肿瘤的质子和重离子放疗

肿瘤的质子和重离子放疗 后行射线立体定向放射治疗补量，剂量共,,,,,,,,,,,,’，,,,,。后组采用常规体外照射加腔内照射，体外照射方法同上，当全盆腔照射,,,,,,,,，后中央挡铅四野继续进行外照射并同时行腔内照射，,,,,,,,，,,,,，共,,—,,,,,,,。结果:两组,个月有效率、,、,年生存率两组近似(,，,(,,)。毒副反应方面，,,’,,月出现的直肠反应与膀胱反应和,、,年时出现的直肠反应,,,,,组轻于,,,组(,,,(,,)。,、,年时膀胱反应两组近似，户,,(,,。结论:采用后程射线立体定向放射治疗与常规体外照射加腔内照射治疗中晚期宫颈癌，有效率与远期生存率无明显差异。但在副反应方面， 射线立体定向放射治疗组较轻，并发症较低。射线立体定向放射治疗可以用于官颈癌的治疗，尤其适用于不能行腔内照射的中晚期宫颈癌患者。关键词:射线;立体定向放射治疗，宫颈癌，后装治疗 剂量限制性器官(危及器官)临近区域 恶性肿瘤伽玛刀治疗的临床研究 聂青康静波张丽萍李建国齐文杰 ,,,,,,北京海军总医院放疗科目的:探讨剂量限制性器官(危及器官)临近区域恶性肿瘤伽玛刀治疗的疗效及副反应。方法:,,,,年,月至,,,,年,月收治隐匿部位恶性肿瘤,,例。其中肺癌,,例，其中位于胸椎旁,,例，食管旁淋巴结转移,,例，奇静脉一食管隐窝,例;肝癌,,例，位于左肝，靠近胃部;胰头癌,,例，靠近十二指肠;直肠膀胱(子宫)窝转移,例，靠近直肠。肿瘤最大径小于,;,者,,例，大于,;,但小于, ;,者,,例，大于,;,者,,例;伽玛刀治疗采用,,,,,,,等剂量包绕计划靶区;单次剂量,(,,,,,,次，治疗次数为,,,,,次，总放射剂量,,,,,,,。结果:治疗后,个月，总的有效率,,(,,, ,、,年局部控制率分别为,,(,,(,,,,,)、,,(,,(,,,,,)，,、,年生存率,,(,,，,,,，毒副反应:，，?级急性骨髓抑制发生率为,,(,,(,,,,);总的，，?级消化道黏膜反应发生率,,(,,(,,,,,)，,,,级,(,,(,,,,)。结论:剂量限制性器官临近区域恶性肿瘤采用伽玛刀治疗，疗效确切，副反应轻。 肿瘤的质子和重离子放疗 复旦大学附属肿瘤医院蒋国梁 本文综述了发展质子,重粒子放疗的理由，回顾了质子放疗的历史和现状，介绍了质子,重粒子射线的物理和生物学特征及其临床治疗的适应征，重点评价了质子治疗在非小细胞肺癌、前列腺癌、食管癌、肝细胞肝癌、颅底和脊柱旁肿瘤的应用，以及重粒子放疗在颅底肿瘤、头颈肿瘤、非小细胞肺癌、肝癌、前列腺癌、骨和软组织肉瘤、直肠癌手术后复发病人、子宫癌等恶性肿瘤中的应用 ,,,经验，简要介绍了关于重粒子的一些基础研究。,(发展质子,重粒子放疗的理由 自,,,,年居里夫人发现镭，并用于治疗肿瘤以来，肿瘤的放疗已经过了一百多年的历史。由于放射线对肿瘤和正常脏器和组织都有损伤作用，因而在肿瘤被放射控制或消灭的同时，也产生了一定程度的急性和后期放射并发症，特别是对那些立体形态较怪异、又与周围正常组织交错的肿瘤。由于正常组织的放射耐受量有限，因而照射肿瘤的剂量提不高，肿瘤的控制率不够满意。