质子可以治疗体内最深38厘米处的肿瘤[专访RPTC院长Hauffe]
德国医疗考察之余我们访问了RPTC(慕尼黑质子中心)院长Hauffe先生，交流了患者比较关注的质子治疗中的笔形束等问题。
RPTC是目前欧洲最大、最为先进的质子治疗中心，也是世界上第一个拥有四个独立扫描工作旋转支架的研究中心，当之无愧的成为了质子笔形束扫描技术应用于临床上的先驱。
除此之外，RPTC还拥有能够治疗腹部等肿瘤的呼吸门控技术专利。目前，已经治疗了来自世界各地逾2000名以上的各类肿瘤患者。
通过其合作伙伴携康国际(XKmed)的帮助，数十名中国肿瘤患者有机会来到了RPTC进行治疗，并取得了良好的治疗效果。这些中国患者的肿瘤类型中包括脊索瘤、肝癌(含肝内胆管细胞癌)、结直肠癌肝转移、宫颈癌、鼻咽癌等等。
物理学毕业的Hauffe院长同时还兼任着德国PROHEALTH医疗集团首席执行官的职务。2014年6月，应携康国际之邀，Hauffe院长访问了中国顶尖水平的医科院肿瘤医院、复旦大学肿瘤医院，东方肝胆医院和中山大学肿瘤医院，做了学术报告和深入交流。
这是RPTC系列访谈的第一篇。以下是访谈原文：
请问：如何评价质子治疗中散射法?
Hauffe：我们RPTC自成立之初就致力于质子治疗方法范畴内的最新技术的研究。我们建造的四个带有旋转支架的治疗室是最初专门为(笔形束)扫描放射治疗所设计的。
质子治疗的历史开始于散射方法，这种散射方法是将质子射线通过管道导向人体,这样以来质子束就非常细,我们通常所说的是10毫米或者更细。一般来说肿瘤会更大一些,我们必须照射到整个肿瘤。
因此,在散射过程中,我们将10毫米射线通过散射体散射,调整成大的射线束。利用射线束照射肿瘤效果会非常好。但问题是，肿瘤是不规则的,它有特定的形态,并且没有规律,例如像土豆或者类似的。
因此不仅要扩散,还必须要控制照射的边界。这可以通过黄铜或者其他材质的金属孔来实现。这种重达几公斤的金属孔必须针对每次照射方向重新制作,以至于技师、工人需要每天重复的将光圈置入与取出,每次针对不同的肿瘤边界,制定不同的模型。
深处的形状,人们想要将质子射线准确的控制在肿瘤部位,而不触及肿瘤后方,这就意味着,必须做到到达肿瘤后方外表面的时候剂量均匀散开。因此,人们还需要通过铣刀将塑料或者树脂玻璃制成一个身体模型,用来放置在病人前面合适的位置,以便能够完美的照射肿瘤的后半部分。
无论如何肿瘤前方都会有一些区域受到较高的剂量。因此,散射方法从来不会从一个方向照射,而是从多个方向进行照射。即使这样,它仍然是一个非常好的方法,质子治疗的优势在这里也能够体现出来。我有一个设想,就是在肿瘤的后方完全没有剂量,在肿瘤前方只有非常少的剂量。
请问：笔形束扫描技术的进步之处在哪里?
Hauffe：但是如何才能巧妙的做到这一点呢?如何可以做到更安全,对操作人员也更简单,同时又能对肿瘤进行三维立体扫描呢?扫描方法中,将射线束控制的很细,也就是说保持在10毫米或者更细,好像原来的电视不是平面的,而是显像管式的。利用两块磁铁,可以将射线在平面空间内分别向X和Y方向散射,而且速度很快,能达到毫秒级,以至于可以随心所欲的控制射线照射到患者体内的时间和方位。
我们通过治疗之前的诊断精确的掌握肿瘤的情况之后,之后精密的计算出质子射线需要从什么方向进行照射,以便肿瘤部位能够被精确照射。经过我们测试的这种扫描方法是非常高效、快速并且适合每一个适应症患者。这种扫描方法是未来的发展趋势。所有目前在世界范围内建造的质子中心,未来都会采用这种扫描技术。
请问：RPTC的笔形束扫描技术是怎么样的应用情况?
Hauffe：我们是扫描方法运用在医学临床中的先驱。这种扫描方法是瑞士的保罗谢勒研究所(PSI)发明的,但是在那只是一个简单的模型。我们是世界上第一个拥有四个独立扫描工作旋转支架的研究中心。
请问：与传统放疗相比，质子放疗的优势是什么?
