質子治療中可給予腫瘤區更高照射劑量

1908年諾貝爾化學獎得主Ernest Rutherford在1919年發現了質子，哈佛大學的Robert Wilson首先提出用加速的質子，和重離子為患者進行放射治療。他在醫學雜志上發表了自己的這項提議。1997年，他還對其先導性工作做了個人評論。Wilson的觀點是在質子劑量和深度的函數圖中，曲線首先以相對平坦的方式，延伸到射程終點前約1cm處，隨后很快地增加，產生一個明顯的局部高劑量區，利用這個高劑量區可以將劑量集中在腫瘤部位。出國看病簽證辦理？詳詢愛諾美康。

劑量射程終點處的峰，就是常提到的Bragg峰。值得注意的是，射線劑量在Bragg峰后幾乎立即降到0。為使射線能用于臨床治療，物理學家必須對質子的能量分布進行修正，使其Bragg峰深度曲線上，高劑量區的平坦部分剛好覆蓋腫瘤的縱向長度。這樣的能量分布曲線就是常提到的擴展Bragg峰，簡稱S0BP。一系列能量下降的單能量質子Bragg峰，經過重疊整理后的效果。表明一個具有S0BP的質子束和一個光子束的射程深度，和劑量之間的函數關系。

在S0BP的前部光子比質子有明顯的過多劑量，在腫瘤區光子有很大的劑量梯度，而在腫瘤區后方光子還提供相當大多余劑量。因此，用外照射時，質子比光子治療更具優越性；也就是說，除了皮膚表淺部位的病灶外，質子治療時每個照射野的腫瘤區內劑量分布較均勻，腫瘤前側的劑量也較小，從而降低患者的正常組織的劑量損傷。

在質子治療中，可給予腫瘤區更高的照射劑量，從而在不增加正常組織并發癥概率(NTCP）的同時，獲得更好的腫瘤控制率（TCP）。相反，如果在質子治療時用光子治療相同的TCP值，則可以降低患者的正常組織的劑量損傷，則可以降低正常組織的受照劑量，那么質子治療將有較低的NTCP值。

重要的是，質子治療可以選擇和光子治療相同的照射技術；具體而言，質子治療也可以像光子一樣使用多種方式；如多野照射、共面與非共面照射、靜態或動態照射、常規或調強照射等。通過不同劑量水平的動物實驗，可以得到完整的劑量反應曲線，即反應率在<5%到>95%之間。這種實驗，顯然不可能在人體的正常組織和腫瘤組織中進行。

對數線性劑量刻度作的乳腺癌局部控制率和劑量反應曲線的，說明了反應概率和劑量的對數關系。該實驗在局部組織缺氧的情況下，采用單次劑量照射。可見劑量的提高必然會使TCP有所增加。因此，越來越多的研究在不斷尋找、能提高腫瘤受照劑量的照射技術。上述劑量反應曲線代表的是，實驗鼠自發性腫瘤接受放射治療后的典型情況，可以部分解釋人體內腫瘤的治療情況，指病理類型、級別和大小。

放療的TCP是20%，質子放療的TCP是50%，明顯質子的TCP是優于X射線的。上述兩種TCP的差異完全是因為通過質子治療照射的患者，僅有很少的正常組織受到高劑量照射。質子是一個亞原子的粒子，與中子和電子共同為原子的主要組成要素。這三種粒子是在約宇宙大爆炸后不久形成的。質子有1個單位的質量和1個單元的正電荷。質子不是一個基本粒子，它是由3個夸克(2個頂夸克和1個底夸克）和膠子（gluons）所組成。在氦和質量更重的原子中，質子和中子幾乎是成對地出現。中子不帶電荷，有一個幾乎和質子同樣（稍大一些）的質量。中子也是由3個夸克組成（1個頂夸克和2個底夸克）。有學者提出質子是不穩定的，從理論上分析預言質子確實有一個有限的半衰期，其值超過1032年，核中的質子將衰變成1個中子、1個正電子和1個中微子。

出國看病簽證辦理？詳詢愛諾美康。質子的發現在1899年，Rutherford從鈾元素中發現了a和T射線。隨后，他宣布cx射線就是氦原子的原子核。1911年，他又發現原子的核子有極高的密度，僅占整個原子容積的很小部分，核子帶正電荷，是形成原子模型的基礎。第一次世界大戰后，他發現用cx粒子 照射氮氣后會產生氧原子和氫核，后者即為氫的原子核質子，是有一個單元的正電荷的單粒子。他判斷質子是一個原始粒子，并將其命名為質子。

這個實驗也說明，氮原子是由若干個質子和電子組成 的，能人為地轉化為氧原子和一個自由氫原子的核子。僅6年后，1932年James Chadwick發現中子，RobertStone在美國實驗室(LBL）開始進行快中子放射治療的臨床試驗。但不幸的是，相當一部分患者在治療后，出現嚴重的正常組織遲發性損傷。后來，Mary Cattemll和她的團隊在Hammersmith醫院研究快中子放射治療。此后，許多治療中心才開始進行快中子放射治療的研究。