【医生笔记】湖南省肿瘤医院医生前往德国RPTC探秘质子放疗

作者：携康长荣

　　或许是考验我们前往德国探秘质子放射治疗的诚心与毅力，动身前一天德国汉莎航空多个航班的机组人员竟然罢工，导致我们的直达航班被取消，我们经历两次改签，转站法兰克福、再乘火车，耗时大约18小时才得以辗转到达目的地慕尼黑，期间多亏携康长荣多位老师的帮助，借此表示感谢!

　　一、RPTC概况

　　与国内知名肿瘤医院喧嚣嘈杂、人头攒动的景象不同，拥有一栋4层楼治疗中心与一栋5层楼客户中心的德国慕尼黑RPTC质子治疗中心(Rinecker Proton Therapy Center)尽显温馨与洁净，安静地座落在美丽的依萨儿河畔，与之相伴的清沏伊萨儿河水及河中悠然自得、任由嬉戏的天鹅、野鸭与RPTC构成了一幅天然优美的图画。

　　

 

　　RPTC由慕尼黑外科医学博士Hans Rinecker所创立，它是欧洲第一家实现全临床质子放射治疗肿瘤的治疗中心，是德国第一家获得国家授权并纳入法定医疗保险的质子放射治疗机构。

　　

 

　　RPTC医疗设备齐全，拥有四台瓦里安(Varian)公司生产的具有360度旋转功能的Probeam笔形束扫描质子放射治疗设备、四套具有IMPT(Intensity Modulated Proton Therapy)功能的质子放射治疗计划系统、两台螺旋CT，一台PET-CT、两台1.5T全身MRI，以及多套麻醉、B超等先进设备。

　　RPTC自2009年三月投入临床运营以来，目前完成了4000多例患者的质子放疗，病种以前列腺癌、胰腺癌、肺癌、脊索瘤等最为多见，另外还治疗过脑瘤、听神经瘤、软组织肉瘤、肝脏肿瘤、各种头颈部肿瘤、寡转移、姑息治疗等复杂病例，均取得了很好的疗效。

　　二、质子治疗设备的组成

　　1、质子放射治疗系统结构复杂，主要由加速器、能量选择系统、束流传导系统、治疗系统以及相应的控制系统、剂量测量与定标系统、装置数据库等部分组成。

　　

 

　　质子放射治疗用到的射线是质子放射线，质子是指氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子，它被加速器加速到光速的70%，成为穿透力很强的质子射线。产生高能质子的加速器因按设计原理不同分为回旋加速器(Cyclotron)、同步加速器(Synchrotron)和同步回旋加速器(Synchrotron-cyclotron)三种不同的类型。

　　质子放射治疗系统是核技术、计算机技术、精密机械、图像处理、数据通讯、自动控制和医用影像、医疗方法、先进管理等高科技相互交叉和整体集成的设备，具有相当高的复杂性。目前国际上只有少数国家能够建造质子治疗设备并利用质子放射治疗系统开展了质子治疗技术。

　　2、质子治疗(投射)系统除质子刀还在研发外，现阶段用于临床的质子投射系统主要有以下两种方式实现：

　　A、双散射：此方式有较长的历史，与光子相似，窄的射束经第一、二散射箔/片的散射变成宽的均匀的射束，射线能量由能量调节器进行调节，再采用补偿器的方法使剂量适形后给予实施放射治疗;

　　B、笔形束扫描：比双散射简单，能量由能量选择系统控制，射束方向通过磁铁转换控制，使笔形束射线在X、Y方向有不同停留，从不同的位置进入患者体内对靶区进行照射，应用原理与光子线调强放疗“IMRT”类似，称为“质子调强放射治疗”(IMPT)。

　　三、质子放射治疗特点

　　质子放射治疗时，高能的质子以极高的速度进入人体，在体内与正常组织或细胞发生作用的机会极低，当到达癌细胞的特定部位时，质子速度突然降低并停止产生Bragg峰(布拉格峰)，释放全部能量，作用于癌细胞并将癌细胞杀死;而肿瘤后面和侧面的正常组织没有能量沉积，照射剂量为零，几乎不会损伤正常组织，从而能够有效地保护正常组织器官。

　　

 

　　质子与人体组织作用过程存在Bragg峰，因此质子放射治疗具有剂量分布好、局部剂量高、旁向散射少、半影小等特征，尤其在治疗有重要组织器官包绕的肿瘤时，能够显示出较大的优越性。 质子治疗的适应症比较广泛，对于脑部良恶性肿瘤、脊髓肿瘤、脑血管疾病、头颈部肿瘤、眼部病变、胸腹部肿瘤、儿科肿瘤等均有较好的疗效。

　　

 

