加速器硼中子俘获治疗实验装置研制成功

㈠ 哪里可以找到质子刀和重离子刀的资料

新世纪 新突破 肿瘤患者的新希望

——国际领先的质子治疗技术落户淄博万杰医院

多少年来，临床肿瘤学家一直在寻找一种最大限度保护正常组织而使肿瘤组织受到最大杀伤的治疗方式，这种梦想——质子治疗技术经过半个多世纪的努力与发展，已经成为现实。由于质子束在人体内形成Bragg峰（布勒格峰，见图1），能量大，穿透力强，其能量大小决定了其穿透深度。质子的剂量分布可用计算机精确控制，即可实施精确定向定点爆破，这样可以达到对肿瘤组织实施最大限度的打击而保护了肿瘤周围的正常组织，这是其他治疗技术不可比拟的。由于该设备昂贵，技术含量高，多在少数先进国家的大型实验室拥有该技术。

我院2002年引进世界上最先进的质子治疗系统，IBA PTS系统(图2)，预计2003年投入临床使用，该系统是IBA商业化生产的第一台，它的投入使用将我国的肿瘤治疗推向了质子治疗的新时代，这将会大大提高肿瘤的局部控制率和治愈率，具有划时代的意义，给肿瘤患者带来了新的希望。

一、质子治疗的发展

质子治疗的想法是Wilson于1946年提出的，1954年Tobias等人在美国加州大学Lawrence Berkeley实验室（LBL）进行世界上第一例质子线治疗晚期乳腺癌，取得了良好的效果。80年代以来由于CT和MRI等技术逐渐普及，质子治疗的发展逐渐加快。1985年成立了国际性的质子治疗合作组（PTCOG），进行世界范围内的质子课题合作研究，总治疗患者数超过2.5万例，显示出了质子治疗的优良效果。

1992年美国Loma Linda大学医学中心（LLUMC）启用了医疗专用质子装置，正式宣告质子治疗从实验室进入了医院，而且确定了其在应用中的地位，他们至今治疗病人8000多例，取得了显著效果。

二、质子束的物理学和生物学特征

质子是带有一个正电荷的粒子，是原子核的组成部分，用于放射治疗的质子来源于氢（H2），氢电离后成为质子（H+），经同步或回旋加速器加速到接近光速后用于治疗疾病。

质子束的最大特征是它进入人体内形成尖锐的Bragg峰，在形成峰之前的低平坦段为坪（Platuea），峰后则是一个减弱陡直的尾（Tail）。由于Bragg峰宽度较窄，所以一般都将它扩展后形成与肿瘤大小吻合的扩展Bragg峰（spread out Bragg peak，SOBP），拓展Bragg峰的方法有两种：一是调节射线的能量使之在一定范围内连续变化，使不同能量的Bragg峰叠加而拓宽了总的峰值宽度。另一种方法是在质子束的入射途径上采用山形吸收过滤器来加宽Bragg峰的范围，这种方法同时也会大大减小峰值的高度，使之向坪段剂量靠近。也就是说，两种方法都将使照射大的靶区时，质子射线物理特性的坪段剂量与峰值剂量靠拢，但其到达射程后剂量迅速下降的特性不变

三、质子治疗技术的优越性

质子作为带正电核的粒子，以极高的速度进入人体，由于其速度快，故在体内与正常组织或细胞发生作用的机会极低，当到达癌细胞的特定部位时，速度降低，释放其能量，产生Bragg峰，将癌细胞杀死。质子束可到达人体很深的部位，尤其对于有重要组织器官包绕的肿瘤，其他治疗方法束手无策，用质子治疗则效果很好，显示出了其巨大的优越性。总结其优点为：1.旁散射少,半影小,对周围正常组织损伤小；2.剂量分布好；3.穿透性能强；4.局部剂量高；5.质子治疗后肿瘤组织损伤后再修复的机率小。

传统的放射治疗方法，肿瘤周围的健康组织也会受到一定的放射线照射，由于正常组织对射线有一定的耐受量，限定了肿瘤治疗的安全剂量，该安全剂量难以达到完全杀死肿瘤组织。质子治疗时肿瘤前端的组织仅受到极小量的照射，对肿瘤后面和侧面的正常组织照射为零，几乎不会损伤正常组织，使肿瘤靶区的放射剂量达到峰值，从而对肿瘤组织施以足够的打击（见图6、图7）。这种立体的精确“定向定点爆破”技术保证了质子治疗的精确度，提高了疗效和治愈率，这种效果是传统放疗技术无法达到的。传统放射技术造成正常组织损伤的原因是放射线进入人体时，从接触皮肤直到到达癌细胞所在的位置，其能量是由高到低呈逐渐递减分布的，而高能量的质子以极高速度进入人体后，只在速度减慢到快要停止之前才会释放出其能量从而达到治疗作用，医生可以精确控制其所到达的部位，将所含的能量全部用于杀死癌细胞而不损伤正常组织。

