质子重离子治疗是什么意思,质子治疗适用哪些肿瘤

　　质子、重离子治疗概念划分

　　传统放射治疗通常使用的放射线粒子为X-射线(光子)和电子线，它产生于高能电子直线加速器。

　　其它用于临床的放射线粒子有质子、氦离子、碳离子、氖离子、硅离子、铁离子和氩离子等，医学上称这些粒子为重带电粒子(Heavy-charged particle),因为其比传统使用的放射线粒子质量重，并且带有电荷(与不带电的中子相区别)。

　　质子是最轻的重带电粒子，临床中曾将比质子重的带电粒子称为重离子(Heavy ion)。

　　近年来，医学上将比氖离子轻的重带电粒子称为轻离子(light ion，如氦离子、碳离子、氖离子)，比氖离子重的称为重离子(heavy ion，如硅离子、铁离子等)。

　　质子治疗剂量学特点及优势

　　单能质子射束剂量分布

　　质子与光子主要不同之处是质子深度剂量曲线的末端形成Bragg峰(见图1-1)。

　　Bragg峰的形成主要是由于质子与物质相互作用的特性与光子有很大不同。

　　首先，对于传统能量的4~25MV光子射束，与物质的物理相互作用主要是康普顿效应;质子射束，例如70~250MeV的质子，主要是通过库仑相互作用丢失能量。

　　其次，质子射束也通过与强子相互作用丢失一定能量。

　　上述两种作用方式也导致了治疗用质子射束与传统治疗射束的生物学效应略有不同。最后应该考虑的博拉格峰的机制是原始粒子与穿透物质原子核间的非弹性碰撞。

　　这个过程导致两个效应：一是单位面积的质子数量随穿透深度增加而减少;二是产生被碰撞原子核次级核碎片;但是因质子射束中产生的次级核碎片的射程都比质子束短，所以质子射束Bragg峰后剂量降低为0，没有重离子射束峰后的长的尾部剂量。

　　图1-1：质子和碳离子的深度剂量曲线：宽的160MeV质子束的博拉格峰，没有尾部剂量;窄的260MeV碳离子束的博拉格峰，拖长的尾部剂量(由于次级轻离子碎片造成的)

　　Bragg峰的深度是能量依赖的，因此通过调节质子射束能量，并且按不同肿瘤大小恰当地扩展峰的宽度，可使高量区集中在不同深度和大小的肿瘤部位(图1-2)。

图1-2：不同能量质子射线的百分深度剂量曲线　　

　　质子治疗放射生物学

　　质子放射生物学方面没有特别的优势，但对于某些肿瘤，生物学效应高于传统x线。扩展的Bragg峰内平均RBE值约为1.1，与传统X-线相差不多。因此，质子治疗的优势主要是在物理剂量方面。

　　与传统X-线相似的RBE值同时也为应用质子治疗带来一些方便。当我们知道使用传统X-线和电子线可以安全治疗的病例，可以更安全的使用质子治疗给予相同或更高的照射剂量。

　　重离子治疗与质子治疗比较

　　重离子在肿瘤内的生物学效应剂量与正常组织内的生物学剂量比率大于1，对碳离子来说通常为3。这与质子治疗不同，质子的RBE值通常取为1.1，仍然属于低LET射线。重离子RBE高，这对相对抗拒光子治疗的肿瘤很有优势，例如唾液腺肿瘤，前列腺癌和软组织肉瘤。然而，重离子治疗肿瘤仍然处于研究阶段，尚不能在临床普及应用。与质子治疗相比，重离子治疗有如下缺点：

　　1、重离子RBE 值随穿透深度变化很大，绝对值也大，而且重离子的RBE值随各种因素的变化而变化，许多因素都可能影响到RBE的值，不确定的因素太多，同一个射束在体内穿过不同组织都可能发生很大变化。另外，高RBE值对肿瘤治疗具有优势，但是对正常组织保护来说是缺点。重离子不适于用来进行亚临床病灶区(正常组织和肿瘤组织交叉区域)预防照射，必须结合使用低LET射线治疗，如X-线，或者质子治疗。

　　2、重离子物理剂量分布在侧向半影和Brag峰尾剂量衰减速度均快于质子射束，但是由于重离子在与介质相互作用中产生的小离子碎片使Bragg峰尾有“拖尾效应”，剂量约为峰区剂量的10~15%。

　　3、微观剂量均匀度差，存在冷点所带来的后效应;由于重离子质量大，单位剂量中的粒子数目少，为了使每个肿瘤细胞都能获得照射，需要加大单次的剂量，采用大剂量分割的模式。

　　4、很少应用于儿童肿瘤的治疗。

　　5、只有几个少数国家在开展重离子治疗，包括美国在内的大多数国家都没有开展重离子治疗，临床经验相对少。

　　图1-25：不同类型放射源的深度剂量曲线(等效剂量)。离子的深度剂量分布降低了周围正常组织的积分剂量;碳离子博拉格峰内的高RBE值提高了肿瘤内的有效生物学剂量。

　　质子治疗适用哪些肿瘤

　　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、纤维瘤病、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。

　　最常见儿童肿瘤病种有：神经母细胞瘤、肾母细胞瘤、肝肿瘤、横纹肌肉瘤、中枢神经系统肿瘤、畸胎瘤等。

　　内容来源:万杰质子治疗平台