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重离子加速器治疗癌症靠谱吗?

来源:未知    时间:2015-04-01 10:43  浏览次数:

  

 

  携康长荣董事长顾欣重离子治疗肿瘤的研究始发于美国,先期是在美国能源部资助的实验室利用物理学研究设施开展临床研究。在开展这项研究的时代,医疗影像技术还不是很发达,虽然做出了很多有价值的成果,主要是在重离子生物学效应方面(物理学效应早于那时几十年就被发现了,也就是布拉格峰),但在临床研究中出现了很多问题,能源部停止了项目经费拨款而中止。直到今天美国也没有重离子肿瘤治疗中心。

  但是日本和欧洲把美国人的研究继续了下去。首先在重离子中发现碳离子是最佳选择,目前所谓的重离子治疗癌症,实际上是碳离子治疗。其次在医疗影像技术的推动下使重离子治疗成为了可能,因为可以实现对照射靶区的精确定位。这里要提到为什么美国只有质子治疗,原因还是生物学效应。质子的生物学效应和光子(目前主流放疗都是光子,例如IMRT和伽马刀)接近,对靶区细胞的损伤在一定程度上是可修复的,这给医生改正错误的机会,但是对癌细胞的消灭却不是那么干脆。这也就是所谓质子比较安全的道理,所谓的重离子的拖尾效应带来后端剂量影响却是没有临床数据的。也是由于生物学效应,重离子的生物学效应是质子的2倍多,直接电离击碎靶区细胞的DNA双链,导致细胞死亡凋零,在临床应用中可以治疗具有放射性耐受的癌细胞(乏氧细胞类型的癌细胞,例如骨肉瘤,胰腺癌等)。重离子对癌细胞的摧毁能力是毋庸置疑的!但是安全性呢?

  我们这里说的安全性是指针对肿瘤周边组织的影响。如何把重离子束流引入到病灶部位是重离子治疗系统最关键的技术,也是重离子治疗系统进入临床二十年来一直在不断发展的关键技术。实际上质子治疗系统也是在这项技术上没有达到完美的程度!

  日本和欧洲开始走的是不同的技术路线,日本在NIRS的引导下三菱电机、东芝、日立、住友重工共同开发出了世界第一套重离子肿瘤治疗系统,历时十年完工,照射系统用的是散射法。欧洲是在GSI和PSI的引导下,西门子开发了完全不同的笔形束照射系统和仿照质子系统的旋转机架治疗室。在当年属于个性鲜明,优缺点非常明显。散射法扫描速度快,配合呼吸门控可以治疗胸腹部肿瘤,但是精度差,治疗头颈部肿瘤有局限性,并且由于必须配合使用和肿瘤形状一致的模块以保护肿瘤的侧面和后端组织,不能进行多靶点照射治疗和多路径照射治疗。笔形束配合旋转机架治疗室可以实现精准照射和多靶点多路径照射,凸显在头颈部肿瘤治疗的优势,安全度大大优于散射法。但是扫描速度慢,无法配合呼吸门控实现有临床价值的治疗,最初不能用于胸腹部移动脏器的治疗。

  现在的技术发展路线都是一样的高速笔形束配合呼吸门控和超导旋转机架治疗室。目前只有东芝一家在这个领域发展的比较突出,固定束照射的高速笔形束已经开始用于临床治疗,配合呼吸门控的移动靶区治疗进入临床研究阶段,超导旋转机架治疗室正在安装中,预计未来三年最有可能完成这一完美理想的厂商。很可惜欧洲的西门子中途退出,在上海的订单签订后,即宣布关闭全部的放疗部门。很是可惜!

  重离子肿瘤治疗系统是由离子发生器、直线加速器、同步加速器、束流配送系统、照射系统、控制系统和治疗计划系统等一系列子系统构筑而成。治疗室内通常包含六自由度机器人治疗床、定位装置、治疗头,有些还包括治疗评估PET-CT。配套的还有模拟治疗室等设施。

  从1994年至今,全球共建有并运行中的重离子肿瘤治疗治疗中心有日本的千叶、兵库、群马、和左贺,德国海德堡,意大利。在建设中的项目有日本神奈川、中国上海、甘肃、奥地利维也纳。

  由于重离子投资比质子投资多出一倍以上,而比质子能够治疗的范围多出来的病种相对不是太多。因此质子治疗中心在全球比重离子多五倍。但是并不是说重离子就没有推广的意义。

  在医学影像技术已经非常成熟的今天,设备厂商对重离子束流的控制能力和扫描速度的提升,治疗计划系统的完备,完全可以实现精确照射。这样在理论上可以实现对肿瘤周边组织实施最有效保护条件下消除肿瘤变为现实。以及超导技术的应用使得系统中原有的大型设备变得小型化,成套系统的成本下降以及维护运行费用的降低都使重离子的广泛应用变成现实。毕竟重离子能够解决一些我们现今其他手段包括质子治疗解决不了的一些肿瘤治疗,而且可以解决一些现有手段治疗风险和副作用较大的肿瘤治疗。

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