,,世纪,,年代发展起来的立体适形放疗(,,,,,,,,,,,,, ;,,,,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,，,,,,,)和调强适形放疗(,,,,,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,，，,,,)是在肿瘤放疗历史上的一个革命性的进步，使放疗高剂量的立体形态和肿瘤的立体形状基本适合，从而有效地提高了肿瘤放射剂量，使肿 瘤的局控率改善，同时对肿瘤周围正常组织的剂量明显降低，放疗并发症减少。临床的经验已证实，与传统的放疗技术相比，,,,,,和，,,,显著地改善了肿瘤放疗的疗效，因而这两项技术已成为国内外肿瘤放疗的主流技术，然而,,,,,和，,,,还存在如下三个问题: 第一，在,,,,,和，,,,照射中，虽然照射肿瘤的适形性较好，但肿瘤周围有较大体积的正常组织受到了较低剂量的照射。这就可能增加放射区域内放射诱导的恶性肿瘤发生。虽然这类放射诱导的肿瘤一般出现在放射后,,年甚至,,年后，但是对疗效较好的肿瘤，特别是青年或儿童患者，这种危险性显得更重要。 第二，在,,,,,和，,,,放疗中，采用比常规放疗技术更多的照射野，而且每一个照射野中包含了数十个子野，导致照射的总加速器出射线的跳数(,,)显著增加。由此导致病人全身暴射剂量提高，发生放射诱导第二个原发肿瘤的概率提高，同样，这类放射诱导的第二个原发肿瘤发生的时间是在放疗后一、二十年，因此对年青和儿童病人，能长期生存的病人更要考虑这种危险。 第三，是临床放疗的肿瘤都以局部晚期为多，而在这些肿瘤中，都存在不同比例的缺氧肿瘤细胞群及抗放射的肿瘤细胞亚群，杀灭这些抗放射性的肿瘤细胞需要,(,,,倍的光子射线剂量。因此，即使使用,,,,,或，,,,成倍提高肿瘤剂量，改善局控率的效应也不理想，而严重的是将对肿瘤周围正常组织产生较重的放射损伤。 虽然,,,,,和，,,,目前正处于迅速发展的阶段，成为目前国内外肿瘤放疗的主流技术，但是由于存在上述三个问题，因此发展更好、更完善的新放射治疗技术就存在着需要和空间。 质子放疗和重离子放疗就是肿瘤放疗中的另一个更好的发展方向。,(质子放疗,(,历史和现状 美国,,,,,,早在,,,,年在“,,,,,,,,,”杂志上发了一篇论文:“质子的放射学应用”，首次提出了用质子射线来治疗病人。,,,,年美国劳伦斯?伯克利实验室，第一次用质子治疗病人。在质子放疗中起重要推动作用的是美国波士顿哈佛大学麻省总院(,,,)的,,,,教授，,,,,年在他的领导下，开始了质子放疗恶性肿瘤，治疗的肿瘤包括颅底软骨肉瘤、脊索瘤、眼球葡萄膜黑色素瘤、前列腺癌。另外也治疗老年黄斑退变、脑动静脉畸形等良性疾病，初步的结果显示了质子放疗肿瘤的前景。质子放疗历史上的一个重大进步是,,,,年美国加州,,,, ,,,,,大学医学中心(,,,, ,,,,, ,,,,,,,,,,,,, ,,,,;,, ,,,,,,，,,,,,)建立了世界上第一个专为病人治疗而设计的同步加速器。该加速器使用至今已十余年，治疗的效果比用光子放疗明显提高，而早期和后期的放射并发症显著减少。 目前全球共有,,家医院使用同步加速器或回旋加速器治疗病人，其中,,家医院使用的是医学专用加速器，其设计更适合病人的治疗，治疗的精确度和有效性更高，累积共治疗病人,, ,,,余例，其中主要是恶性肿瘤病人。,(,质子射线的物理和生物学特征,(,(,质子射线的物理特征 质子是原子核的基本组织部分，质子的质量,(,,(,,,,, ,,，带正电荷,(,,”,,—,,,， 其质量是电子的,,,,倍。质子来自于氢原子，移去其外周的一个电子即成为质子(,，)，质子注入同步加速器或回旋加速器，加速到,,,的光速时引出来治疗病人。