【文章內(nèi)容簡介】 射線同重離了束深度劑量分布的比較圖上可以看出，不管是X射線、γ射線，還是電子束，它們均呈指數(shù)衰減型劑量分布，無法控制將其大部分劑量調(diào)整到腫瘤上，而且損傷總是表皮淺層最大，直至較深處健康組織仍能受到較大傷害。離子束布拉格峰位的深度可以通過改變?nèi)肷潆x子束的能量來調(diào)節(jié)，因而治療時布拉格峰位可精確地調(diào)整在腫瘤靶區(qū)上。為達到對實體瘤的治療，可以實施不同能量離子束對靶區(qū)的照射，從而形成不同布拉格峰在靶區(qū)的疊加，這就是所謂布拉格峰展寬。通過設計，可以做到展寬區(qū)域的物理劑量或生物劑量分布均勻。盡管它會導致峰坪劑量比減小，但疊加的深度劑量分布仍遠好于常規(guī)輻射治療。圖36 不同能量及強度碳離子束布拉格曲線的疊加圖35顯示出了布拉格峰的疊加，在碳離子束坪區(qū)上正常組織的劑量仍低于靶區(qū)的劑量。小的射程歧離與橫向散射由于入射離子與介質(zhì)原子碰撞的統(tǒng)計特性，離子束能量損失的漲落會引起在同一深度上的能量歧離，造成射程歧離。某一深度上的能量歧離呈高斯分布，重離子束在貫穿介質(zhì)期間多次散射會導致離子橫向發(fā)散。這種散射不僅主要發(fā)生在小角度上，而且被散射在某一角度上單位立體角內(nèi)的離子數(shù)與入射離子的質(zhì)量或能量的平方成反比。對于深度為15cm左右的腫瘤，重離子束劑量范圍控制的精度可以好于1 mm，質(zhì)子束則為5 mm，而常規(guī)輻射是無法控制的。相對生物效應(RBE)高重離子束能量沉積的布拉格曲線反映了入射離子前段坪區(qū)與后段峰區(qū)的傳能線密度顯著不同，這就使得重離子束在坪區(qū)與峰區(qū)對生物體的作用表現(xiàn)出不同的效應。入射通道仁的正常組織處在坪區(qū)，其傳能線密度較小，相對生物效率接近于1，類似于低傳能線密度的常規(guī)輻射，它的細胞存活劑量效應曲線呈肩形，有著修復效應。而處在靶區(qū)范圍內(nèi)的峰區(qū)，其平均傳能線密度較大，相對生物效率大于1，它的腫瘤細胞存活劑量效應曲線呈指數(shù)或近指數(shù)型，肩區(qū)消失或被減小，亦即修復能力減小或消失。這是常規(guī)輻射無法做到的。修復效應的減小圖37 195MeVu12C離子束照射后及照射后3小時DNA雙鏈斷裂產(chǎn)額研究表明，重離子束峰區(qū)與坪區(qū)細胞失活的相對生物效率比可達到35 : 1以上，在相同劑量情況下，峰區(qū)較坪區(qū)有較強的細胞致死作用。一般認為細胞致死與不可修復的DNA雙鏈斷裂(DSB)直接相關，重離子束輻照誘導細胞雙鏈斷裂的研究表明，照射結束時峰坪雙鏈斷裂產(chǎn)額比約為2：1，而DNA分了修復3小時后，測得的峰坪雙鏈斷裂產(chǎn)額比約為6:1?？梢娖簠^(qū)照射的DNA分子存在修復雙鏈斷裂較大的能力，而細胞在峰區(qū)照射時，雙鏈斷裂修復能力減小或消失，細胞存活數(shù)據(jù)與雙鏈斷裂修復一致，即在坪區(qū)照射時細胞具有修復輻射損傷的能力。這種劑量效應特征正是腫瘤分次放射治療中所需要的。在分次照射治療之間，坪區(qū)由于存在修復使得正常組織細胞輻射損傷得到充分的修復，劑量效應會明顯減弱。而峰區(qū)照射由于修復能力減小或消失，癌細胞輻射損傷得不到修復從而致死。顯然，重離子束這種特有的修復效應有利于腫瘤組織的殺滅和正常組織的保護。而在常規(guī)輻射采用分次治療中，雖然正常組織在兩次照射之間得到一定的修復，但腫瘤組織同正常組織一樣也得到了同樣的修復。因此它的治療效果要明顯差于重離子束的治療。氧效應小通常腫瘤細胞周圍有著較厚的壞死細胞層，它隔斷了血管中輸送的氧氣，使癌細胞呈缺氧狀態(tài)。目前認為這種乏氧細胞約占腫瘤細胞的5%－20%。大量實驗己經(jīng)證明，細胞在有氧和無氧條件下受射線照射時，其輻射敏感性不同，尤其是受低傳能線密度射線照射時，乏氧細胞的輻射敏感性顯著下降。