质子放疗原理及临床应用简介

发布者: 发布时间:2015-12-29 9:08:54 阅读:238次

放疗计划设计过程中,提高靶区剂量以及保护正常组织器官是基本的剂量学要求。但在临床实践中,有时照射部位解剖结构复杂,肿瘤与正常组织器官相互包围环绕,在计划设计时难以兼顾两者的剂量学要求。目前广泛使用的射线如高能X线和电子线,由于其自身物理学特性的限制,在照射人体组织时入射方向肿瘤前正常组织的受照射剂量高于肿瘤的受照射剂量,这是剂量分布的重要限制因素。

质子在物理学特性与传统医用射线明显不同,具有明显的物理学优势。质子束照射人体组织时,在特定深度会发生一个急剧上升的能量传递高峰,称为Bragg峰;在Bragg峰前为剂量低平坦段,峰后则为一个突然减弱陡直的尾。Bragg峰的深度依赖于质子束的能量,通过调节质子束能量,可以治疗不同深度的肿瘤;使用Bragg峰展宽器根据肿瘤体积恰当地扩展峰的宽度,可以治疗不同大小的肿瘤。与临床常用的X线或电子线相比,由于质子Bragg峰前、后正常组织的受照射剂量均显著降低,因此能相对安全地提高肿瘤照射剂量,更好地保护肿瘤邻近的正常组织器官,特别是一些重要器官,以达到提高肿瘤控制率的同时,减少放射治疗并发症的目的。

临床实际工作中,当肿瘤与重要危及器官紧密相邻时,质子治疗可呈现无可比拟的优势。如治疗颅底脊索瘤、脑膜瘤、垂体瘤、听神经鞘瘤、前列腺癌,脉络膜黑色素瘤靠近视神经或黄斑等(图1)。另外,随着治疗进步,患者存活时间延长,照射晚期反应成为放疗科医生越来越重视的问题。质子治疗明显减少了肿瘤周围正常组织的照射剂量,有望为减少放疗远期毒性做出贡献。儿童处于生长发育的重要阶段,质子也比较适合于多数儿童肿瘤的放射治疗。

由于质子的独特物理学优势和临床应用潜力,调强质子放疗、低分割质子放疗、同期化疗配合质子放疗等新理念、新技术可能成为未来放射治疗的研究热点。
 
图1  光子调强放射治疗计划(左)与质子放疗计划(右)剂量对比

说明:肿瘤受到治疗性高剂量照射时,光子调强放射治疗计划显示肿瘤周围正常组织也受到较高剂量的照射(左图),而质子放疗计划则显示肿瘤周围正常组织较少或没有受到较高剂量照射(右图)(摘自 Liu H, Chang JY. Proton therapy in clinical practice. Chin J Cancer. 2011; 30(5): 315–326)
 
(李绮雯  高远红)
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