质子是低线性能量传输射线 (,,,)，,,,,,(,,,,,,,,， 产生稀疏电离辐射，和物质相互作用的物理、生物物理和生物化学改变和其他低,,,射线 (,,,,,射线，高能,线)相似，亦即其生物效应并不由质子本身撞击原子核等产生直接效应，而是由它和原子核外的电子层发生碰 撞而产生一系列间接效应，包括光电效应、康普效应等。 质子射线和,,,,的丫线和高能,线的主要区别是它进入体内的剂量分布。其他低,,,射线在进人体内后的剂量是逐渐衰减。而质子射线在进人体内后剂量释放不多，而在到达它的射程终末时，能量全部释放，形成所谓的“,,,,,”峰，而在其深部的剂量近于零。以,,,,,,质子束为例，以皮肤的剂量为,,,,，在其射程中直到皮下,,;,时，剂量仍在,,,,或略多，但在其射程的终端，约皮下,,—,,;,时处，射线能量骤然释放，剂量达,,,,,,,,,，而在,,,,,峰后的剂量是零(图,)。这种物理剂量分布的特点，非常有利于肿瘤治疗。把,,,,,峰置于肿瘤，则在肿瘤的前部正常组织受的剂量是肿瘤的,,,，而肿瘤后方的正常组织没有受到照射。 ,,,,,, ,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,, ,,,,, ,, ,,,,,,,,, 以 。,,,,, ,,,,“ ,( 卜( , , ’, 怕 幽,曲,，船艇嚣佃嘲 ,,, ,竹?，,哪(—，,,,,啊(婚嘲科瑶，醐 图,(,,,,, ,线，,,,,,,质子， ,,,,,,碳离子射线的百分深度剂量 ,,, ,,,,,峰较狭，一般只有数厘米，而治疗的肿瘤前后径(厚度)较大，因此必须根据肿瘤的厚度来扩展,,,,,峰(,,,,)，扩展的方法可采用“补偿滤片法”或调节射线的能量来达到,,,,。现代的质子放疗融合了光子放疗的,,,,,和，,,,技术，能达到高度的肿瘤放疗的适形性，有两种，,,,技术，又称，,,,(,,,,,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,, ,,,,,,,):?远端对准技术(,,,,,, ,,,,,,,;,,,,，,,,);?三维质子束扫描技术(,,,,,,,,,,,,, ,;,,,,,,)。由于，,,,融合了全套光子,,,,,和，,,,技术，使质子放疗达到了迄今为止最高的照射适形性，剂量学的研究和比较已证实:，,,,比光子，,,,的适形指数更高，而对肿瘤周围正常组织的剂量明显减少。,(,(,质子的生物学特性 质子属低,,,射线，因此对细胞,,,的损害绝大部分是,,,的单链断裂，因此存在亚致死放射损伤和潜在放射损伤的修复。放射生物学的研究表明:它的生物效应仅略高于,,,,子射线和高能,线，若以,,,,子射线的生物效应为,(,,，则质子的相对生物效应(,,,)为,(,,一,(,,，在质子射线的坪区和,,,,,峰区的,,,基本相同，一般简化为,(,,。由于质子属低,,,射线，所以该射线杀灭肿瘤仍依赖于氧的效应，对缺氧细胞的杀灭效应差，氧增强比(,,,)为,(,—,(,。,(,临床应用,(,(,临床治疗的适应征 质子治疗已日趋成熟，它的治疗指征:,(不适合手术的，—，，，期肺癌。,(颅底肿瘤:脊索瘤、软骨肉瘤。,(消化道肿瘤:原发性肝癌、食管癌。,(眼部肿瘤和良性疾病:葡萄膜和脉络膜黑色素瘤、眼眶肿瘤、黄斑变性。,(中枢神经系统肿瘤:星形胶质细胞瘤、孤立的脑转移灶、垂体瘤、脑动静脉畸形、脑膜瘤、听神经瘤。