神经科学院重离子讲演

1、神经科学院重离子讲演内容提纲内容提纲一一. 粒子线治疗的历史粒子线治疗的历史二. 质子与重离子特点三. 质子的临床治疗四. 重粒子的临床治疗质子治疗历史质子治疗历史1954年加州大学Berkeley实验室世界上第一例质子治疗1961年哈佛回旋加速器治疗垂体疾病（肢端肥大症、Cushing综合症、动静脉畸形等）80年代筑波大学治疗肝癌、食道癌、肺癌等Loma Linda大学1992年启用划时代意义的医学专用质子装置2008止 治疗61122例1975年1992年加州大学Berkeley实验室进行重离子治疗（433例）1994年现在日本国立放射医学研究所，至2004年为止，治疗1954例1996年

2、开始G.S.I Darmstadt 到2003年碳离子治疗245例碳离子已治疗病人总数: 5342重重离离子子治治疗疗历历史史全世界质子与重粒子设施统计全世界质子与重粒子设施统计 治疗中的中心36家 （质子30家、重粒子4家、质子加重粒子2家） 建设中的中心24家 （质子18家、重粒子1家、质子加重粒子5家） 中国粒子技术发展历程中国粒子技术发展历程兰州重离子研究装置（HIRFL）于1989年建成出束1995年将“重离子治癌技术的研究”列入了攀登计划。2000年中日友好医院和万杰医院建设质子治疗装置2005年兰州建造的HIRFL治癌装置，开展近200例浅层（2.53.3cm）肿瘤治疗试验；20

3、09年上海国际肿瘤医院建设，进口北京、上海、福建等地仍然继续进行建设2010年兰州投资建设医院专用的国产重粒子治疗装置和医院2011年南京军区福州总医院建设重粒子治疗医院粒子治疗总体情况粒子治疗总体情况l粒子临床治疗已超过20年，全世界已治疗 8 万余例患者（质子7万多、重粒子1万）l数量最多的病种为眼黑色素瘤、 前列腺癌、 颅内肿瘤l颅内肿瘤:1313例（重离子178例） 脊索瘤429例，软骨肉瘤335例，脑膜瘤207例，听神经瘤119例，儿童颅内肿瘤102例，垂体腺瘤47例，胶质瘤43例,颅咽管瘤31例.内容提纲内容提纲一一. 粒子线治疗的历史粒子线治疗的历史二. 质子与重离子特点三. 质

4、子的临床治疗四. 重粒子的临床治疗 Neutron Heavy ion(Carbon ion) Photon /Electron ProtonImprovement of biological effect Improvement of dose distribution剂量分布剂量分布 Dose Distribution10510090503010Protons Photons 重离子的生物学特性（质子没有）重离子的生物学特性（质子没有）Plateau-region RBE=1.54RBE=3.0in SOBP-regionPhysical doseBiological doseDoseLa

5、teral scatteringProtonsCarbon ions Depth5 cmLBL data重离子束的其他生物学优点重离子束的其他生物学优点Low OER(Oxygen Enhancement Ratio)低的氧增比Low cell-cycle dependency 低的细胞周期依赖性Recovery from the sublethal and potential lethal damages are small. 亚致死损伤和潜在致死损伤修复少内容提纲内容提纲一. 粒子线治疗的历史二. 质子与重离子特点三. 质子的临床治疗四. 重粒子的临床治疗质子治疗的适应症与疗效质子治疗的适

6、应症与疗效l中枢神经系统肿瘤：孤立的脑转移灶(20Gy/次)、垂体瘤、脑动静脉畸形、脑膜瘤、听神经瘤、星形细胞瘤。l颅底肿瘤：脊索瘤、软骨肉瘤。眼：脉络膜黑色素瘤、黄斑变性(14Gy/次)、眼眶肿瘤。l头颈部肿瘤：鼻咽癌(后程加速器放疗70Gy/5周，复发性70Gy/7周)，局部晚期的口咽癌。l胸腹部肿瘤：手术不能的、期肺癌，期肺癌(光子+质子51Gy/2周)、肝癌(51Gy/10次/2周)，食道癌。盆腔：前列腺癌、子宫肿瘤、不能切除的盆腔肿瘤、脊索瘤、软骨瘤。质子治疗质子治疗非恶性肿瘤疾病已非恶性肿瘤疾病已越来越重视和越来越广泛越来越重视和越来越广泛脑动静脉畸形脑膜瘤垂体瘤老年性黄斑变性肝癌

