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德国海德堡重离子与质子治疗中心

        海德堡重离子质子治疗中心位于德国海德堡大学附属医院,是德国唯一家能够进行重离子和质子治疗的医院。它以其创新的技术和独特的肿瘤治疗系统而闻名于世。癌症患者的病例首先由多学科肿瘤学家讨论,以确定最个性化和最合适的放射治疗方案。
  2004年,海德堡大学附属医院和德国州政府1.19亿欧元,在海德堡建立了辐射中心。放射治疗中心于2009年11月正式开始接受患者,迄今已有1000多名患者在该中心接受治疗。2012年10月,该中心建造了世界上第一台360°质子刀和重离子刀治疗机,并广泛用于临床治疗。
  世界上第一台主动式辐射探针重离子刀治疗仪,其辐射探头可围绕病人360°进行全方位放射治疗。
  世界上第一台能调节光栅扫描强度的离子刀治疗仪是世界上最精确的放射治疗方法,这是过去三维肿瘤放射无法达到的精度。离子刀治疗的强度通过计算机每秒调节10,000次,也是世界上最安全的放射治疗方法。
  欧洲第一个兼具质子刀疗法和重离子刀疗法的辐射中心,可用于各种重离子刀治疗,包括碳、氧和氦。
  这是世界上第一次使用计算机辅助机器人来定位肿瘤系统,使肿瘤定位更加准确,大大减少了对正常组织的损伤。
  治疗比较
  重离子和质子刀治疗与常规放射治疗的比较
  传统的放疗不能有效地控制所有癌细胞,其主要原因是:
  肿瘤的位置太深,常规放疗的最大放射深度只有3厘米。
  肿瘤细胞对传统的放射治疗有很高的耐受性
  肿瘤周围有对传统辐射敏感的正常组织,如肠道。
  与其他传统放射治疗,如适形强度调制(3D-CRT/IMRT)相比,重离子和质子的优点如下:
  重离子和质子刀有足够的辐射剂量,可到达体内较深的肿瘤。重离子和质子可到达皮肤以下30厘米处的组织。
  显著提高肿瘤的控制能力;与传统的放射方法相比,对肿瘤部位的辐射能量可大幅度增加(质子刀能提高20%,重离子刀35%)。
  肿瘤周围正常组织的损伤和副作用明显减轻。
  减少放疗和化疗对正常组织的毒性。
  随着每日照射剂量的增加,疗程明显缩短。
  降低继发性原发肿瘤的发病率
生物优势
  重离子刀的生物学优势
  重离子刀分为碳离子刀、氧离子刀和氦离子刀。离子越大,生物效应越大(碳离子>氧离子>氦离子),对正常组织的影响越大,肿瘤治疗的效果也越大。
  1.重离子刀辐射的生物活性比传统辐射具有更大的破坏性,重离子刀不能修复重离子刀引起的DNA双链断裂。
  第二,重离子刀也会对血液供应不良地区的肿瘤细胞造成损害。
  低血供区的低氧肿瘤细胞对传统放射治疗完全不敏感,但重离子刀对DNA的损伤处于分子水平,不需要氧含量。
  3.重离子刀也会对生长缓慢的肿瘤细胞造成很大的损害.
  细胞的放射敏感性取决于细胞的生长周期。对于生长缓慢的细胞,它们大部分时间处于休眠状态,对传统放射治疗的敏感性很低。重离子刀也能攻击休眠的癌细胞。
  质子刀的生物学优势
  质子是质量约为电子质量的1836倍的带电粒子,其能量传递与质子速度平方成反比,而在质子速度平方附近的能量损失最大,称为布拉格峰(是由其发现者德国诺贝尔奖得主威廉•亨利•布拉格的名字命名。),布拉格的峰值剂量为零,在治疗过程中将损伤置于峰值区域可获得较高的治疗增益比。
  1.质子治疗是一种利用电离辐射进行体外放射治疗。在治疗过程中,粒子加速器用质子束照射肿瘤,这些带电粒子导致肿瘤细胞DNA单链断裂,破坏DNA,最终导致癌细胞死亡或影响其生殖能力,由于癌细胞分裂率高,修复受损DNA的能力降低,使其DNA特别容易受到攻击。
  2.质子的计量特性:
  主要结果如下:1)穿透性能强:可根据损伤部位和深度调整质子能量,使质子束达到人体任意深度;
  2)正常组织损伤小,病灶前剂量低,后剂量为零,正常组织数量减少。
  3)靶区高剂量:通过加宽布拉格峰使病变位于SOBP峰区域,获得SOBP(SpreadOutBraggPeak),从而获得靶区的高剂量。
  4)侧散射较小:由于质子质量大,物质散射小,降低了周围正常组织的辐射剂量。
  3.质子能量可调性
  为了治疗深部肿瘤,质子加速器必须提供更高能量的质子束,而对于浅表肿瘤,必须使用低能质子束。质子治疗加速器通常产生能量在70至250兆电子伏特(MeV)的质子束。通过在治疗过程中调整质子能量,使质子束对肿瘤细胞的损伤最大化。离人体表面较近的组织受到较低剂量的辐射,造成的损伤较小。人体深部组织几乎未受到辐照。
  4.高肿瘤照射一致性
  现代质子刀放射治疗将三维适形放疗(3D-CRT)和调强放射治疗(IMRT)与光子放射治疗相结合,可以达到较高的肿瘤放疗整合度。由于质子强度调制放射治疗(IMPT)结合了一整套光子三维适形放射治疗(IMRT)技术,质子放射治疗已达到迄今为止的最高适形放射治疗,而对肿瘤周围正常组织的剂量则明显降低。
  治疗指示
  重离子和质子刀疗法的适应证
  颅底脊索瘤和软骨肉瘤
  儿童肿瘤
  神经肿瘤
  肝癌
  无法手术的直肠癌
  不能手术的骨肉瘤
  前列腺癌
  甲状腺癌
  骨盆脊索瘤和软骨肉瘤
  治疗周期
  大多数患者的离子辐射只持续几分钟,很少情况下长达30分钟。整个放射治疗的平均次数为20次,最多为38次。放疗后几周,CT和MRT用于检测肿瘤是否变小。

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