,(头颈部肿瘤:鼻咽癌、局部晚期的口咽癌。,(盆腔:前列腺癌、子宫肿瘤及其它不能切除的盆腔肿瘤。,(,(,临床治疗结果 (,)非小细胞肺癌(,,,,,) ,,,,,共治疗，期,,,,, ,,例，均因医学原因不能手术或拒绝手术。放疗方法:,,,,,,,,次，,周(,,例)，或,,,,,,,,次，,周(,,例)。放射野仅包括原发灶。结果:中位随访时间,,月，没有产生有症状放射性肺病或后期食管、心脏并发症。,年局控率是,,,(,, ,,,;,, ,,,)，,年生存率,,,。,,, ,,的经验表明，质子射线对，期,,,,,的疗效明显提高，已显著超过常规放疗疗效，也优于三维适形放疗的疗效，且未见明显的放射并发症。虽然该临床研究的病例数还不多，但已显示出质子放疗的明显优点，因而对因医学原因不能作手术的病人可推荐使用。 日本筑波大学在,,,,年到,,,,年共用质子放疗了,,,,, ,,例，全部是拒绝手术或不宜手术的病人，中位年龄,,岁(,,,,,)。，期,,例(， ,期,例，， ,期,,例)，，，期,例(，， ,期,例，，，,期,例)，，，，期,例(，，，,期,例，，，，,期,例)，?期,例，术后复发,例。，期和术后复发者用质子照射原发病灶或复发病灶。，，,，，，期先用光子照射原发灶及淋巴引流区，然后用质子加量原发灶和阳性淋巴结，?期只照原发灶。质子射线为,,,,,,，射野为卜,野，分次剂量中位数为,,,(,,,)，中位总肿瘤量,,,,(,,—,,)。照射的结果如下:照射的毒副作用:,,,,急性毒副作用, ，级,,例(,,,)，，，级,例，，,,例。后期放射副作用，没有出现有症状的毒副作用，但在 ,,,影像学检查可见放射野内肺纤维化。疗效:,年总生存率、肿瘤专项存活率(,,,)和无病生存率分别是,,,，,,,和,,,。，—，，期,年,,,为,,,，，,,,，,期,年,,,为,,。,,期和，,期的,年总生存率分别为,,,和,,,(,,,(,,,), ,年,,,分别为,,,和,,,(,,,(,,,)， ,年无病生存率分别为,,,和,,,(,,,(,,,)。,,,,年他们再次了用质子射线治疗,,例，期,,,,,的疗效，照射总剂量为,,—,,,,,,,,次(每分次剂量为,(,,,(,,,,)，中位随访,,个月，,年无疾病进展生存率和,年总生存率分别为,,,和,,,，,年局部区域无复发生存率，,为,,,，，,为,,,,,。未见严重的急性毒副作用，，，级和，，，级后期放射性肺损伤各见,例，这,例出现后期放射损伤的病例,例为，,期。 小结:,,,,,和日本筑波大学的临床实践已证明，质子放疗能为,,,,,病人耐受，疗效优于常规放疗技术，放疗的毒性和副作用更小。对，期,,,,,，质子放疗的疗效已和手术治疗相当。 (,)前列腺癌 美国,,,用质子放疗前列腺癌最早在,,,,年代开始。他们于,,,,年报道了试验性治疗结果:共试验了,,例,,—,的中晚期前列腺癌，先用光子照射盆腔大野，然后用质子加量，通过会阴部一个野照射，常规分割照射总剂量,,(,,,。随访中未发现有严重后期放射损伤，因而他们认为这种放疗方法完全可为病人所耐受。在上述试验性质子放疗的结果鼓舞下，,,,进行了临床，，，期随机对照试验，试验组为高剂量组，先用光子适形照射,,(,,,，质子单野加量到,,(,,,。对照组为常规放疗。在,,,,年到,,,,年间共治疗了,,,例,,,,,,,,,,,级肿瘤，其中试验组,,,例，对照组,,例。局部肿瘤复发的是直肠指检肿瘤增大。