随着一种新型仪器的面世,质子放射治疗将使更多的癌症患者受益??

　　一种能够产生高能质子射线的新型仪器将使更多的癌症患者接受质子放射治疗。新仪器的开发工作正在美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)顺利进行。与美国各地医疗中心现有的6台质子治疗仪器相比,新仪器的体积、成本将只有旧机型的五分之一。

　　更小、更轻、更便宜,这将使小型医院也能购买并安装这种仪器,从而使更多的患者受惠。加州大学戴维斯分校癌症中心(UC Davis Cancer Center)主任拉尔夫·怀特(Ralphde Vere White)在该仪器的早期研究阶段给予了支持,他评价说:“如果这种仪器能够进入市场,它将成为全世界最精密复杂而价格又相对便宜的放射治疗仪器。它还将改变标准治疗程序中的诸多限制。”

　　临床实践证明,质子射线疗法与传统的X射线放疗相比,在治疗某些肿瘤方面(例如脑部、颈部、肺部和前列腺的肿瘤)具有优势。治疗用的质子束可以根据患者病灶情况进行精细的调整,从而大大减少对肿瘤周围健康组织的伤害,降低副作用对患者的影响。

　　现有仪器图示

　　新型仪器图示

　　但在现有的质子治疗仪器中,由于产生质子射线的巨大磁体和屏蔽放射线的水泥墙的存在,需要占用相当于篮球场般大小的房间。仪器的标价也达到了令人望而兴叹的程度——1.5～2亿美元!

　　新仪器采用了一种小巧的“绝缘墙加速器”,从而使其能够在常规的放疗室中安装使用。劳伦斯·利弗莫尔实验室领衔该项研究的乔治·卡波拉索(George Caporaso)博士说,他们的目标就是让所有医院的X射线放疗仪都被这种新型的质子治疗仪器替代。

　　LLNL主任乔治·卡波拉索(左)与工程师马克·罗德斯调试一台Blumlein传输线发生器样机,该发生器可以为LINL的高密度质子加速器中组成质子束管介质壁的高梯度绝缘体提供动力

　　加州大学戴维斯分校癌症中心主任拉尔夫·怀特在进行手术

　　卡波拉索和他的同事们期望在今年年底能够建成一台较小的试验仪器,全尺寸的仪器原型将在3年内设计完成。这种仪器将首先在加州大学戴维斯分校癌症中心进行临床试验。如果试验成功的话,总部位于威斯康星州麦迪逊市的断层放疗医疗设备公司将负责把它推向市场。

　　为了达到杀死肿瘤细胞的目的,质子射线能量需达到2.5亿电子伏。这要通过一种称为加速器的设备产生高能电子场给质子加速。通常,加速器由几十米长的金属管构成,质子在穿过金属管的过程中获得能量。质子治疗仪器使用一种称为“线圈加速器”的设备,它可以将质子束弯曲从而使质子沿螺旋路径运动并获得能量。但这种设备需要重达数百吨的大型磁体。

　　卡波拉索与其同事发明了一种使质子获得能量的新方法。他们使用一种特殊的绝缘体材料制作质子加速器,这种材料由不锈钢和塑料交替层叠构成,它能够承受每平方米100兆伏的高能电子场而不会发生短路。这意味着2.5米长的加速管就能产生2.5亿电子伏的质子射线。

　　该项设计的另一个优势是:研究人员可以准确控制质子射线的能量。断层放疗医疗设备公司创始人兼威斯康星大学医学物理学教授托马斯·麦肯(ThomasMackie)说,传统加速器会产生过多的能量。

　　因此,在患者接受治疗之前,医生需要使质子减速,这个过程将会产生一定的中子。为屏蔽中子辐射,现有的质子治疗中心都建有厚重的水泥墙,这无疑增加了治疗中心的规模和成本。“我们没有产生过高的能量因此也不用让它降下来,”麦肯说,“新仪器产生的能量将恰好调节在患者所需要的水平。”

　　此前,研究人员已经在试验中证实:3米长的加速管足以承受每平方米100兆伏的电子场。这项技术的成功为研究人员正在建造的20厘米试验仪器带来了极大鼓舞。他们需要向人们展示,这种概念原型能够产生高能电子场。一旦试验仪器运作成功,他们还将建造一台全尺寸的临床仪器原型,并试验其是否像现有质子治疗仪一样安全、有效。

　　美国质子治疗协会执行主席莱昂纳多·阿兹特(LeonardArzt)认为,判断该技术是否有效还为时过早。如果证明有效,他谨慎表示还要过很长时间,这种新型仪器才能正式投入临床使用。“该仪器的临床试验需要5年时间,之后还要经过美国食品与药品管理局(FDA)的批准。”

　　而在另一方面,拉尔夫·怀特则抱着谨慎而乐观的看法。“新仪器一定能够达到现有仪器的治疗效果,”他说,“不仅如此,我们期望它还能做得更好”。