质子和重离子的区别

质子和重离子治疗肿瘤的差距

张雁山，医学博士，主任医师粒子放疗粒子放疗分两种，一种是不带电的粒子，另一种是带电的粒子。因为粒子是有质量的，所有造成了他们的有限射程。不同于x线和Y线，他们在体内的射程是抛物线样。常见的粒子射线有电子线、质子线、中子线、重离子射线电子线因电子质量很小，所以射程比较短。但他们在体内也是有限射程，所以对表浅的肿瘤，电子线具有优势。快中子有很好的生物学效应，但因为没有布拉格峰，从上上世纪1944年被科学家判为不适合肿瘤的治疗。目前认为对表浅的皮肤肿瘤还是有价值的。质子有布拉格峰，但其对肿瘤的杀伤效应与普通的X线与Y线（又称做光子）是一样的。普通的X线与Y线（又称做光子）在杀伤肿瘤效应方面与质子相同，只是没有布拉格峰，但如今有了高速的电脑运算和智能软件，X线与Y线也能达到陡峭的剂量递度，而达到在治疗上与质子一样的功效。重粒子是一大类，但临床上用的重离子都是碳离子。因老百姓俗称重离子，以下重粒子就指碳离子。右图黄色为不同能量的电子线，有“布拉格峰”样建成区质子有布拉格峰，但其对肿瘤的杀伤效应与普通的X线与Y线是一样的。橘色的线为不同能量的X线，没有布拉格峰在重离子放射治疗中选择碳离子是因为碳离子束在入射通道处具有较低的LET，随入射深度的增加LET逐渐增大，在Bragg峰区LET最大，RBE值随深度的增加同步增大，并在在Bragg峰位附近达到最大。比碳离子更重的离子，RBE值在其Bragg峰出现前达到最大，在Bragg峰区出现“超杀”现象。而质子束RBE的最大值出现在Bragg峰的尾部低剂量区（跌落区）。因此，碳离子更有利于在杀死肿瘤细胞的同时最大程度地保护正常组织。引自A.K.Rath,N.Sahoo(eds.),ParticleRadiotherapy:EmergingTechnologyforTreatmentofCancer,DOI10.1007/978-81-322-2622-2_2因为质子在杀伤肿瘤细胞方面没有特别优势，所不质子的发展一直在美国备受质疑，美国的保险公司只愿意在儿童肿瘤等少数病种中包含质子。现在的新的加速器都能达到质子的效果。右图是纪念斯隆凯瑟琳医院的1995年的光子调强，翻译为中文为“光子布拉格峰”“有了这样的剂量分布，谁还需要质子”质子重离子的性能比较重离子质子造价大于10个亿人民币3亿人民币占地超大紧凑收费相同收费价格维护费用约1亿RMB/年约0.2亿RMB/年生产企业只有中日德三国较多疗效所有肿瘤均敏感与光子疗效相同，很多肿瘤会抵抗质子治疗治疗周期短较长建造周期约8年约4年从一个实例来说明质子的治疗效果与光子调强一样美国有37家质子中心，只有几个中心是盈利的，大部分都是亏损的。因为他们从保险公司拿不到钱。保险公司很明白疗效上质子与光子是一致的，质子的比光子唯一的好处是他的布拉格峰和有限射程的特点，虽然在杀灭肿瘤上是一样的效果，但对保护周围脏器有优势。所以，同样的乳腺癌，因为左侧乳腺后方是心脏，用质子做左乳癌能保护心脏，

所以保险公司报销左乳癌的质子治疗，但不报销右乳癌的质子治疗。我们不得叹服美国保险公司的科学性和严谨性及精算性。报险公司的结论很明确，在疗效一样的情况下，没有理由为质子治疗支付高昂的费用。因为大部分患者分不清质子和重离子的区别，而两都在我们国家的收费是一样的，这样质子建设短平快廉才使其被选建。实际上将来越来越多的不了解了质子的疗效和调强放陪的疗效是一样的时候，质子的建设热就会正常下来，就同日本，随着越来越多的重离子的了解，患者真正了解的质子和重离子是完全不一样的时候，杀伤肿瘤的效应才是他们真正的天壤之别。Stragglingfrom

MultipleParticle

Paths

优越的侧向散射10MeV

electrons50

histories80MeV

protons50

historie