【正文】 論文50多篇，獲專利12項(xiàng)。 2008年3月?lián)沃锌圃航锢硌芯克彼L(zhǎng)。2003年8月任中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所副所長(zhǎng)；2008年4月任中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所所長(zhǎng)。肖國(guó)青自然科學(xué)博士學(xué)位。醫(yī)院于2009年開(kāi)始醞釀（質(zhì)子）重離子項(xiàng)目，引進(jìn)“中國(guó)質(zhì)子第一人”——曾任中國(guó)首家質(zhì)子治療中心總工程師、總物理師、技術(shù)總監(jiān)的曾憲文教授，作為醫(yī)院腫瘤綜合治療?？浦笇?dǎo)主任。該結(jié)果顯示了重離子治療一定程度的衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)的優(yōu)越性，然而重離子束治療方案是否能在對(duì)更多種類的惡性腫瘤保證有較好療效的前提下，有效控制治療成本，實(shí)現(xiàn)為患者家庭，為整個(gè)社會(huì)減輕經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，還有待于更多大樣本量的臨床試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。重離子治療組與綜合治療組相比平均每個(gè)患者節(jié)約了近20萬(wàn)日元 ()的治療費(fèi)用。 一項(xiàng)對(duì)25名局部復(fù)發(fā)直腸癌患者的研究表明，其中14名患者采用碳核重離子束治療，其余11名患者采用包括立體適形放療、化療并結(jié)合熱療的多學(xué)科綜合治療方案。該項(xiàng)目建造的重離子束治療腫瘤專用裝置的市場(chǎng)報(bào)價(jià)初步定在8億元人民幣，目前，市場(chǎng)上日本建造的重離子治療腫瘤專用裝置報(bào)價(jià)約合人民幣12億元，德國(guó)同類治療裝置的報(bào)價(jià)約合人民幣15億元，相比較中國(guó)的裝置性價(jià)比較高。 在國(guó)內(nèi)，中科院近代物理研究所在2009年制定了重離子束專用裝置產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)項(xiàng)目計(jì)劃。資料顯示，目前，德國(guó)和日本的重離子束治療已開(kāi)始進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。目前，全國(guó)有甘肅、上海、廣東等3個(gè)省市都在爭(zhēng)取國(guó)家支持，已經(jīng)有2個(gè)省市取得國(guó)家立項(xiàng)。該項(xiàng)目被視為《上海市衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》中重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一。2008年，上海市政府訂購(gòu)德國(guó)西門子成套重離子治療裝置，準(zhǔn)備成立重離子治療中心——上海市質(zhì)子及重離子醫(yī)院(第二冠名為復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院質(zhì)子重離子治療中心)?！裰袊?guó)多個(gè)省市有意發(fā)展重離子項(xiàng)目重離子治療項(xiàng)目是集現(xiàn)代物理高新技術(shù)、前沿醫(yī)學(xué)、現(xiàn)代管理為一體的世界級(jí)高科技項(xiàng)目，重離子治療專用裝置在德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家累計(jì)不到10臺(tái)，中國(guó)目前還是布局起步階段，重離子項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)地方裝備制造業(yè)、醫(yī)療行業(yè)和相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有非常大的拉動(dòng)作用，對(duì)提升地區(qū)知名度也會(huì)產(chǎn)生積極影響。