這種受照生物細胞的輻照效應隨介質(zhì)中氧濃度的增加而增加的現(xiàn)象稱為氧效應。當某種輻射照射乏氧細胞與有氧細胞達到相同生物學效應終點（例如10%的存活）時，兩者所需要的劑量比值為氧增比(Oxygenenhancementratio，OER )，氧增比大則氧效應強烈。通常采用常規(guī)放射治療時，乏氧癌細胞對輻射很不敏感，氧增比值約為25－30。若采用高傳能線密度射線治療，可顯著降低氧增比值，如重離子束當傳能線密度超過60 KeVμm后，氧增比迅速下降，當傳能線密度超過200 KeVμm時，氧增比接近于1，也就是說，此時幾乎沒有氧效應。細胞周期各時相輻射敏感性的差別小癌細胞屬快增生細胞，在細胞周期的不同階段（復制前期G1，DNA復制期S，復制后期G2，有絲分裂期M），對常規(guī)輻射這類低傳能線密度射線的輻射敏感性不同，細胞有絲分裂期間的DNA復制S期后期，其抗輻射性較強，而有絲分裂M期細胞的輻射敏感性最強。對于重離子束這種高傳能線密度輻射，各時相細胞輻射敏感性的差別減小，這種特性有利于殺死快增生的癌細胞。重離子放射治療對于頭頸部（包括眼部）、顱底、肺、肝臟、前列腺、骨、軟組織等部位的腫瘤，直腸癌術后骨盆內(nèi)復發(fā)等療效顯著。對于一般放療效果不佳的腺癌類，肉瘤類腫瘤療效明顯。包括非鱗狀細胞癌、唾液腺癌、腦膠質(zhì)瘤、非小細胞肺癌、骨或軟骨肉瘤、惡性黑色素瘤、軟組織肉瘤、腺樣囊性癌、肝細胞癌、脊索瘤、神經(jīng)纖維瘤、惡性神經(jīng)元性腫瘤、子宮頸癌、前列腺癌以及晚期復發(fā)的鼻咽癌等。 圖36 適合重離子放射治療的腫瘤類別目前認為重離子束腫瘤治療適應癥有：①局部晚期、分化高、增殖慢的腫瘤，或是對低LET射線放療抗拒的難治性腫瘤；②外科手術困難的腫瘤；③不能手術的老年患者或臟器功能衰退的患者；④生長發(fā)育期的青少年患者；⑤臨近重要組織器官腫瘤；⑥常規(guī)放療復發(fā)/無效或需要再程放療者。我國目前所擁有的重離子設備，射角只有45度，局限了治療。杭州國家癌癥研究治療中心擬引進的設備在功能上是唯一的，射角可達360度。第四章： 項目效益分析消費結構進一步改善，從傳統(tǒng)的基本生活消費逐步向發(fā)展型和享受型消費轉移。隨著消費水平的提高，城鎮(zhèn)居民生活節(jié)奏加快，工作壓力大、環(huán)境污染嚴重、食品不安全的因素，造成人體的免疫力下降，致使人類患癌癥的數(shù)量急劇增加，同時年齡也在下降。伴隨著科技的進步，醫(yī)療水平的發(fā)展，癌癥已經(jīng)不再是阻礙人類生命的一個難題，及早發(fā)現(xiàn)，及早治療，就可以消除病患，重回健康，延長生命。同時，生活水平的不斷提高，醫(yī)療保健意識的增強，在各項消費支出中，醫(yī)療保健支出快速增長，“花錢買健康”已被越來越多的人們所認同。 市場需求分析，60%80%患者需要做放射治療。我國每年用于惡性腫瘤病人醫(yī)療費約1430億元，占衛(wèi)生總費用20%，遠高于其他慢性病的醫(yī)療藥費，中國惡性腫瘤的醫(yī)療需求及醫(yī)療費用均呈顯著上升趨勢。根據(jù)新發(fā)病人60%—80%需要接受放射治療的比例，考慮到經(jīng)濟狀況等因素，保守估計放療病人中能負擔重離子放療技術治療的病人占20%，按腫瘤新增病人放療適應率70%（中間值）進行數(shù)據(jù)推算分析：腫瘤每年增發(fā)病人新發(fā)病人中適應放療的病人（按70%計）放療病人中經(jīng)濟能承受重離子治療的病人（按20%計）全國300萬人60萬人表41 重離子治療潛在患者群規(guī)模推算根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，可以預見，以重離子腫瘤治療而言，本項目有巨大的潛在市場。從治療的角度看，患者平均治療花費為25－30萬元，每年以最低5000人計算，即產(chǎn)生治療收入達14億以上。項目總投入擬為15億元，預計建設周期3年。投產(chǎn)后每年開展重離子治療5000例，以每例28（取中間值）萬元計