Hauffe：质子治疗属于放射疗法,它是一种非常先进的放射疗法。它极其精准,可以使质子束拥有特定的能量和速度,可以精确的到达体内一定的深度。也就是说,质子射线可以精准到达体内特定位置的肿瘤。
肿瘤一般在人体内不靠近皮肤的位置。因此需要穿过健康的器官,并且这些健康器官也会受到一定剂量的损害。质子治疗降低了对健康器官损害的可能性,因为我们可以利用质子特定的能量范围,这个能量刚好触及肿瘤部位,肿瘤后方没有剂量,同时在触及到肿瘤之前只有很少的剂量。
请问：质子治疗肿瘤的理论依据和发展历史是什么?
Hauffe：这种质子的能量范围效应是1905年由布拉格(Pragg)父子发现的,因此人们将这个能量范围命名为布拉格峰(Pragg Peak)。这种效应在上世纪四十年代被罗伯特·威尔森(Robert wilson)作为理论依据，他据此产生了利用这个效应来治疗肿瘤的设想。上世纪六七十年代才开始进行质子治疗的实质性实验,并且最初针对颅骨区域,因为那时的质子加速器还不够大。
在上世纪八十年代,随着CT扫描电脑成像技术的产生,才使得质子治疗得以广泛使用,因为我们必须首先要精确知道肿瘤的确切位置,才可以准确利用质子本身的能量击中肿瘤。
请问：质子治疗体内肿瘤最深是多少?
Hauffe：我们RPTC利用回旋加速器将粒子加速到光速的60%,也就是每秒18万公里,这意味着从这里到月球只需要2秒钟。这种能量和速度,可以推动质子到达身体内38厘米的深度。因此我们可以治疗靠近皮肤到38厘米深处的肿瘤。我们有一套复杂的磁系统，它可以精确的将质子射线导入体内肿瘤病灶处。
请问：与断层放射、伽马刀、射波刀、IMRT等新兴放疗相比，质子的优势是什么?
Hauffe：质子治疗和其他的放射疗法对比的话,优势在于它对健康器官只有少量的剂量,从而可以减少副作用。为什么会这样? 所有其他的放疗方法,例如断层放射,伽马刀,射波刀或者适形调强放射治疗(IMRT),这些都是利用X射线,伽马射线,光子,微波强力照射,这些方法就好像光一样，剂量在穿透皮肤之后会被吸收一大部分,然后进入到身体深处的剂量会降低，随之在肿瘤后方也会有射线穿透。
不论肿瘤在身体的哪个部位，,我们总会面临一个问题,就是在肿瘤部位的剂量会少于肿瘤前方健康组织受到的剂量,而且在肿瘤后方也会有辐射。理论上来说，针对于放射或者放射防护来说,越高的剂量就会有越大的作用。
对于肿瘤来说,越高的剂量,就会越快越彻底的杀死肿瘤细胞;对于健康器官来说正好是相反的效应,越高的剂量就会带来越高的副作用,如果剂量太大,则无法使用这种疗法。这在任何X照射疗法都中都是一样的。
断层放射,适形调强放疗(IMRT)或者射波刀的区别只是在于它们从很多方向对肿瘤进行照射,但是每个方向都有相同的物理效应,也就是肿瘤之前的剂量要大于肿瘤部位的剂量,而且在肿瘤后方同样存在辐射。这是将剂量从健康组织分散到更健康的组织。因此我们将放射疗法叫做“放射浴”反复使用,被辐射到的健康组织也会损坏。
请问：儿童更加适合质子治疗?
Hauffe：这种效应对任何人还有儿童都是一样的,因为经过电离辐射-我们知道电离辐射的危害能够诱发新的癌症,当然,遗憾的是这是后来才知道的。因此对孩子来说,他们还有很长的生命,要避免辐射来减少癌症的复发。有资料记载,接受适形调强放疗(IMRT)的儿童相比质子治疗诱发癌症的几率会提高7到12倍。质子治疗有什么不同之处呢?质子治疗在肿瘤部位的剂量比在肿瘤前方要高,并且在肿瘤后方没有剂量穿透,因为质子会停留在肿瘤部位，这就是质子治疗的巨大优势,每次照射可以对健康组织有更少的辐射。常规放疗尽管可以从多个方向对肿瘤部位进行照射,但是无法避免对健康组织更大的损伤。
