质子和重粒子放疗原理

质子即氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子；重离子即碳、氖、硅等原子量较大的原子核或离子。质子和重离子技术是放疗中的一种，是国际公认的放疗尖端技术，质子和重离子同属于粒子线，与传统的光子线不同，粒子线可以形成能量布拉格峰，能够在对肿瘤进行集中爆破的同时，减少对健康组织的伤害。

 相对于开展百年之久的传统放疗，质子重离子治疗代表了放疗的最高技术和未来趋势，由于技术和价格因素，仅在德国、日本和美国以及我国等少数国家开展，全球范围内作为医疗用途的粒子装置仅有数十台。

放射治疗，作为一种经典的肿瘤物理治疗手段，已有100多年的历史，目前最常见的放射治疗技术有：立体适形放疗（3DCRT）和调强放疗（IMRT）。大约有70%的肿瘤患者在其病程的某一阶段需要接受放射治疗，可以说，放射治疗已经成为肿瘤治疗不可或缺的手段之一。

而质子和重离子放疗的出现，使得现代放射治疗又迈入了一个崭新的发展时代。此前常用的放射治疗，使用的是X线，也就是电子线；而质子重离子治疗，则使用质子线或重离子线，射线的粒子质量更大，对肿瘤的杀灭效应也更为强大。质子，是氢原子失去一个电子的粒子；重离子，是碳、氖、硅等原子量较大的原子失去一个或几个电子后的粒子。

目前肿瘤放疗界普遍认为质子重离子治疗通过集成高能物理、加速器制造、计算机、自动控制等新技术应用于肿瘤的影像成像、放疗计划、实施和质量控制，使肿瘤放疗的精确性达到当今最高水平，既能有效杀灭肿瘤细胞，又能最大限度保护周围健康组织，具有精度高、疗程短、疗效好、副作用小等优势。

常规放疗的射线是光子（如高能X 射线、60Co射线等），在穿透人体组织后能量会大量衰减，既影响了肿瘤靶区剂量分布，也导致周围组织会受到较大辐射损伤。而质子和重离子射线在进入人体的过程中剂量释放很少，但到达肿瘤靶区时能量全部释放，形成所谓的Bragg峰，类似于在肿瘤区域进行“立体定向爆破”，即肿瘤靶区接受了较大放射剂量，而周围组织的损伤则降到最低。

其中重离子放疗使用的是比质子具有更高能量的粒子射线（目前最常用的是碳离子），能有效杀灭乏氧的或放疗抵抗的肿瘤细胞，并且对各个细胞周期的肿瘤细胞都具有杀伤作用。

质子或碳离子经由同步加速器加速至约70%的光速时，这些离子射线被引出射入人体，在到达肿瘤病灶前，射线能量释放不多，但是到达病灶后，射线会瞬间释放大量能量，形成名为“布拉格峰”的能量释放轨迹，整个治疗过程好比是针对肿瘤的“立体定向爆破”，能够对肿瘤病灶进行强有力的照射，同时又避开照射正常组织，实现疗效最大化。

国际公认的、最先进的放疗技术是质子重离子治疗技术。其在对实体肿瘤进行射线“打击”时，能对肿瘤病灶进行强有力的照射，同时避开正常组织照射，从而实现疗效的最大化。  根据国际临床资料统计，对头颈部、脑、前列腺、软组织、肺、肝等部位肿瘤有较好疗效，对一些难以手术的癌症、常规放疗难以治愈的癌症有显著成效。质子治疗的适应症比较广泛，对于脑部良恶性肿瘤（脑膜瘤、脑转移瘤、垂体瘤、脑胶质瘤、听神经瘤、颅咽管瘤等）、脊髓肿瘤、脑血管疾病（脑动静脉畸形、海绵状血管瘤等）、头颈部肿瘤（鼻咽癌、口咽癌等）、颅底脊索瘤和软骨肉瘤、眼部病变、胸腹部肿瘤、儿科肿瘤等均有较好的疗效。国外临床治疗数据表明，质子治疗肿瘤有效率高达80%，被高能物理界和医学界评估为疗效最好、副作用最少的治疗方法。

质子装置介绍质子治疗系统是一套庞大、复杂而又及其精密的高科技设备。全套设备由质子加速器、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所构成，占地长70米。其核心之一是回旋加速器，用以产生高能质子射束；加速器磁铁直径434厘米，中210吨。它发出质子束能量高达230兆电子伏，足以用于治疗体内任何深度的肿瘤。临床治疗时，质子束经一系列装置引入到专用的治疗室，进入旋转治疗架。治疗架是控制投射的庞大旋转装置，占据三层楼空间，它可以在病人静卧的舒适条件下，从任意方向投射到病人的肿瘤区域，并保证准确性在一毫米以内. 治疗用的质子束，还需要根据病人病变的情况进行精细的调整，使之符合治疗的需要，以达到最佳剂量分布的目的。因此，质子治疗装置还设有调节和变换射束的照射系统。此外为了使如此庞大而精密的复杂设备准确可靠地运行，质子治疗装置带有完善的安全与控制系统，以保证病人与工作人员的安全。 

山东淄博万杰肿瘤医院质子治疗中心，2004年12月治疗第一例肿瘤患者，目前已治1900余例各类肿瘤患者，拥有360度旋转束治疗室，十年经验，大宗病例，疗效确切，世界公认的尖端技术。何必舍近求远，质子治疗就在身边!

质子治疗癌症主要优点包括：肿瘤邻近重要器官，病者亦可获得最好的疗效，而重要器官可受到保护；若肿瘤复发，患者还有再次接受质子治疗的机会；显著减少短期及长期副作用；提升癌症患者的生活质量；明显减少对发育中的少年儿童患者生长发育的影响；明显减少次发性癌症的风险 。

质子治疗适应症：

1、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。

2、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。

3、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。

截止到2015年淄博万杰肿瘤医院质子中心对治疗的1500例（以肿瘤Ⅰ、Ⅱ期为样本）肿瘤患者进行质子治疗效果统计，部分统计数据如下: 1、非小细胞肺癌一年局部控制率95 %，5年总生存率61.7 %；2、肝癌一年局部控制率为94.1%，一年的总生存率为88.2%，五年总生存率65.3%；3、胰头癌1年局部控制率45%，3年总生存率30%；4、脑膜瘤1年局部控制率98%，3年局部控制率95%，五年局部控制率85%；5、脊索瘤1年局部控制率97.8 %，3年总生存率88%，5年总生存率75.5 %,10年总生存率46%；6、星型胶质细胞瘤， 5年总生存率85%；间变型星形细胞瘤， 5年总生存率51%。