全球質(zhì)子重離子醫(yī)院現(xiàn)狀與展望_王嵐

1、27目前，惡性腫瘤治療主要依賴于三大手段，即手術(shù)、化療和放射治療。放射治療作為一種物理治療手段，已有100多年的歷史。然而當(dāng)前常規(guī)的放療技術(shù)如立體適形放療（3DCRT）和調(diào)強(qiáng)放療（IMRT）已進(jìn)入瓶頸階段。質(zhì)子和重離子放療的出現(xiàn)，使得現(xiàn)代放射治療邁入了一個(gè)嶄新的發(fā)展時(shí)代。目前腫瘤放療界普遍認(rèn)為質(zhì)子重離子治療通過(guò)集成高能物理、加速器制造、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等新技術(shù)應(yīng)用于腫瘤的影像成像、放療計(jì)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施和質(zhì)量控制，使腫瘤放療的精確性達(dá)到當(dāng)

2、今最高水平，既能有效殺滅腫瘤細(xì)胞，又能最大限度保護(hù)周圍健康組織，具有精度高、療程短、療效好、副作用小等優(yōu)勢(shì)，明顯優(yōu)于目前其它放療技術(shù)。常規(guī)放療的射線是光子（如高能X射線、60Co射線等），在穿透人體組織后能量會(huì)大量衰減，這既影響了腫瘤靶區(qū)劑量分布，也導(dǎo)致周圍組織受到較大輻射損傷。而質(zhì)子和重離子射線在進(jìn)入人體的過(guò)程中劑量釋放很少，但到達(dá)腫瘤靶區(qū)時(shí)能量全部釋放，形成所謂的Bragg峰（圖1），類似于在腫瘤區(qū)域進(jìn)行“立體定向爆破”，即腫瘤靶區(qū)

3、接受了較大放射劑量，而周圍組織的損傷則降到最低。其中重離子放療使用的是比質(zhì)子具有更高能量的粒子射線（目前最常用的是碳離子），能有效殺滅乏氧的或放療抵抗的腫瘤細(xì)胞，并且對(duì)各個(gè)細(xì)胞周期的腫瘤細(xì)胞都具有殺傷作用，因此比質(zhì)子束更有優(yōu)勢(shì)。質(zhì)子重離子放療的發(fā)展概況上世紀(jì)三十年代，美國(guó)歐內(nèi)斯特?勞倫斯（ErnestLawrence）在研究原子結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)明了回旋加速器，并因此獲得1939年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。回旋加速器產(chǎn)生的高能粒子射線不僅對(duì)高能物理研究非常

4、重要，其劑量分布曲線與普通光子有明顯差異，具備潛在的醫(yī)學(xué)價(jià)值，1946年，羅伯特?威爾遜（RobertWilson）在此基礎(chǔ)上首先提出了利用高能粒子束治療腫瘤的設(shè)想。1952年科尼利厄斯?托比亞斯（CneliusTobias）在美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LawrenceBerkeleyNationalLabaty）開(kāi)展了最初的質(zhì)子和氦粒子放療實(shí)驗(yàn)，1954年該實(shí)驗(yàn)室利用質(zhì)子射線對(duì)晚期乳腺癌患者進(jìn)行了治療。至此，拉開(kāi)

5、了人類利用高能粒子治療惡性腫瘤的序幕。這間實(shí)驗(yàn)室在1954~1957年間共進(jìn)行了質(zhì)子放療臨床試驗(yàn)30例，1957年~1992年間進(jìn)行氦粒子放療臨床試驗(yàn)2054例?？上в捎诮?jīng)濟(jì)等各種原因，這個(gè)項(xiàng)目在1992年被終止了。1954年以后，世界各國(guó)紛紛在加速器物理實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開(kāi)展一些研究探索不同粒子束的臨床試驗(yàn)。1957年，瑞典在烏普薩拉大學(xué)斯維德伯格實(shí)驗(yàn)室（Uppsala，SwedbergLab）進(jìn)行質(zhì)子治療的研究。1961年哈佛大學(xué)的回旋加速器