　　与现在最为普遍的加速器光子放射治疗相比较，质子放射治疗主要有以下优势：

　　1、提高肿瘤靶区照射水平。治疗用的质子束，在治疗过程中需要根据病人病变情况进行精细的改造，以达到最佳剂量分布，能够很好地符合治疗的需要。另外对于肿瘤细胞，质子比光子的杀伤力更大(生物效应高)，质子放射治疗杀灭肿瘤效果约是光子的1.1倍，对传统光子放疗抗拒类型的肿瘤，质子放疗能够给予肿瘤更强的杀伤力。

　　2、提高局部控制率。质子治疗时把最大的峰值剂量部分对准肿瘤(物理效应Bragg峰)，肿瘤接受最大剂量，而肿瘤前的正常细胞只接受最大剂量的 1/3 左右，有效控制了正常组织剂量耐受量的限制，避免了肿瘤局部剂量不足导致治疗失败的可能。

　　3、减少并发症。普通放射线在杀死癌细胞的同时会损伤癌细胞周围的正常组织，产生严重的并发症。质子治疗时，由于特殊的物理特性使得肿瘤前的正常细胞只接受最大剂量的 1/3 左右，肿瘤后组织剂量几乎为零，从而有效地降低了正常组织的低剂量的范围，能够显著减少治疗后的并发症、降低患者继发第二种肿瘤的风险，特别是对于儿童和年轻患者的治疗，还能够有效降低影响生长发育的风险。

　　4、加强放、化疗的治疗效果。和传统治疗联合使用，质子治疗还可提高患者的生存期。

　　四、物理室学习体会

　　RPTC质子治疗中心物理室有4套具有IMPT(Intensity Modulated Proton Therapy)功能的质子放射治疗计划系统以及多套用于质控的剂量仪、测量距阵、模体和电子影像采集系统等设备。RPTC物理师严谨的工作作风、专业的技术、专业的思维以及良好的团队合作始终贯穿物理师的工作之中。

　　1、做质控工作时，为保证四个质子放射治疗机器的剂量准确和工作人员的安全，物理师每天早上6：00就到机房进行机器束流的剂量、光斑位置、能量和各种安全联锁等内容的晨检工作。因束流引导的技术要求，四个机房不能同时出束，做晨检的各组物理师密切配合，采用不同检测项目交错进行的方法，让四个机房轮流出束，充分利用有限的时间，在每天正常治疗患者之前，高效率、高质量、有条不紊地完成机器的每日晨检工作。所有其它项目(如不同能量质子射线的布拉格曲线等)和相关设备(如CT-SIM电子密度转换曲线、位移精度和TPS图像形变校准等)的月检年检质控工作都按相应标准严格进行，并将检测结果整齐规范的记录、整理归档。

　　

 

　　德国的冬季日短夜长，天寒地冻，在做质检工作时，物理师有时要很早起床上班，有时要很晚才能下班回家，途中经常经历清晨寒冷霜风或者晚归辛劳的考验。这些辛累在我们跟随RPTC的物理师老师们学习质检工作的日子深有体会，我们也深深被RPTC的物理师多年如一日，不为困难所动始、终如一的严谨工作作风所折服。

　　

 

　　2、做质子治疗计划时，为保证计划的质量与安全，在治疗计划制定前多名物理师会结合医生处方剂量、靶区大小、临近危及器官位置进行讨论、交流，并根据质子的物理特性、治疗过程中可能出现的一系列影响剂量准确性的因素如进食、呼吸运动、膀胱充盈度及体重减轻等，商议出最佳的给野方式和方法。通过精心的制定，患者的质子治疗计划达到治疗射野少，靶区剂量均匀、周围正常组织受量小，射野方向上靶区后正常组织剂量梯度迅速下降到零，大部分正常组织没有接受放射线的辐射剂量的要求，质子的物理特性在患者的计划中能够完美体现。另外，每例患者的治疗计划在实施前均进行剂量验证，达标通过后方可治疗实施。治疗计划的全过程从患者放射治疗图像导入到治疗计划制定、审核验证、计划输出都体现出了专业、严谨。

　　在RPTC学习期间，这里的临床和医学物理各位老师都非常的专业和严谨，非常热心地为我们解答质子放射治疗过程中的许多疑问，让我们能够从专业的角度了解质子放射治疗领域的各方面知识，在此深表感谢!另外在携康长荣公司安排下，在RPTC还有幸结识了从甘肃武威重离子医院来学习的两位同仁，在学习期间能够与他们交流互进、并从他们那了解国内质子重离子放射治疗的进展，相得益彰，借此对携康长荣的各位老师和甘肃武威的老师表示真诚的谢意!

　　撰文：湖南省肿瘤医院 李忠伟 刘怀

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