重離子治療腫瘤小型專用裝置也已進(jìn)入設(shè)備加工制造階段。2010年1月31日，蘭州重離子治療中心在蘭州市城關(guān)區(qū)雁灘北面灘奠基開(kāi)建，項(xiàng)目總投資超過(guò)10億元，將在3年內(nèi)建成。重離子項(xiàng)目分為三個(gè)部分組成：蘭州重離子治療中心、蘭州重離子醫(yī)學(xué)研究中心及測(cè)試調(diào)試中心、重離子治療專用裝置生產(chǎn)基地?！裰袊?guó)首個(gè)重離子治療中心落戶蘭州并已開(kāi)建2009年7月19日，蘭州市人民政府、中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所、甘肅盛達(dá)集團(tuán)股份有限公司三方簽署協(xié)議：政府協(xié)調(diào)推動(dòng)，院所技術(shù)支持，企業(yè)全額投資，共同在蘭州打造國(guó)內(nèi)第一家重離子治癌中心。名 稱地 點(diǎn)類型開(kāi)始時(shí)間加利福尼亞大學(xué)伯克利184*美國(guó)加州質(zhì)子1954加利福尼亞大學(xué)伯克利*美國(guó)加州重粒子1957Uppsala大學(xué)*瑞典質(zhì)子1957哈佛大學(xué)*美國(guó)馬薩諸塞州質(zhì)子1961聯(lián)合核子研究所*俄羅斯質(zhì)子1967莫斯科俄羅斯質(zhì)子1969Los Alamos NM*美國(guó)π1974核物理研究所俄羅斯圣彼得堡質(zhì)子1975伯克利*美國(guó)加州重粒子1975國(guó)立放射科學(xué)研究所日本千葉質(zhì)子1979TRIUMF實(shí)驗(yàn)室*加拿大π1979表42 全世界粒子線治療中心一覽表（截止到2003年8月）●中國(guó)目前已經(jīng)具備重離子治療腫瘤的技術(shù)能力目前，中科院近代物理研究所的蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)(HIRFLCSR)，是國(guó)內(nèi)唯一的中能重離子加速器實(shí)驗(yàn)裝置，依托該裝置，中國(guó)科學(xué)家在國(guó)家和地方政府的支持下，近物所自2006年起進(jìn)行了大量的重離子治療腫瘤的前期臨床試驗(yàn)研究，取得了良好的成果和治療效果，積累了完整的加速器技術(shù)和重離子治療技術(shù)。該項(xiàng)目獲得德國(guó)政府批準(zhǔn)。2002年，德國(guó)政府有關(guān)部門頒發(fā)了用重離子束臨床治療顱底脊索瘤和粒狀肉瘤的治療許可證，使得重離子束治癌在德國(guó)成為正式的治療手段。2006年4月，日本第一個(gè)使用緊湊型加速器及治療設(shè)備的重離子束治療中心在群馬大學(xué)醫(yī)學(xué)院開(kāi)建。重離子束治療的先驅(qū)性研究，起源于美國(guó)的勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室(LBL)，該實(shí)驗(yàn)室于1975年就利用其高能同步重離子加速器，開(kāi)始進(jìn)行重離子束治癌臨床試驗(yàn)研究日本于1993年在國(guó)立放射醫(yī)學(xué)綜合研究所(NIRS)建成了一臺(tái)重離子醫(yī)用加速器(HIMAC)，專門用于重離子束治癌及放射醫(yī)學(xué)研究，1994年開(kāi)始運(yùn)用于臨床。投產(chǎn)后每年開(kāi)展重離子治療2000例，以每例15萬(wàn)元計(jì)，重離子治療系統(tǒng)項(xiàng)目每年治療收入3億元。從治療的角度看，患者平均治療花費(fèi)為15萬(wàn)元，每年可以達(dá)到的最大治療患者人數(shù)為1000至2000人，—3億。這還不包括項(xiàng)目投入使用前已存在的患腫瘤人群、東南亞地區(qū)的求治病人以及眼科黃斑變性和顱內(nèi)靜脈血管畸形等適應(yīng)于重離子放療的非腫瘤性疾病。圖41 截至2007年全球質(zhì)子治療病人及增長(zhǎng) 我國(guó)每年用于惡性腫瘤病人醫(yī)療費(fèi)約1430億元，占衛(wèi)生總費(fèi)用20%，遠(yuǎn)高于其他慢性病的醫(yī)療藥費(fèi)，中國(guó)惡性腫瘤的醫(yī)療需求及醫(yī)療費(fèi)用均呈顯著上升趨勢(shì)。