四、质子治疗装置

质子治疗装置包括质子治疗加速器、束流输运系统、束流配送系统、剂量监测系统、患者定位系统和控制系统。

80年代人们就提出了不少专用质子加速器的治疗方案。同步加速器、回旋加速器和直线加速器均能用于质子治疗。目前世界上的质子治疗专用设备主要以两个型号为代表，既应用在LLUMC的同步加速系统Comfoma3000TM，另一类型是比利时IBA生产的IBA proton therapy sysyem，已应用于哈佛大学医学院的东北质子治疗中心和日本国立癌中心。

图8：230 MeV cyclotron, built by IBA, installed at the NPTC

由IBA 公司制造的230MeV回旋加速器

束流输运系统将加速器产生的质子束输送到治疗室和专用的质子束实验室。较大的质子治疗中心设有多个治疗室。质子束实验室用作剂量定标、放射生物学研究等。

束流配送系统又称照射野形成系统，它是质子治疗装置的重要部分。其任务是将束流送达照射野，使肿瘤受到均匀的足够剂量的照射而正常组织只受尽可能小的伤害，它直接关系到质子治疗的质量。

剂量监测系统是指质子治疗装置带有的一系列测定辐射剂量及其分布的探测器。

患者定位系统是利用热塑材料做成与患者身体表面形状一致的模具将患者固定在治疗床上，要求在多次照射时位置不变。治疗床可作三维平动和三维转动。利用激光进行粗定位，利用X线成像进行细定位。

控制系统根据医院要求对装置的运行和治疗过程进行严格控制，以保证治疗正确进行。此外它还承担患者医疗数据和图像资料的处理以及治疗中心的管理等功能。

五、质子治疗的适应症

1、脑和脊髓肿瘤：脑良恶性肿瘤包括脑(脊)膜瘤、脑转移瘤、垂体瘤、脑胶质瘤、听神经瘤、颅咽管瘤等；

颅底：脊索瘤和软骨肉瘤。

脑血管疾病：脑动静脉畸形、海绵状血管瘤等；

其他脑部疾病：癫痫、帕金森氏病、三叉神经痛。

2、眼部病变：脉络膜黑色素瘤、视网膜黄斑变性、眼眶肿瘤。

3、头颈部肿瘤：鼻咽癌(原发、复发或转移病灶)、口咽癌。

4、胸腹部肿瘤：肺癌、肝癌、胰腺癌、食道癌、纵隔肿瘤及腹腔后肿瘤等。

5、盆腔：前列腺癌、子宫肿瘤、卵巢癌、脊索瘤、软骨瘤。

6、儿科肿瘤：脑脊髓肿瘤、眼及眼眶肿瘤、颅底和脊柱肉瘤、淋巴瘤、腹盆腔肿瘤。

由于儿童对放射线敏感性高于成人，传统的放射治疗会造成儿童肝脏肾脏、脊髓、卵巢或睾丸等重要器官的放射性损伤，质子治疗可以通过实施精确“立体定向定点爆破”技术，使重要器官和组织免受损伤，从而解决了儿童患者放射治疗中的难题。美国的Loma Linda医疗中心对100例小儿肿瘤患者进行了治疗，未发现任何副作用发生。

六、质子治疗技术的发展趋势

质子治疗技术将向更加完善与普及的方向发展。技术上的完善是指适应症的扩大（包括良性病治疗的开发与利用）；临床与基础研究的更加深入。

质子治疗装置还可用来进行质子诊断，如质子照射和质子断层照相（质子CT），其特点是物质密度分辨率高。由于诊断是在治疗装置上进行，它可用来控制和保证质子治疗的质量。

质子在组织中引起的部分核反应会产生正电子发射，这可以被正电子发射断层扫描（PET）所追踪。这一点非常重要，而且对放射治疗是全新的特征，它使我们可以追踪射线在体内的穿透定位。

㈡ 核素治疗是什么意思

lu177（镥177）是一种核素，PRRT治疗时候会组合成Lu177 DOTA，是目前比较有效的治疗手段。问过艾普思健康PRRT的专员，马来西亚双威 PRRT费用比较合理

㈢ 散裂中子源是什么

中国散裂中子源（CSNS）是我国迄今为止最大的科学装置，也是发展中国家拥有的第一台散裂中子源。9月1日上午，工程总指挥、中国科学院院士陈和生在东莞表示，CSNS日前首次打靶成功，获得中子束流。

CSNS项目最终落地在东莞市大朗镇，除了因大朗镇地质结构稳定适合建设外，主要为了优化我国大科学装置的布局，将中科院雄厚的科研实力与珠三角地区强劲的经济实力相结合。陈和生说：“CSNS的建成将为珠三角地区的科技创新和产业升级，为在珠三角地区建立国家科技产业创新中心提供一个强有力的支撑。”

