质子治疗 原理,质子治疗癌症原理

放射治疗的发展史已经有一个多世纪，截止到目前，放射治疗仍是恶性肿瘤重要的局部治疗手段。据世界卫生组织（WHO）统计，大约70%的癌症病人在治疗癌症的过程中需要放射治疗的参与。传统放疗的主要技术是直线加速器的光子放疗，利用高能X线或Γ射线等来治疗肿瘤的技术。近20年来，国际医学界发现并应用了一种全新的放射治疗技术，称为粒子放疗。实验研究和临床治疗证明，粒子放疗的疗效明显优于光子放疗，放疗的毒性和不良反应明显低于光子放疗。

质子治疗又称为质子线放射治疗或质子刀治疗，是粒子放射治疗最重要的组成部分。它是目前世界上最先进的无创治疗肿瘤的方式之一。欧美等发达国家从二十世纪60年代开始将质子治疗应用到肿瘤临床治疗，并取得了非常好的效果。质子治疗由于其超好的保护性和有效率已经成为美国、西欧乃至全球放射治疗最前沿的治疗方法，更是儿童肿瘤放射治疗的最优选择。

质子，是指氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子。质子治疗中使用的质子来于离子源，在那里氢原子被分解为电子和质子。质子被注入回旋加速器进行加速，使其成为穿透力非常强的电离放射线，这些射线以极高的速度进入人体，通过特殊形状的设备进行引导，最终到达靶向肿瘤部位进行治疗。

质子治疗使用的是具有电离辐射的高能量射线。所谓电离辐射是指质子进入人体并达到肿瘤细胞所在位置时，带正电子的质子会吸引癌细胞中的电子，从而诱导肿瘤细胞发生“辐射游离”（细胞失去电子的过程）。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，所以这种辐射游离特别容易发生在肿瘤细胞的DNA上，当DNA上大量的基因被破坏到无法修复的程度，肿瘤细胞就会停止分裂或者死亡。

质子治疗（质子射线）与传统放疗（高能光子束）相比，最主要的区别在于射线进入人体后的辐射剂量分布。

光子射线在照射路径中全程分散释放能量（沿途爆破）——即进入人体后辐射剂量迅速增加达到最大，随后缓慢降低。这使得放射路径上，处于肿瘤之前的正常组织受到了比肿瘤处更大的照射剂量，而处于肿瘤之后的正常组织也要受到相当大剂量的照射。这些正常组织在接受大剂量照射后就可能引起肿瘤早期或晚期的并发症，包括恶心、呕吐、组织功能减弱或缺失、甚至继发肿瘤。

与传统放疗不同，质子射线的特点是在照射路径的末端才释放大部分能量（定点爆破）——即质子射线在进入人体后只会释放极低能量，而在达到肿瘤区域后辐射剂量迅速升高，形成超高的能量峰，并释放剩余所有能量，穿越肿瘤区域后质子线的剂量陡然降低至零。这种以极快的速度穿透到人体内部，到达癌细胞所在的特定部位，速度突然降低并停止，释放出最大能量的特性在医学上被称为“博拉格峰效应”（BRAGG峰）。

博拉格峰效应是质子及极少数粒子独有的医学物理特性。这种优良的剂量分布特性允许高辐射剂量集中于肿瘤部分，即将博拉格峰置于肿瘤灶上。博拉格峰的深度是可调可控的，临床上可以通过调节质子射束的能量，并且按肿瘤大小恰当地扩展峰的宽度，使高剂量区集中在不同深度和不同大小的肿瘤部位。由此，在质子治疗过程中肿瘤前部的正常组织受到的辐射剂量微乎其微，而肿瘤后方的正常组织几乎不会受到任何辐射，这便从整体上提高了肿瘤的受辐射剂量而降低了周围正常组织遭受的损伤。

质子治疗技术可以为所有适合放疗（包括适形放射治疗、调强放射治疗和伽玛刀放射治疗等）的肿瘤患者提供治疗与帮助，尤其对于早期肿瘤患者，质子治疗的五年生存率可以达到95%以上。质子治疗可以通过精准的“定向定点爆破”技术，使重要器官和组织免受损伤，对于有重要器官包绕的肿瘤、儿童肿瘤患者尤为适合。