7、质子治疗肝癌质子治疗2.5年后病灶消失3个月后病灶区域显示了与照射野一致的低密度区域全体5年生存率为24.7，生存率与肝功能分期关系密切相关（p0.0001）childA的58例，5年生存率达44.3；childB的83例，5年生存率16.9，5年局控率83.2%单个病灶，且直径小于5cm，肝功能为A期以上首次治疗者其5年生存率达到61.5（n24）。 麻省总医院Brown ，对两例鼻咽癌病人分别使用160MV质子和4MV光子进行了治疗计划设计，单纯光子、先用光子16 Gy然后用质子加到根治量和单纯质子等方法进行比较，鼻咽部肿瘤均为70Gy 。 单纯光子单纯质子光子+质子早期病例鼻咽癌质子治疗

8、鼻咽癌质子治疗 结果显示：质子治疗组的原发肿瘤和颈淋巴结的剂量分布较满意，脑干、腮腺、脊髓和脑颞叶的受量明显减低 。晚期病例单纯光子单纯质子光子+质子食道癌质子治疗食道癌质子治疗局部控制率为67%5年生存率为42%非小细胞肺癌的质子治疗非小细胞肺癌的质子治疗放疗前 放疗结束时 放疗后1月 5年眼球保存率 小肿瘤100% 中等肿瘤99.7% 大肿瘤89.5% 5年局控率95.8%10年局控率94.8% 5年生存率80-88% (MGH,2586名70CGE/ 5次)质子治疗眼黑色素瘤质子治疗眼黑色素瘤 4 4年年生生存存率率 治疗方法 （病例数） 治疗前PSA值（ng/ml）20根治手术（666

9、）94855645光子适形放疗（707）89805830光子加质子适形放疗（513）100836765前列腺癌的质子治疗前列腺癌的质子治疗质子放疗效果比较7年35855年30 885年20 42.25年15 425年10 39内容提纲内容提纲一. 粒子线治疗的历史二. 质子与重离子特点三. 质子的临床治疗四. 重粒子的临床治疗20Ne离子治疗结果（离子治疗结果（1975-1992)肿瘤部位肿瘤部位20Ne离子束治愈率离子束治愈率X射线治愈率射线治愈率鼻咽癌副鼻窦癌1416（87）21乳腺癌1114（79）28前列腺癌1213（92）60恶性肉瘤2136（58）28德国德国GSI治疗结果治疗结果

10、a) Adenocarcinoma/Adenoid cystic ca. b) Malignant melanomac) Malignant tumor of the bone/cartilage and soft tissues重粒子特征之一：“Radioresistant” tumors Malignant melanoma of the nasopharynx Before RT 1 yr After RT malignant melanoma of the head/neck region5-yr. local control rate 84%5-yr. survival rate 3

11、0%3-yr. Local control rate 88%3-yr. survival rate 54% Bone/Soft tissue sarcoma, chiefly the pelvis and the spine重粒子特征之二：“short-term” radiotherapy Carbon-ion therapy for peripheral NSCLC in T1-2N0No. of Fractionation Size of No. of Local ComplicationProt. (GyE/Fr./W) fraction cases control (G-III） 4.

12、8-5.0GyE 10 80-100% 0% 72.0/09 / 3 wks 8.0GyE 50 98 0%0001 52.8-60/04/ 1 wk 13.2-15GyE 71 93% 0% (3yr. Crude surv. 73%)28-36GyE 24 on going (4 fields/1day,7-8GyE / field,total 28-32GyE)Carbon-ion therapy for hepatomaNo. ofNo. of Fractionation Fractionation Size of No. of 3yr. Local 3yr. Size of No.