试验组的,年和,年局控率分别为,,,和,,,，而对照组却分别为,,,和,,,(,,,(,,,,)。当时还没有使用血清,,,的检查来随访病人。前列腺活检的结果表明试验组的活检阳性率更低。在中等分化和高分化肿瘤组，试验组和对照组的活检阳性率分别为,,,和,,,。在分化差肿瘤组，上述两个率分别为,,,和,,,。在治疗后,年随访病人，直肠出血率在试验组位,,,，而对照组位,,,，然而两组的出血都较轻，没有严重后遗症。 美国,,,,,共用质子放疗局限的前列腺癌,,,,例:,,,,,,,,。他们采用,,—,,,,,,质子 同步加速器，对,,,,,, ,,,,,,,,评分提示高转移危险病人(之,,,远处转移发生率)，用光子，质子照射，光子照射范围为原发灶加第,、,站淋巴引流区。常规分割照射总剂量,,,,，然后用质子对原发灶加量,,,,,,,,次。对低转移危险病人，只用质子照射原发灶和精囊小体，留,,,边界。常规分割照射，总剂量,,,,,,,,次，,(,周。结果:,,,,例，中位年龄,,岁(,,—,,)，中位随访,,月(,—,,,)，,,,例接受光子，质子，,,,例单用质子照射，放疗副作用:,,,,,,级消化道和泌尿道急性反应:,,,。放射后期损伤:,年和,,年后,,,,,, ,级消化道毒性率均为,,，,年和,,年后,,,,,, ,级泌尿道毒性率均为,,。比较质子和光子,质子放疗的毒副作用无明显差别。,,,,例放射后,、,、,,年的,,,阴性生存率分别是,,,、,,,和,,,。,,,,,的经验证实质子放疗前列腺癌的疗效较好，并发症较轻。 日本筑波大学报告用质子射线作为加量治疗前列腺癌的，，期可行性研究的结果，,,位患者入组，临床分期为,,—,,,,,。放疗方法为先用光子射线照射,,,,,,,次，照射范围包括前列腺和双侧精囊腺，随后用质子射线加量照射,,,,,,,,次，加量照射范围仅包括前列腺。在治疗前和治 ,,,疗中允许给以内分泌治疗。结果，,，，级泌尿系统和消化系统毒性分别为,,例(,,,,)和,,例(,,,,)。中位随访,,个月(,,,,,个月)，后期，,，，级放射毒副作用泌尿系统和消化系统毒性分别为,例(,,,)和,,例(,,,)，未观察到,,级的急性和后期毒副作用。所有患者均存活，但有,例在治疗后,—,,个月有生化学复发。用质子射线作为加量的方法放射治疗前列腺癌是可行的。 小结:前列腺癌是当前用质子射线治疗的主要恶性肿瘤，根据,,,,,和,,,的经验，治疗效果优于光子立体适形放疗，甚至好于手术治疗，特别对预后差型的病人。放疗后的并发症也不严重。 (,)食管癌 日本,,,,,,,,等在,,,,年报道,,例食管癌用质子射线联合光子射线治疗或单独质子射线治疗的结果，所有患者均为局部区域病灶。,,例患者中,,例为接受光子射线治疗(中位剂量,,,,)后用质子射线加量(中位,,(,,,)，中位总剂量为,,(,,,(,,(,,,,(,,,)。其余,例患者为接受单独质子射线治疗，中位剂量,,(,,,(,,,,,(,,,)。,,例患者的,年生存率为,,,，其中,,者 (,,,,)为,,,，,,—,者(,,,,)为,,,。,,例患者的,年疾病特异性生存率为,,,，其中,,者为,,,，,,,,者为,,,。,年局部控制率,,者为,,,，,,,,者为,,,。 (,)肝细胞肝癌(,,,) ,,,,,治疗局部晚期不能手术的,,,，无淋巴结及远处转移，肝功能:,,,,,,,,,,记分,,,。质子放疗:肿瘤，卜,;,边界，,,,,,,,,仅，,,,,。