的內(nèi)容之一，是我們實(shí)現(xiàn)彎道超車一個(gè)很好的標(biāo)的，有些國(guó)產(chǎn)質(zhì)子設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)裝機(jī)(瑞金醫(yī)院腫瘤質(zhì)子中心)，很快就能在臨床上見(jiàn)到。(下圖為甘肅武威重離子中心同步加速器)
  
  質(zhì)子治療和重離子治療的區(qū)別
  
  重離子就是比質(zhì)子重的帶電粒子，通常包含帶電的氦、碳及氖離子等，目前臨床上在應(yīng)用的主要是碳離子。
  
  前面我們提到了質(zhì)子治療和常規(guī)放療相比：物理效應(yīng)有了明顯提高，但生物效應(yīng)相似。而重離子放療和質(zhì)子放療相比則：物理效應(yīng)相似，但生物效應(yīng)有了明顯提高。這是因?yàn)楣庾雍唾|(zhì)子破壞的是腫瘤細(xì)胞的單鏈，而重離子破壞的是腫瘤細(xì)胞的雙鏈。如果X線的相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)是1，那質(zhì)子大概是1.1，重離子則可以達(dá)到3左右。所以重離子在乏氧細(xì)胞的殺傷、輻射不敏感腫瘤的放射治療上有更大的發(fā)展空間。
  
  另外，得益于相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)的增加等因素，重離子治療一般分次更少，療程更短，減少了治療時(shí)間。
  
  多線束復(fù)合治療技術(shù)(采用常規(guī)光子治療或者質(zhì)子治療先將輻射敏感性腫瘤細(xì)胞殺滅，然后采用碳離子等殺滅乏氧細(xì)胞等輻射抗拒細(xì)胞，有可能取得更為理想的臨床治療效果)也在進(jìn)行逐步研究和成果產(chǎn)出。
  
  不過(guò)重離子的成本比質(zhì)子放療更高，而且沒(méi)有更充分的證據(jù)能帶來(lái)比質(zhì)子治療更好的臨床收益，目前應(yīng)用比較少。
  
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