6、實(shí)驗(yàn)室（HarvardCyclotronLabaty）開(kāi)始進(jìn)行質(zhì)子放療的試驗(yàn)。1967年，前蘇聯(lián)在杜布納聯(lián)合核子研究所（JointInstitutefNuclearResearch，Dubna）進(jìn)行質(zhì)子束放射治療臨床研究。1979年，日本國(guó)立放射醫(yī)學(xué)綜合研究所（NIRS）開(kāi)始利用加速器進(jìn)行質(zhì)子放療的醫(yī)學(xué)臨床試驗(yàn)。1980年，瑞士原子研究所PSI研究所（SwissInstitutefNuclearResearchPaulScherrerI

7、nstitutePiotron）開(kāi)始進(jìn)行π粒子放療臨床研究，從1984年起開(kāi)始質(zhì)子放療臨床研究。1990年，美國(guó)羅瑪琳達(dá)大學(xué)醫(yī)學(xué)中心（LomaLindaUniversity全球質(zhì)子重離子醫(yī)院現(xiàn)狀與展望文｜王嵐戴小亞ByWangLanDaiXiaoyaAREVIEWOFGLOBALPARTICLETHERAPYCENTERS1.不同射線的劑量深度曲線分布圖PROTONSHEAVYIONHOSPITADESIGNLOGISTICSSUPPT

8、Publishedon:15012016129日本兵庫(kù)縣粒子束治療中心（HyogoIonBeamMedicalCenterHIBMC）成立于2001年，是世界上第一家可以同時(shí)進(jìn)行質(zhì)子和重離子放療的醫(yī)療機(jī)構(gòu)。截至2014年12月，該醫(yī)院共收治質(zhì)子放療患者4652位，重離子放療患者2146位。目前日本已經(jīng)建成并且運(yùn)營(yíng)的質(zhì)子或重離子治療中心共12家，其中質(zhì)子治療中心8家，重離子治療中心3家，另有一家能同時(shí)提供質(zhì)子和重離子治療。截至2014年1

9、2月，日本共收治質(zhì)子放療患者16773位，重離子放療患者13020位。德國(guó)德國(guó)海德堡質(zhì)子重離子腫瘤治療中心（HeidelbergIonBeamTherapyCenter，HIT）是歐洲第一家同時(shí)擁有質(zhì)子和重離子技術(shù)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，由德國(guó)政府和海德堡大學(xué)共同出資建設(shè)，2009年建成，2012年起正式運(yùn)營(yíng)，其腫瘤治療水平世界領(lǐng)先。該治療中心主要治療病種為腦部腫瘤、甲狀腺腫瘤、肺部（遠(yuǎn)離心臟一側(cè)）腫瘤、肝臟腫瘤、前列腺腫瘤等。截至2014年12月

10、，該中心共收治質(zhì)子放療患者824位，重離子放療患者1723位。目前，德國(guó)已經(jīng)建成并且運(yùn)營(yíng)的質(zhì)子重離子治療中心共6家，其中質(zhì)子治療中心為4家，重離子治療中心為1家，同時(shí)擁有質(zhì)子重離子治療的為1家。截至2015年10月，德國(guó)共收治質(zhì)子放療患者5845位，重離子放療患者1724位。國(guó)家質(zhì)子重離子機(jī)構(gòu)治療總病例數(shù)質(zhì)子重離子質(zhì)子重離子質(zhì)子重離子加拿大1182捷克共和國(guó)1357中國(guó)1111091235英國(guó)12626法國(guó)212209德國(guó)4115845

11、1724意大利21466318日本8311677313020波蘭185俄羅斯36823南非1524韓國(guó)11496瑞典11瑞士17364中國(guó)臺(tái)灣11美國(guó)1750913（本數(shù)據(jù)來(lái)自PTCOG官方網(wǎng)站，截至2015年10月）瑞典TheSkionClinicUppsala2015年8月收治第一例患者中國(guó)臺(tái)灣長(zhǎng)庚紀(jì)念醫(yī)院2015年7月收治第一例患者表1全球運(yùn)營(yíng)中的質(zhì)子重離子機(jī)構(gòu)及病例數(shù)統(tǒng)計(jì)表4.德國(guó)海德堡質(zhì)子重離子中心4PROTONSHEAVYI