为哪些科研人员们点个赞。

㈣ 求高人翻译有难度的英文文献。。。

钆（Gd）（III）络合物广泛用于磁共振成像（MRI）中作为水松弛剂来改善图像的反差[1-3]。治疗用含Gd药剂也是众所周知的，其中，金属络合物提高了肿瘤对化学疗法（如顺氯氨铂[4]）的响应，或者说更通常地，在疾病（如癌症）的治疗中起到放射致敏剂的作用[5-11]。Gd也可以在治疗性技术，例如同步辐射立体定向放射治疗（SSR）中起重要的作用，其中，Gd的选择性提供到细胞核会明显提高治疗的功效[6]。确实，De Stasio和他的同事们已经实验证明了，motexafin-Gd（莫特沙芬钆）, 一种pentadentate texaphyrin配体的Gd (III)络合物被大约90%的恶性胶质瘤细胞核在体外积聚，而它作为GdSSR药剂的潜在开发是有充分根据的[6]。
近年来，Gd络合物作为潜在的药剂在实验的抗癌治疗中也得到了开发，这就是众所周知的Gd中子俘获疗法（GdNCT）[12-14], 这与早已建立的硼中子俘获疗法（BNCT）[15-17]密切相关。GdNCT在高度有效的热中子俘获反应中利用非放射性的157Gd同位素（天然丰度15.7%）来破坏肿瘤细胞。157Gd具有所有自然发生的元素中最大的有效核横截面（2.55×105靶恩）；此值大约是10B（硼）原子核有效核横截面的66倍。157Gd经受中子俘获，提供内部转换的产物，伴随着Auger（俄歇）和Coster-Kronig (ACK)电子发射以及7.94 MeV的能量。可是，ACK电子非常有限的范围意味着，如果中子俘获反应要有效得到探索的话，Gd络合物必须定位在非常临近临界细胞组分，例如细胞核的地方。采用Gd(III)络合物作为潜在的、向脑部肿瘤的GdNCT提供药剂已经加以描述[18-21]，不过在GdNCT的临床应用中采用原始模型的MRI药剂（比如Gd-DTPA(DTPA=二亚乙基三胺五乙酸)）的可行性被认为是不可能的，因为业已证明结合进Gd的肿瘤细胞核的数目有限。确实，迄今报道的，能够在肿瘤细胞核中选择性地聚集的Gd化合物的数目非常有限[6]，而对于新的具有高细胞核亲和力的Gd (III)络合物类型的探索已经提出[21]。

㈤ 散裂中子源能做什么

1、看穿材料微观结构

在材料学、生命科学等领域，科学家们一直希望有一种高亮度的“中子源”，能拍摄材料的微观结构。散裂中子源就是一台这样的超级显微镜，通过和样品发生相互作用，研究样品的“DNA”，即晶体材料、聚合物等微观结构。

2、检查材料“内伤”

很多材料在加工或者生产时会受力，这个力存在于材料中，这就是残余应力。因为肉眼看不到，就需要通过实验来检测材料受“内伤”的程度。通过散裂中子源的实验，研究人员便可知道所检测的样品中有多少残余应力，还可通过模拟实验，得知材料所能承受的极限应力，预知材料的寿命。

3、定向“爆破”癌细胞

治疗癌症，是中子与硼—10相遇后带来的“福利”。这种治疗方法被称为“硼中子俘获治疗”。治疗过程类似一场细胞级别的定向爆破。

(5)加速器硼中子俘获治疗实验装置研制成功扩展阅读：

用中子散射技术来进行材料科学和生命科学研究，与X射线技术以及同步辐射技术相比具有以下特点和优势：

1、中子具有同位素识别能力。中子与核的相互作用可以轻易地识别同位素，包括像氢、碳、氧，还可以识别原子系数相邻的元素，如铁、钴、镍，对有机化合物和生物大分子的研究。

对有机化合物和生物大分子的研究以及一些合金材料和磁性材料的研究特别有利。因此，中子科学装置成为开展生命科学研究重要的平台。

2、中子不带电，但有磁矩，它和晶格的磁散射是直接探测物质磁性结构和磁动力学的唯一物理工具，可以用来研究磁性材料的磁结构和磁相互作用，现代磁学就建立在中子散射技术所取得的一些成果上，可以说没有中子散射技术，就没有现代的磁学。

3、中子的波长和晶格参数相近，中子的能量和晶格的元激发可比，因此中子可用于研究固体的结构和动力学特怔。中子非弹性散射是研究动力学特怔的理想的物理工具。长波中子小角散射是研究纳米、生物、聚合物大分子的特殊实验工具。

4、中子具有较强的穿透力。因为中子和物质的相互作用没有库仑位垒的影响，同时也不会引起电离，因此它穿透力强，可以观测样品的整体效应，可在高温高压等极端条件下不受容器和装置的影响观察物质结构。

5、热中子引起的损伤较小，是一种高度无损的技术。对生物体的损伤，热中子比X射线要小一百倍，特别适用实时地研究生物活体（如蛋白质，病毒的生命活动）。