质子治疗究竟是不是“抗癌神器”,看完这篇文章你心里就有数了!
发布时间:2018-11-27 14:21
随着全球质子治疗患者数的逐渐增加,学术界对质子治疗技术优势的认识也在不断加深,临床试验促进了质子治疗在更多癌症类型中的应用。越来越多的人开始认识并关注这个放射治疗领域的新秀,不少患者将其视作“治癌神器”。那么,质子治疗真的有这么神奇吗?认真看完这篇文章,您的心里就有数了。
什么是质子?
英国物理学家欧内斯特·卢瑟福被公认为质子的发现人。1918年任卡文迪许实验室主任时,用α粒子轰击氮原子核,注意到在使用α粒子轰击氮气时他的闪光探测器纪录到氢核的迹象,质子带正电,可以经电场使之高速运动,达到极高的能量。
质子属于重子类,质量是938百万电子伏特/c²(MeV/c²),大约是电子质量的1836.5倍,但是质子粒子极其微小,一万亿个质子排成直线只有一毫米长。
什么是质子治疗?
设想一台重达196吨的杀癌设备,能够以亚毫米的精度瞄准患者的肿瘤,同时保护附近的健康组织并最大限度地减少副作用,这就是质子治疗。
Ÿ质子从离子源开始。在几分之一秒内,氢原子被分离成带负电的电子和带正电的质子。
Ÿ质子通过真空管注入直线加速器,在几微秒内,质子的能量达到700万电子伏特。
Ÿ当质子束进入同步加速器时停留在真空管中,加速器将其能量增加到总计7000万到2.5亿电子伏特,足以达到患者体内的任何深度。
Ÿ在离开同步加速器之后,质子移动通过由一系列磁体组成的光束传输系统,将质子束成形,聚焦并引导至适当的治疗室。
Ÿ为确保每位患者安全有效地接受规定的治疗,该设施由计算机和安全系统网络控制。机架可以旋转360度,允许光束以任何角度传送。
Ÿ当质子通过输出口时,定制装置(孔径)塑造质子束,另一个定制模型将质子塑造成肿瘤形状的三维模型,将它们传递到肿瘤的部位。
Ÿ在最大能量下,质子束以每秒125,000英里的速度传播,相当于光速的三分之二。
多年来,标准放射疗法已经发展和改进,目前临床中常用的是光子放疗,比如旋转调强,静态调强,射波刀,TOMO刀,在控制许多癌症方面效果显著。然而,由于X射线束由初级
光子和二次电子组成,射线是以直线方式穿过身体,在入射初能量最大,过程中不断衰减,也就是说从皮肤表层下一定深处到肿瘤靶区前方的正常组织都会受到X线照射,并且正常组织接受的放射剂量会高于肿瘤靶区剂量,同时位于肿瘤周边和射线输出路径的组织也不可避免地受到X线照射。
质子治疗的第一大优势就在于,医生可以控制质子释放大部分抗癌能量的位置。当质子束进入身体后剂量释放缓慢上升,在射程末端释放最高能量,形成一个剂量高峰即布拉格峰(Bragg Peak),可精确瞄准肿瘤靶区,峰值过后剂量则急速下降至趋于零。这意味着质子治疗能让放射剂量集中在肿瘤处,肿瘤前方正常组织所受到的剂量较小,肿瘤后方组织基本上不会受到照射。
第二大优势是质子的辐射可以最大限度降低对正常组织的伤害,对目标肿瘤细胞造成最大的损害。以儿童髓母细胞瘤为例,我们可以看到普通放疗产生的大部分副作用,质子都完美的规避了。