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重離子治療腫瘤專用裝置簡介
發布時間:2015-12-23 16:12:17  來源:  作者:
惡性腫瘤(癌癥)是常見病、多發病,它嚴重地威脅著人類的健康和生命,一直是困擾世界各國的難題。在全世界60億人口中,每年新增的癌癥患者超過1200萬,并有逐年上升的趨勢。據世界衛生組織報道,每年因癌癥死亡的人超過820萬,我國目前每年新增癌癥患者超過350萬,每年因癌癥死亡人數約270萬,占我國死亡總人數的20%,居各種死亡原因的首位。因此,預防和治療惡性腫瘤的新方法的探索與研究,成為國家“人口與健康”戰略目標的主要內容之一。
一、重離子治療腫瘤的國際發展現狀
國外方面,重離子治療方興未艾。美國從1975年開始進行重離子治療研究及臨床實驗;日本在上世紀90年代建造了三臺重離子治癌加速器裝置;德國在1996年實現了重離子束的適形調強治療和束流的在線監控,使重離子治療技術更趨完善。美國、日本和德國三個發達國家已累計臨床治療各種癌癥約1萬余例,取得了很高的局部控制率和生存率。
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重離子放射治療患者腫瘤局部控制率

 

  二、我國重離子治療腫瘤專用裝置的治療原理及優勢
重離子是指元素周期表上重于2號元素并被電離的粒子。重離子治療腫瘤專用裝置可加速碳離子能量至400 MeV/u,這種高能離子束在人體組織中的射程達到27cm,通過掃描磁鐵使之形成最大至20cm ×20cm的照射野,可用于進行全體位腫瘤治療。重離子以其獨特的深度劑量分布和高的相對生物學效應,適宜于治療未擴散的局部人體腫瘤,在國際上被譽為21世紀最理想的放療用射線。

 

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   目前,放射治療主要采用電子束、x和γ射線等常規射線,但常規射線進入人體后劑量主要損失在淺表部位,致使周圍正常組織嚴重損傷,造成明顯毒副作用。與之相比,重離子治療具有獨特優勢:

1、物理基礎
離子能量沉積在射程末端(Bragg峰)區,對沿途健康組織損傷;
 束流斑點發散小,定位精度高,通過調節使Bragg峰準確的落在腫瘤靶區,對周圍健康組織損傷小。
  2、生物基礎
 在Bragg峰區造成的損傷主要為不易修復的DNA雙鏈斷裂,治愈率高,可有效殺死對常規射線不敏感的乏氧腫瘤細胞,不存留腫瘤核。
  3、臨床治療特點
  分為主動和被動兩種治療方式;
  主動式采用三維掃描治療、實時監控、準確定位適形照射;
高精度治療,束流斑點發散小,是目前對健康組織損傷最低的輻射療法;重離子治療的時間和療程短,不需要輔助藥物,無痛苦感。
         三、我國重離子治療的研究和臨床實驗
中國科學院近代物理研究所(以下簡稱“近物所”)研發的蘭州重離子加速器(HIRFL)是我國第一臺擁有自主知識產權的國產醫用重離子加速器,該裝置同步加速器部分周長約為56米,是目前世界上最小的醫用重離子加速器。從1993年起,中科院近物所利用蘭州重離子加速器(HIRFL)提供的中能重離子束開展了輻照生物效應、醫學物理研究、技術攻關和動物試驗,為臨床研究積累了必要的基礎數據。2005年在HIRFL上建成重離子治癌淺層腫瘤(深度小于2.5厘米)終端并通過了專家鑒定。2006年近物所在蘭州重離子加速器(HIRFL)新建的重離子冷卻儲存環(CSR)上實現了自動變能量慢引出,建成了深層治癌終端。2006年11月至2011年12月,近物所與蘭州軍區蘭州總醫院和甘肅腫瘤醫院合作,進行了8批103例淺層腫瘤患者,包括皮膚鱗狀細胞癌,基底細胞癌、惡性淋巴瘤等,療效顯著,病人4年存活率60%,且無明顯毒副作用;進行了7批56例深部腫瘤患者(病灶深度3-10厘米)重離子臨床治療試驗,包括惡性黑色素瘤、鱗癌、腺癌、脊索瘤、腦部神經膠質瘤等,部分患者腫瘤完全消失,其余的腫瘤均有了不同程度的縮小,取得很好效果。接受重離子治療的大部分患者為常規治療(手術、放療、化療)后復發和無效的病例,治療后患者照射部位及全身無明顯不良反應。

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                                                                                            淺層治療終端    

深層治療終端 .JPG

           深層治療終端

治療定位.JPG

          治療定位 

患者接受治療.JPG

           患者接受治療

2 例 常規放療復發患者重離子治療效果.JPG

    2例 常規放療復發患者重離子治療效果

四、我國重離子治療腫瘤專用裝置發展現狀
蘭州科近泰基新技術有限責任公司(簡稱“泰基公司”)是近物所控股的高新技術企業,以近物所的人才、知識、技術為依托,多年來出色地完成了多項國家和地方高精尖設備的研制任務,在國家大科學工程-蘭州重離子加速器(HIRFL)建設過程中,完成了的各種高精度設備的設計、制造、測量和安裝任務,掌握了重離子加速器制造的關鍵技術,擁有重離子治療腫瘤專用裝置的制造能力。
目前,泰基公司正在為武威榮華重離子醫院股份有限公司和蘭州重離子醫學產業投資有限責任公司研制重離子治療腫瘤專用裝置(各一套)。該裝置是目前我國探索與研究的規模最大、加速離子種類最多、能量最高的醫用重離子研究裝置,由電子回旋共振(ECR)離子源、作為注入器的回旋加速器、作為主加速器的環形同步加速器、4個治癌終端以及連接它們的束流線等設施組成,其中,4個終端有利于人體不同部位腫瘤的治療,可覆蓋99%的人體腫瘤病例,技術水平居于國際前列,其總體布局如下:

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重離子治療腫瘤裝置總體方案模型圖

 

兩套重離子治療腫瘤專用裝置的分別坐落于武威重離子腫瘤治療中心和蘭州重離子腫瘤治療中心。
武威重離子腫瘤治療中心總投資約16億元、占地3000畝。武威重離子腫瘤治療中心總投資約16億元、占地3000畝。目前,該重離子治療腫瘤專用裝置正在安裝調試階段,于2015年12月23日,重離子加速器已成功出束,實現了碳離子束的加速(每核子400兆電子伏)及非線性共振慢引出,達到了設計指標。出束成功后,可申請CFDA檢測,檢測達標后開展臨床試驗,出束成功后,可申請CFDA檢測,檢測達標后開展臨床試驗,預計2016年正式啟用接受腫瘤患者的治療。
蘭州重離子腫瘤治療中心投資30.2億元,規劃用地面積100050平方米,總建筑面積298500平方米。目前,該重離子治療腫瘤專用裝置正在安裝階段,預計2016年進行調試,2017年進行終端治療。
泰基公司以雄厚的技術實力、資金實力和市場需求,加快科技成果轉化,力爭把公司打造成為國內一流、國際領先水平的重離子治療腫瘤產業化基地,以滿足市場需求,為廣大患者造福,促進我國重離子治療腫瘤事業的發展。

 

 

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