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耀明的博客

太平猴魁——中国十大名茶之一。好的博客有如茶,应该让人慢慢品尝。

 
 
 

日志

 
 

揭开质子重离子医院神秘面纱  

2015-12-27 08:22:30|  分类: 情系中华 |  标签: |举报 |字号 订阅

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上海市质子重离子医院地处浦东新区国际医学园区内,是国内第一家配备质子重离子放射治疗设备的医疗机构。医院总占地150亩,核定床位220张。自上世纪90年代起,经历十数年的磨砺,终于向世界揭开了神秘面纱,面向全球提供以质子重离子治疗为主的尖端肿瘤治疗。

  

看家武器“两把刀”

  这家高精尖医院的“看家武器”就是“质子刀”、“重离子刀”。

  微观粒子的世界对人类而言,还有太多未知。幸运的是我们已在这微观世界中,发现了一些拥有巨大潜力的规律,并得以运用在放射治疗中。

  质子和重离子都是微小的带电粒子。质子指氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子,重离子则是指碳、氖、硅等原子量较大的原子,失去一个或几个电子后的粒子。人们在通过加速器将这些带电粒子加速的同时赋予了其极高的能量,使之能进入人体内较深处。这些高速运动的粒子所形成的粒子束,就是质子或重离子射线。

  质子重离子射线与常规射线相比,具有很好的放射物理学和生物学特性。常规射线从体内经过时,射线在到达肿瘤病灶前沿途就在不断释放大量能量,因此,肿瘤前后的正常组织都接受了一定剂量照射。质子重离子射线,由于独特的生物效能,通过现代计算机技术的控制,能极大地减少射线路径上正常组织的照射剂量。起初,这些高速运动的高能粒子“养精蓄锐”,在射程的前端仅释放较少能量,而在末端,粒子所携带的巨大能量会全部释放,其后能量迅速跌落,形成一个高剂量能量释放峰,即神奇的“布拉格峰”。

  这意味着在治疗中,肿瘤病灶前端的正常组织损伤较小,深部组织则几乎不受照射。我们还可以通过调整入射粒子的初始能量,对高剂量能量释放峰(布拉格峰)的位置进行控制,使其只针对肿瘤组织,实现对人体正常组织更为有效地保护。

  此外,质子和重离子两种粒子的相对质量较大,在物质内散射少,射线更为“锐利”,因此也减少了肿瘤周边正常组织的照射剂量。以上特点使得质子重离子射线在放射物理学上相比于常规射线具有更大的优势:能量集中、照射精确。基于这两点,质子重离子射线堪称打击肿瘤的“定向爆破”。

  除了优良的放射物理学特性,质子重离子射线的放射生物学特性是它杀灭肿瘤的又一大利器。从放射治疗的基本原理来看,放射治疗,即运用放射线轰击肿瘤细胞,使肿瘤细胞失去活性,从而来杀死肿瘤的一种治疗方法。但常规光子射线,如X线对肿瘤细胞的破坏较轻,肿瘤细胞修复率较高。

  除了这两件宝贝,该院还配备国际一流的光子放疗PET/CT、MR及CT等各类肿瘤治疗、诊断设备,力求打造国际一流的肿瘤诊治和研究中心。

  

加速器“制造”高能射线

  上海质子重离子医院引进的这套质子重离子系统,能够引出质子和重离子两种不同的射线,其中质子射线的能级为50-211MeV,可以打乱肿瘤细胞的DNA单链,使得肿瘤细胞修复困难,而重离子射线的能级可达85-430MeV,这种能级的重离子射线可以打断肿瘤细胞的DNA双链,使得被照射肿瘤细胞彻底死亡。

  如何“制造”这种高能级射线呢?上海市质子重离子医院引进德国西门子公司生产的设备,该套设备由离子源直线加速器、同步加速器及治疗室等部分组成。

  离子源是一种使中性原子或分子电离,并从中引出离子束流的装置。离子的来源这些气罐,分别从氢气和二氧化碳中分离出氢离子和碳离子。直线加速器则提供给粒子巨大的初始速度和能量。

  整套设备最为核心的部分就是同步加速器,这是一种在特定环形轨道上用高频电场加速电子或离子的环形加速器装置。所谓同步是指加速器中磁场强度随被加速粒子能量的增加而增加,从而保持粒子回旋频率与高频加速电场同步。在这一设备中,粒子最终将被加速到光速的70%,该同步加速器直径21米,主要包括四种不同作用的强磁铁及其他精密零件,红色的偏转磁铁用于调整束流的运动方向,黄色的磁铁聚焦和反焦的作用,绿色的聚合磁铁则用于减少束流的散射效应消除色反,位于末端的橙色扫描磁铁用于调整束流最终射向肿瘤的位置,最后粒子经由高能加速装置将高速粒子流引入治疗室。