肿瘤在线咨询建议，符合下述重点适应征的患者，应尽可能选择质子放射治疗技术，以获得更好的肿瘤控制及更少的放射治疗副作用，长期评估会取得更好的治疗效果并能节省总体的治疗费用。

1.儿童肿瘤患者：

与成人相比，儿童肿瘤能够耐受放疗剂量的阈值较低，传统的放射治疗会造成儿童肝脏、肾脏、脊髓等重要器官和组织的放射性损伤，其正常组织受到辐射可能会导致生长发育出现异常。质子治疗不仅可以精确控制放射剂量，减少对正常组织的辐射，还可以防止发生如发育迟缓、激素不足、骨髓抑制等并发症，降低肿瘤复发率和对儿童智力的不良影响。目前，针对儿童及青少年肿瘤患者，以质子治疗来代替传统放射治疗已经成为国际医学界的一致共识。

2.高龄肿瘤患者：

老年人肿瘤患者往往合并多种慢性疾病,确诊肿瘤时又以中晚期居多,使得治疗困难增大。同时老年人体质普遍较弱，因此不适合接收手术和传统放化疗。质子治疗具有良好的物理特性，剂量分布均匀、准确性极高，在治疗中对老年肿瘤细胞周围的健康组织影响极小，可以更大程度的减轻患者在治疗过程中的痛苦，治疗过程无创且效果明显。

3.不能/不愿手术患者：

很多患者的肿瘤生长部位毗邻重要脏器或组织结构，或因身体、心理等问题，不能或者不想选择手术治疗，这种情况下可以通过选择质子治疗达到良好的治疗效果。质子治疗能在有效破坏肿瘤的同时，保护人体重要器官的结构和功能，这在手术和传统放射治疗中是无法实现的。

4.放疗失效患者：

传统放射治疗的疗效取决于放射敏感性，很多肿瘤（如纤维肉瘤、骨肉瘤、脂肪肉瘤、尤文氏肉瘤等各种骨及软组织肉瘤）由于细胞分化程度高、体积大、瘤内乏氧等原因造成放射敏感性低，即使接受传统放疗也很难取得良好的治疗效果。质子治疗区别于传统放疗的放射生物学特性，使得它对常规放疗不敏感，包括放疗抵抗的病灶和乏氧的病灶，均有相当的敏感性，可以帮助患者达到良好的治疗效果。

5.放疗复发患者：

在常规放射治疗中，人体正常组织具有一定的耐受量，超过规定的耐受量将会引起严重的并发症。因此对于常规放射治疗后肿瘤残留或复发的患者，如果再程放射治疗可能导致截瘫、骨和神经坏死、消化道穿孔和大出血等致死性并发症。由于质子治疗拥有特殊的“布拉格峰”效应，可以在精确控制下摄入人体，将能量准确地释放到病变部位，避开人体正常组织，有效减少继发性肿瘤的风险以及各种治疗副作用。

6.需要保全器官功能和颜面外观的患者：

对于很多罹患头颈部肿瘤（如口腔癌、鼻咽癌、眼部肿瘤等）的生殖系统肿瘤（乳腺癌、卵巢癌、阴茎癌等）的患者，传统的手术和放射治疗往往会破坏器官完整性、遗留疤痕，对患者的心理造成严重的伤害和影响。这些患者可以选择质子治疗技术，由于质子治疗具有无创、安全、副作用小等优势，不仅可以根治肿瘤，还可以帮助患者保持较好的头面部外观及重要器官的完整功能。

多睦健康为什么要推荐肿瘤患者选择质子治疗？

　　手术、化疗和放疗是癌症治疗的“三剑客”，然而，恶心、呕吐、食欲不振、掉头发......这些癌症患者经过放化疗后常见的副作用，生活质量的急剧下降让很多癌症患者甚至失去了活下去的动力。特别是对于儿童脑瘤患儿来说，放疗后引起的智力下降、生长发育迟缓、垂体发育萎缩导致的激素分泌不正常等，对于儿童长期生存来说都是很大的障碍。