13、of 3yr. Local 3yr. Protoc.Protoc. (GyE/Fr./Ws) fraction patients control Surv. (GyE/Fr./Ws) fraction patients control Surv. l 49.5-79.5 /15/49.5-79.5 /15/ 3.3-5.5GyE 3.3-5.5GyE 50% 50% l 3 3 4.5-5.8 344.5-5.8 34 2 2 6.0-7.25 24 6.0-7.25 24 87% 48%87% 48% 1 1 12-13.2 29 12-13.2 29 0004 52.8/ 4/1 0004

14、 52.8/ 4/1 13.2 13.2 44 94% 71%44 94% 71%0202 0202 On going On going 2/2-3days 2/2-3days1 yr. after RTBefore RT1 1 2 2 3 3 yrsyrs ResectionResectionCarbon-ion RTCarbon-ion RT 61 95% 86 6861 95% 86 68 6785 85 74 646785 85 74 64Comparison of the treatment results between Surgical resection and Carbon-

15、ion therapy for hepatomaSurvival RateSurvival RateCarbon-ion RT = 52.5GyE/4 Fractions/ 1 weekCarbon-ion RT = 52.5GyE/4 Fractions/ 1 weekNo. of cases重粒子特征之三：重粒子特征之三： The radio-resistant tumor near the adjacent radiosensitive normal tissue can be easily irradiated with high doseOsteosarcoma of the 5th

16、 cervical spine(Before RT) (5yr.after RT)RT of chordomas and chondrosarcomasAuthor, yearnRT local controlRomero, 1993 18conv.RT 17% (CH)Debus, 200045FSRT 50% / 5y (CH)Munzenrider, 1999 519 prot. (+ phot) 73% / 5y (CH) 98% / 5y (CS)Castro, 1994223He 63% / 5y (CH) 78% / 5y (CS)Noel, 200167prot + phot

17、71% / 3y (CH) 85% / 3y (CS)Schulz-Ertner, 200467C12 74% / 4y (CH) 87% / 4y (CS) 肿瘤类型肿瘤类型 质子放疗质子放疗 离子放疗离子放疗 病例数病例数 vs常规放疗常规放疗 病例数病例数 vs质子或常规放疗质子或常规放疗头颈部肿瘤头颈部肿瘤 62 优于优于 65 与质子相似与质子相似 囊腺癌囊腺癌 29 优于质子优于质子前列腺癌前列腺癌 1751 相似相似 201 优于质子优于质子眼部肿瘤眼部肿瘤 7708 优于优于 1343 与质子相似与质子相似胃肠肿瘤胃肠肿瘤 369 暂无确定结论暂无确定结论 73 暂无确定结论暂

18、无确定结论非小细胞肺癌非小细胞肺癌 156 暂无确定结论暂无确定结论 205 优于质子优于质子CNS肿瘤肿瘤 839 优于优于 405 与质子相似与质子相似颅底脊索瘤颅底脊索瘤 302 优于优于 107 与质子相似与质子相似肉瘤肉瘤 47 暂无确定结论暂无确定结论 57 优于质子优于质子盆腔肿瘤盆腔肿瘤 80 暂无确定结论暂无确定结论 49 暂无确定结论暂无确定结论注：注：CNS-中枢神经系统中枢神经系统 质子治疗、离子放疗与常规放疗的总的疗效比较质子治疗、离子放疗与常规放疗的总的疗效比较颅底肿瘤颅底肿瘤4 4年局部控制率软骨肉瘤为年局部控制率软骨肉瘤为87%87%，脊索瘤为，脊索瘤为74%74%，4 4年总生存率软骨肉瘤为年总生存率软骨肉瘤为100%100%，脊索瘤为，脊索瘤为86%86%。这结果与报道的脊索瘤光子适形放疗的。这结果与报道的脊索瘤光子适形放疗的4 4年局部控年局部控制率仅制率仅60%60%相比疗