结果:共治疗,,例，中位年龄,,岁，中位肿瘤直径,(,;,。中位随访,,月。副作用:白蛋白下降，胆红素上升，十二指肠和结肠出血(,例)。,年局控率,,,, ,年总生存率,,,。放疗前,,,上升者，,,,下降。,例以后进行肝移植，其中,例已无肿瘤存在。 日本筑波大学,,例不能切除,,,(共,,个病灶)， 中位年龄,,(,岁， ,,,男性，,,,肝硬化程度是,,,,, ,和,。单用质子,,例，质子，介入,例。,,,,,,质子，,,(,,,(,,—,,),,,—,,天。,年病灶稳定或缩小:单质子组,,,(,,,,,);质子，介入,,,,(, ,,)。,年病灶稳定或缩小:单质子组,,,(,,,)，质子，介入,,,,(,,,)。,,,,, ,者的预后较好。放疗副作用包括:转氨酶增高(,,,)，白血球下降(,,,)和血小板下降(,,)，未见其它严重不良反应。 小结:质子放疗能减少对正常肝的剂量，达到给予,,,较高的剂量，而对正常肝的损伤在耐受的范围内。,,,是质子放疗一个很好的指征。 (,)颅底和脊柱旁肿瘤 颅底和脊柱旁肿瘤毗邻脑和脊髓，因此放疗对它们的损伤是放疗中的一个重要问题，用质子放疗对脑和脊髓的保护较好。,,,共治疗颅底和脊柱肉瘤,,,例，其中,,例软骨肉瘤，,,,例脊索瘤。质子照射,(,,,,,次，每日一次至总量,,,,,,,,。软骨肉瘤的,年局控率,,,，脊索瘤为,,,。美国加州,,,,,,,,的治疗结果与,,,相类似，他们治疗了,,例颅底和颈段脊柱的软骨肉瘤，,年局控率为,,,。,(重离子放疗,(,发展重离子放疗的理由 质子放疗优于高能,线和,,,,？，线饕侵首釉诜派湮锢砑亮糠植忌系挠诺悖欢椭首拥?,,,放射生物效应而言，即对肿瘤的杀灭效应和对正常组织的损伤，质子和上述光子没有明显的差别，所以对抵抗放射线肿瘤细胞的杀灭效应不强，如缺氧肿瘤细胞和放射不敏感的,期等肿瘤细胞。质子对缺氧细胞的,,,为,(,—,(,。以致需用近三倍于杀灭足氧细胞的剂量来杀灭缺氧肿瘤细胞。由此导致肿瘤周围正常组织所受剂量明显提高。 重离子射线中的一部分既具有质子射线的物理学特征，又具有比质子更强的杀灭抵抗放射肿瘤细胞的能力，因此近年来逐步有人对其进行研究。,(,重离子射线的物理学特征 在肿瘤放疗中涉及的重离子有:氦离子、碳离子、氖离子、氮离子、硅离子等。它们有如下五个物理学特征。 ?重离子射线是高,,,射线。在它穿越物质时，在每单位射程上损失的能量较大，如,,,,,,的碳离子(,,,)的,,,是,,,,,,, ,,,,,,,(而,,,,,线为,(,,,,,,,,，所以,,,射线也称为致密电离辐射。 ?重离子进入人体后的深部剂量分布和质子类似(图,)。重离子进入人体后在其途径上能量损失较少，因而形成相对低剂量的一个屏区。当其在射线接近终末时，释放大量能量形成,,,,,峰。图,显示,,,,,,碳离子的剂量分布与质子的,,,,,峰比较，重粒子的特点是在,,,,,峰后有一个“尾巴”，即存在一定的剂量，而且射线能量越大，此“尾巴”越大，所以过高能量的重离子束不适合肿瘤放疗。重离子的,,,,,峰也能被扩展，采用和质子,,,,同样的技术。目前较常用的是,,,,,,,,,射线。 ?重离子的横向散射较少。如碳离子束在截面为,,,时，射线的横向散射(歧离)为,(,,,，即,(,,,,，比低,,,射线小，因此，放射野的边缘比较尖锐。 ?重离子带有电荷。因此重离子可用扫描磁铁来引导，进行射线扫描，实施调强技术，达到精确的适形照射。 ?重离子照射后可进行正电子成像扫描(,,,)。由于重离子的质量大，因此除与原子核外的电子发生碰撞之外，还有一定概率与原子核碰撞发生核反应。如碳离子与体内的碳原子核碰撞使,,,核被撞出一个中子，变成,,,，,,,能发出一对,,,,,,的正电子，当正电子淹没时的辐射能被,,,所探测到，进行,,,三维成像。用于验证碳离子放射肿瘤时高剂量区的立体形态是否精确地和肿瘤一致。体内除碳外，氧也可从,,,变成,,,，释放出一对正电子。,(,重离子射线的放射生物学特征 重离子有如下,个放射生物学特征: ?重离子的,,,。重离子射线在其射程终端，即,,,,,峰处造成,,,双链断裂的比例高，因此细胞修 复放射损伤的机率小，放射损伤或肿瘤杀灭效应高，,,,较大。在,,,,,峰前的坪区，,,,相对较小近似于,(,。然而对重离子的,,,还未完全了解，目前已知它受多种因素影响，情况较复杂。它的,,,值大小与下述因素有关:射线的种类、能量、剂量，,,,测定所用的生物观察点(,,,,,,,,)。显示了重离子,,,的复杂性。重离子杀灭肿瘤细胞时对氧的依赖小。 ,,,,,,等曾对碳离子射线的生物学效应进行实验研究。显示了射线,,,与,,,及,,,的关 ,,,系，提示碳离子在坪区和,,,,,峰的射线的,,,不一样，在坪区的,,,为,(,，而在,,,,,峰处为,(,—,(,。 ?重离子射线的氧增比(,,,)小。重离子在,,,,,峰处射线杀伤肿瘤或对正常细胞的损伤并不依赖氧的存在。因此,,,较小，,,,在接近,,,,,,,,,时，,,,接近,。,,,越高,,,越小。 ?细胞周期各时相对重离子射线的敏感性相差很小。在重离子坪区的射线杀灭各期相细胞的敏感性与高能,线相同，如,,,合成的,期细胞抗放射。然而在,,,,,峰区射线的细胞致死效应几乎不受细胞时相的影响，,期细胞的放射抗性消失。,(,重离子和质子放疗的优缺点,(,(,重离子优于质子 重离子的放射物理学特征和质子射线相同，但它具有以下更多优点: ?在,,,,,峰区的射线对缺氧肿瘤细胞的杀灭效应更高，,,,,，;?在,,,,,峰区的射线对抗放射的肿瘤细胞的杀灭作用更强;?重离子在坪区射线的放射生物效应和氧依赖性与低,,,的高能,线类似;?重离子射线的侧向散射更少，使射野的边缘更锐利;?重离子,,,,,处射线对肿瘤的杀灭以,,,双链断裂为主，因此不存在亚致死性损伤(,,,,)和潜在放射损伤的修复(,,,,)，所以照射肿瘤时，放疗的次数可显著减少。当然，对肿瘤周围正常组织的照射主要使用了重离子的坪区部分，仍然存在,,,,和,,,,，分割照射的使用有利于肿瘤周围正常组织的放射损伤的修复。然而质子和重离子放疗中正常组织受到的剂量较小，因此照射的分割次数也可减少;?重离子照射后可用,,,检查，用以验证放射剂量给予的正确性。,(,(,重离子差于质子 重离子放疗的实验和临床资料尚少，因此对重离子的放射生物效应，包括,,,、,,,等还缺乏非常肯定的结论。因此在使用低,,,射线累积的临床经验和资料于重离子放疗时，必须十分谨慎。,(,重离子的临床应用 日本国立放射医学研究所(,,,,,,,, ，,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,;,, ,;,,,;,,，,，,,)在,,,,年开始用对碳离子放疗进行临床试验，他们使用日本千叶重离子医用加速器(,，,,,)产生的碳离子进行放疗。海德堡大学医院在,,,,年开始使用德国国.