　　医疗界急需一种治疗方法，降低癌症治疗的副作用，提高患者生活质量，质子治疗应运而生。

　　质子治疗问世已经有半个世纪之久了，迄今为止，全球的质子治疗病人已经超过了13万人。质子治疗一度被众癌友们评为“抗癌神器”。那么，到底什么是质子治疗呢？

　　质子治疗的原理是将质子加速到光速70%左右，迅速穿透人体，到达肿瘤所在部位后突然降速并停止，形成尖锐的“布拉格峰”，释放出最大能量，杀死肿瘤。可以简单理解为对肿瘤的“立体定向爆破”或“精确制导”。

　　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。

　　    质子治疗与普通放疗的区别

　　放疗-散弹打鸟模式：放射性治疗是用较强的放射性同位素射线比如X、Y射线杀死癌细胞，射线从进入人体表面开始到穿过肿瘤组织后，能量持续释放，对于照射区域内的细胞，放疗没有精准的选择性，在破坏肿瘤细胞的同时对周围正常细胞也有抑制及损害作用。?

　　质子-立体定点爆破：质子治疗依靠正极电荷的核粒子而非传统的光子束,并且质子能量可以被人为精确地定位达到向肿瘤内部提供高度集中地质子束照射，这对周围正常组织结构无损害而且副作用极度降低。

　　    质子治疗的特点

　　l治疗时间短：每次5-15分钟；

　　l治疗次数：15-40次，每天一次；

　　l效率高：处理过的病灶几乎不会复发；

　　l清除效果好：高剂量照射，精准度更高，肿瘤组织清除彻底，几乎无残留；

　　l副作用小：对邻近重要组织、器官几乎无损伤，几乎无副作用；

　　l不影响免疫功能：对患者自身免疫系统几乎没有任何影响；

　　l方便：无需麻醉（部分儿童肿瘤除外），无需住院。

　　    质子治疗为什么那么贵？

　　质子治疗中心的建设可谓是耗材耗力。从设备购买、楼房设计、施工建设、设备进口、安装调试、人员培训、建成投用一系列工作，少则数年，多则十几年，才能完成一个独立的质子中心的建设。

　　质子治疗设备高达十几米，一般需要2-3层楼高，占地面积更是惊人，一般在5000平方米以上。如此庞大的工程，耗时数年，耗费人力物力，建成质子治疗中心需要耗费达上亿元人民币，额外每年设备维护费用则需上千万。因此，虽然质子治疗效果很好，但是医疗机构不得不考虑成本投入，所以质子治疗费用比其他放疗技术高很多。?目前，在国内进行质子质子的费用是27.8万，这部分费用医保是不包含的，但部分省市已经纳入医保，需要咨询当地医保管理单位，或者致电400-626-9916了解。另外，质子治疗带来的其他费用例如住院费、检查费、药费等是医保正常报销的。

　　    你所关注的质子治疗费用

　　目前国内质子治疗的费用是27.8万人民币；

　　日本质子治疗费用大约在300日元（20万人民币）左右，但是国内患者选择日本质子治疗的话，还要加上机票、食宿、地接、翻译费用等，总体费用与国内差不多；

　　而在美国质子治疗是按次数收费，一般完成整个疗程的话需要12-15万美元，约折合人民币60万-90万元左右。德国需要5-6万欧元，约人民币40万左右。总体来说，中国、日本最低，德国价位中等，美国最高。

　　美国是开展质子治疗最早的国家，1950年左右就开始这种先进的疗法，日本紧随其后，在1990年左右开始，中国稍微进展缓慢，从2000年以后开始，但是国内的质子治疗中心的医生都是到美国、日本进修质子技术的，治疗完成度无需质疑。所以，国内的癌症患者可以根据经济情况和自身的病情进行合理选择，不能盲目尊崇国外。

　　    儿童肿瘤首选质子治疗

　　中国抗癌协会调查数据显示，儿童癌症已成为儿童第二大死因。随着治愈率的提高，约83%的儿童癌症患者成为长期幸存者。但癌症治疗的后遗症可能导致终身的健康影响。

　　放疗是儿童实体瘤治疗通常采用的治疗方法，然而会对儿童并未来的身体和智力发展产生较大的影响。比方幼儿的脑部在0至3岁间发展成熟最为迅速，年纪越小接受放疗，5年内智商下降幅度越大。故若非必要，对小朋友会尽量避免或减少针对脑部的放疗剂量。