  整套设备精密度极高,对辐射防护、防震动、温湿度,及电力保障等基建要求极严。比如,质子重离子每间治疗室的主辐射屏蔽墙,高4.5米,宽2米,厚1.5米,是由15块10厘米厚的钢板交错叠加而成。

  同时,在同步加速器和治疗室的入口还专门设置了迷道,为辐射防护安全添加了又一道保卫线。为确保设备运行时束流的高稳定性和高精度,在建筑设计中对地面震动幅度也有着极高的要求。预计年耗电量达7700万度。

  工艺冷却水系统承担着加速器内拥有如此强大的能级,使得质子、重离子射线得以照射到体内更深部位的肿瘤,其有效的照射深度可深入人体内30厘米处。

  

建成同时启动科研项目

  经过35例临床病例中,让上海市质子重离子中心已经基本掌握7、8种肿瘤的质子重离子治疗技术,并成功应用了在国外质子重离子也较少应用的几项高难度技术。

  比如,呼吸门控技术。该技术根据患者体表上使用的呼吸探测器,确定呼吸运动随时间的变化规律,使对肿瘤的照射始终处于同一位置。这主要用于肺癌、肝癌等随人体呼吸而运动的肿瘤。

  另一项笔形扫描技术则可以实现逐层逐点的对肿瘤形状进行扫描辨认,再结合全自动机械臂,可以自主调整照射位置,精确杀灭肿瘤细胞。

  根据国外经验,目前,类似颅底肿瘤、胰腺肿瘤,此类毗邻重要脏器,手术难度较大的肿瘤,该技术也将有理想的治疗方法。据悉,上海市质子重离子医院此次全面建成同时,专注于质子重离子应用创新的研究所同期启动,院方透露,将致力于开拓更多类型的肿瘤应用,计划在未来将可治疗的肿瘤类型拓展到十四五种,包括胰腺癌、黑色素瘤等,这在国外都少有成功经验分享。

  目前,质子重离子医院共有治疗室4间,可以满足不同种类、不同位置、不同深度的肿瘤定位和照射的需要。作为众多肿瘤治疗方法中的一种,质子重离子放疗也有其独特的适应证,对应肿瘤类型不同,可以说质子、重离子各有所长,必要时可以两者组合使用,最大程度上消灭肿瘤。

  人们关心的上海市质子重离子医院治疗费用这次也首度获得披露,院方称,一个疗程的治疗费用约在31万左右,依据病人与所患肿瘤的不同情况会有波动。院方已在和商业保险接洽,今后患者有望通过商业保险接受这项高精尖治疗。

  

质子重离子技术优势在哪里?

  1、轻微副作用

  质子或重离子射线在加速器中被加速到光速的70%(约为21万公里/秒)时引出,射入人体。在到达肿瘤病灶前能量释放不多,一旦到达病灶,则在瞬间释放大量能量杀灭肿瘤细胞,随后能量迅速衰减。粒子射线在整个射程中,其能量变化过程将形成被称为“布拉格峰”的能量释放轨迹,犹如“立体定向爆破”,对肿瘤细胞产生强大的杀灭效应,同时又对周围正常组织的损伤相对较小,从而达到杀灭肿瘤又不产生明显放射毒副作用的目的。

  2、适应症范围广

  质子重离子放疗,因具有能级高和穿透性强的特点,使得其适应症范围较之普通光子放疗有了极大拓宽。目前,国际上已应用的治疗适应症包括:

  中枢神经系统:脑膜瘤、胶质瘤颅底;脊索瘤、软骨肉瘤头颈部;鼻咽癌、黑色素瘤胸腹部;肺癌、纵隔肿瘤、肝癌、胰腺癌、直肠癌、胆管癌等

  盆腔:前列腺癌、子宫肿瘤及其他不能切除的盆腔肿瘤

  其他部位:骨肿瘤、软组织肉瘤

  3、治愈率高

  质子重离子放射治疗肿瘤精度高,杀伤力强,对头颈部肿瘤、脑恶性肿瘤、前列腺癌、软组织和骨肉瘤、脊索瘤、肺癌和肝癌等都有较好疗效。

  医院整套系统还配备了目前世界上最先进的笔形扫描技术、粒子放疗计划系统,及定位和影像验证系统等技术设施,更有助于提高疗效。此外,质子重离子放疗是一种无创伤治疗,因此高龄、心肺功能较差或不能耐受手术的患者也可以获得根治性的肿瘤治疗。

  

何为全预约就诊模式

  上海市质子重离子医院门诊实行全预约方式,预约时需提供患者身份证号码或护照号码;预约方式包括:电话预约、挂号网预约等。“爽约”病人需提前24小时通知医院取消预约。

  初诊患者需携带资料有效身份证或护照;以往病历记录、病理报告、出院小结、以及相关影像学检查资料。

  院方称,也希望通过“全预约制度”改变原有的就诊模式,让患者获得更多就医的尊严,让医者更从容地看病,不用“赶时间”。

 

唐闻佳 陈青

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