%，按比例推算，全國(guó)腫瘤患者約600萬(wàn)人，中部六省腫瘤患者接近160萬(wàn)人，需要接受放射治療的人數(shù)約112萬(wàn)人；中部六省每年新增腫瘤患者超過(guò)69萬(wàn)，其中需要做放療治療的人數(shù)至少超過(guò)40萬(wàn)人。圖36 適合重離子放射治療的腫瘤類別目前認(rèn)為重粒子束腫瘤治療適應(yīng)癥有：①局部晚期、分化高、增殖慢的腫瘤，或是對(duì)低LET射線放療抗拒的難治性腫瘤；②外科手術(shù)困難的腫瘤；③不能手術(shù)的老年患者或臟器功能衰退的患者；④生長(zhǎng)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(fù)發(fā)/無(wú)效或需要再程放療者。對(duì)于一般放療效果不佳的腺癌類，肉瘤類腫瘤療效明顯。2009年3月，在HIRFLCSR深層治癌終端上成功地進(jìn)行了8例深部腫瘤（深度310厘米）患者的重離子臨床治療試驗(yàn)，2010年10月—11月完成了2批15例深部腫瘤患者臨床試驗(yàn)，治療效果良好。2006年11月—2009年3月，共治療八批103例淺層腫瘤患者，初步臨床治療結(jié)果顯示治療效果十分顯著，中國(guó)成為繼美國(guó)、日本、德國(guó)之后，第四個(gè)具備重離子治療腫瘤能力的國(guó)家。2005年8月，近物所在HIRFL上建成了我國(guó)第一臺(tái)重離子束淺層腫瘤治療裝置，并與2006年3月通過(guò)了專家鑒定驗(yàn)收。 在我國(guó)，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所（甘肅到2004年3月，GSI共收治頭頸部腫瘤患者205例，總體療效非常顯著。圖35 日本國(guó)立放射科學(xué)研究所重離子治療患者數(shù)量統(tǒng)計(jì)圖35 日本國(guó)立放射科學(xué)研究所重離子治療效果統(tǒng)計(jì)（由于每位患者的具體情況不同，接受治療的療程和重粒子線的照射線量有一定的差異，以上只列出目前國(guó)際上公認(rèn)的，有相當(dāng)病例數(shù)量的療效統(tǒng)計(jì)）在歐洲，重離子束治療腫瘤裝置HITAG已于1996年在德國(guó)重離子研究中心(GSI)建成。由其對(duì)前列腺癌的3年局部控制率達(dá)到100%，在所有治療病人中尚未發(fā)現(xiàn)明顯的并發(fā)癥。自1994年以來(lái)已利用重粒子放射線治療了4500名以上的腫瘤患者。日本于1993年在國(guó)立放射醫(yī)學(xué)綜合研究所(NIRS)建成了一臺(tái)重離子醫(yī)用加速器 (HIMAC)，專門用于重離子束治療腫瘤及放射醫(yī)學(xué)研究。 臨床試驗(yàn)及應(yīng)用重離子束治療腫瘤的先驅(qū)性研究起源于美國(guó)的勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室(LBL)，盡管當(dāng)時(shí)的束流配送系統(tǒng)及治療計(jì)劃系統(tǒng)并不完善，但截至1992年6月，LBL收治了2478例腫瘤病人，其中用4He離子束治療的共有2054例，用12C, 20Ne等重離子束治療的約有433例。● 細(xì)胞周期各時(shí)相輻射敏感性的差別小癌細(xì)胞屬快增生細(xì)胞，在細(xì)胞周期的不同階段（復(fù)制前期G1，DNA復(fù)制期S，復(fù)制后期G2，有絲分裂期M），對(duì)常規(guī)輻射這類低傳能線密度射線的輻射敏感性不同，細(xì)胞有絲分裂期間的DNA復(fù)制S期后期，其抗輻射性較強(qiáng)，而有絲分裂M期細(xì)胞的輻射敏感性最強(qiáng)。通常采用常規(guī)放射治療時(shí)，乏氧癌細(xì)胞對(duì)輻射很不敏感，氧增比值約為25~30。這種受照生物細(xì)胞的輻照效應(yīng)隨介質(zhì)中氧濃度的增加而增加的現(xiàn)象稱為氧效應(yīng)。目前認(rèn)為這種乏氧細(xì)胞約占腫瘤細(xì)胞的5%~20%。因此它的治療效果要明顯差于重離子束的治療。顯然，重離子束這種特有的修復(fù)效應(yīng)有利于腫瘤組織的殺滅和正常組織的保護(hù)。