　　除中枢神经系统外，放射线对于快速分裂的细胞也有显着的影响，因此小朋友的身高、视力、以及生殖系统(卵巢或睾丸)，都可能受到损害。由于儿童肿瘤患儿生存率上升，放射线更长期的副作用也可能陆续在小朋友成长的过程中出现，比方心血管系统的冠状动脉疾病、及中风机率上升等。

　　由于「质子放射治疗」具备能够减少散射剂量的优势，可说是未来儿童肿瘤放射治疗必然的趋势。

　　在欧美等先进国家癌症中，儿童肿瘤对质子治疗的接受度可以说是最高的。由于小朋友们快速的生长发育，身体对放射剂量造成的副作用较为敏感，因此质子治疗的好处在儿童肿瘤的治疗过程中格外凸显。

　　    最适合国人的质子治疗中心在哪里？

　　近年来，全球质子治疗中心数量大约翻了一番，共有约80家质子治疗中心，其中美国有超过30家，日本共有9家医院拥有质子治疗中心。

　　日本是一个医疗强国，在质子治疗方面的发展水平也非常高。质子治疗是由美国最先开始发展的，日本质子治疗的兴起是紧随美国之后的第二个国家，在亚洲是率先拥有质子治疗仪的国家。

　　日本与我国隔海相望，距离并不算远，所以去日本接受质子治疗也并不算困难，是患者出国进行质子治疗比较理想的去处。

　　国立癌症研究中心东医院是亚洲最早引进医疗专用质子治疗系统，也是世界上第二家开始临床应用的医疗机构。丰富的质子治疗的临床经验居世界前列。而且该院科研实力雄厚，除临床医学
外，还拥有数名医学物理专业的稀有人才，参与最先进的质子 治疗技术的研究，并在世界最先进的照射领域可视化方面取得了全球领先的科研成果。

　　    中国患者去日本接受质子治疗的流程

　　首先，一般中国患者想要去日本接受质子治疗需要先做一个是否接收的评估，也就是专家会诊，患者需要提前整理好病史病例等资料信息，翻译成日文并且发送到日本质子治疗相关的医院，由专家进行会诊评估，如果评估结果合适，那么医院会将详细的治疗方案以及治疗费用的信息反馈给患者，再由患者自行决定要不要去日本接受治疗；如果不合适，医院也会反馈给患者不合适的具体原因。

　　多睦健康温馨提示：质子治疗并非万能，也有一定的适应症。比如，对于非实体肿瘤（如淋巴瘤、白血病等血液肿瘤），已有多发远处转移且转移灶在3个以上的肿瘤，同一部位1年内接受过放射或放射性粒子植入治疗的患者等，质子治疗并不一定适合。

质子治疗是什么方式消除肿瘤？

提到质子治疗，大部分肿瘤患者都知道这是目前全球范围内副作用最小，治疗最为精准的一种放射治疗手段，与常规的放疗相比，能有效的保护正常组织。

质子属于重子类，质量是938百万电子伏特/c(MeV/c)，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。通过一台重达196吨的杀癌设备，能够将质子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。

　　由于普通放射线在照射肿瘤细胞的同时，对周围的正常组织也造成不同程度的损伤。比如在照射脑部肿瘤时，可能出现各类不可逆的神经损伤和肢体活动障碍，在照射儿童肿瘤时，造成儿童发育迟缓，智力障碍，视力损伤等等。

　　与传统形式的辐射相比，质子束会到达肿瘤内部的精准位置而不是沿着光束离开人体的路径释放大部分辐射剂量。实际上，质子没有肿瘤之外的辐射“退出剂量”，这意味着质子停在肿瘤上，不会继续伤害身体的健康部位。

　　全球的放疗学家还在积极探索质子治疗的更多可能性，比如联合免疫治疗，靶向治疗等，让质子治疗发挥出更大的优势，给患者带来更多的生存获益。目前日本对于质子治疗最简练的总结是安全、副反应小、疗效肯定。