在分次照射治療之間，坪區(qū)由于存在修復(fù)使得正常組織細(xì)胞輻射損傷得到充分的修復(fù)，劑量效應(yīng)會(huì)明顯減弱。圖34 195MeVu12C離子束照射后及照射后3小時(shí)DNA雙鏈斷裂產(chǎn)額可見(jiàn)坪區(qū)照射的DNA分子存在修復(fù)雙鏈斷裂較大的能力，而細(xì)胞在峰區(qū)照射時(shí)，雙鏈斷裂修復(fù)能力減小或消失，細(xì)胞存活數(shù)據(jù)與雙鏈斷裂修復(fù)一致，即在坪區(qū)照射時(shí)細(xì)胞具有修復(fù)輻射損傷的能力。● 修復(fù)效應(yīng)的減小 研究表明，重離一子束峰區(qū)與坪區(qū)細(xì)胞失活的相對(duì)生物效率比可達(dá)到35 : 1以上，在相同劑量情況下，峰區(qū)較坪區(qū)有較強(qiáng)的細(xì)胞致死作用。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(duì)生物效率大于1，它的腫瘤細(xì)胞存活劑量效應(yīng)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(fù)能力減小或消失。● 相對(duì)生物效應(yīng)(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(duì)生物體的作用表現(xiàn)出不同的效應(yīng)。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。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(jì)特性，離子束能量損失的漲落會(huì)引起在同一深度上的能量歧離，造成射程歧離。盡管它會(huì)導(dǎo)致峰坪劑量比減小，但疊加的深度劑量分布仍遠(yuǎn)好于常規(guī)輻射治療。為達(dá)到對(duì)實(shí)體瘤的治療，可以實(shí)施不同能量離子束對(duì)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。圖34 各種射線的深度劑量分布從以上各種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(wú)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。同時(shí)，離子在其入射通道上損失的能量較小，因而形成一個(gè)低劑量的坪區(qū)?！裉厥獾纳疃葎┝糠植贾仉x子特殊的深度劑量分布能使重離子貫穿靶物質(zhì)時(shí)，通過(guò)與靶原子核外電子的碰撞損失其能量，并且這種碰撞的幾率隨離子能量的降低而增大。同時(shí)，利用重離子的帶電性，可以通過(guò)掃描磁鐵來(lái)導(dǎo)向束流，使其按腫瘤斷層的形狀精確地進(jìn)行照射，做到適形和調(diào)強(qiáng)治療。傳能線密度高，可以提高癌瘤內(nèi)乏氧細(xì)胞的放射敏感性。重離子束在物理學(xué)和生物學(xué)上所具有的一系列獨(dú)特優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在:深度劑量分布好，可實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤靶區(qū)的均勻照射，有利于高效殺滅靶區(qū)的癌細(xì)胞，提高療效。重離子束治療癌癥不僅具有物理劑量分布的優(yōu)勢(shì)，而且在生物學(xué)上的優(yōu)勢(shì)更為顯著。由于布拉格峰可將大部分動(dòng)能完全釋放，因此可在完全殺死腫瘤靶細(xì)胞的同時(shí)大幅度降低正常組織所受放射線劑量。圖31：重粒子線、粒子線、光子線利用重離子進(jìn)行放射線治療的最早理論由Wilson于1946年提出，其理論為利用質(zhì)子所產(chǎn)生的布拉格峰 (Bragg peak)曲線，將其置于腫瘤靶區(qū)以達(dá)到殺死腫瘤細(xì)胞并降低正常組織所受劑量之目標(biāo)。重離子泛指重于2號(hào)元素氦并被電離的粒子，包含質(zhì)子、碳核等重帶電粒子，由這些重帶電粒子構(gòu)成的粒子線，特別稱之為重粒子線（或者叫重離子線）。第三章：項(xiàng)目核心技術(shù)分析放射線在空間和物質(zhì)中以波粒二象性形式傳播，并且傳播過(guò)程中向周圍釋放能