麻省总医院:物理与生物相结合的质子治疗
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质子治疗技术发展史质子治疗技术是一种新型的放射治疗方法,利用质子的物理特性,将高能质子束投射到人体组织内部,精确地破坏癌细胞而保护正常组织。
随着科技的发展,质子治疗技术变得更加成熟和普及。
下面我们来了解一下质子治疗技术的发展史。
1954年美国物理学家罗伯特·威尔逊提出了质子治疗的理论。
他为加速质子设计了一个环形加速器,成为了第一个用于生产高能质子束的加速器。
1961年美国哈佛大学麻省总院成为世界上第一个使用质子治疗的医疗机构,开始向病人提供质子治疗服务。
美国路易斯安那州的拉法叶质子治疗中心成为世界上第一个专门用于质子治疗的医疗机构。
该中心的加速器可以生成比以前更强的质子束,同时使用更多的束固定器。
1990年代随着计算机和成像技术的发展,质子治疗进入了一个新的阶段。
三维成像技术研发出了使质子治疗的目标更加明确的模拟程序,这种模拟程序称为计算机模拟系统(CT模拟系统),可以通过检查患者来制作精确的体积模型,从而确定正确的治疗方案。
2005年质子放疗的成本降低了近一半,这得益于过去20年间的技术发展和多个质子治疗中心的建造。
质子治疗设备的制造商数量也逐渐增多,提供了更多的技术选择。
随着技术的进一步发展,质子治疗设备的数量增加,机构也得到了进一步的发展。
美国拥有了12个质子治疗中心。
此外,世界上其他许多国家,如澳大利亚和日本,也建立了质子治疗设施,使更多的病人受益于该技术的优越性。
总体来说,质子治疗技术的发展经历了多年的努力,随着科技的进步,它的优越性越来越受到医学界的认可。
相信在不断的研发和推广下,它将为越来越多的患者带来更好的治疗体验!。
日本最著名的三家重离子治疗机构简介厚朴方舟健康管理有限公司(简称“厚朴健康”)是国内最早提供出国看病服务的企业,也是最早将美国和日本的权威医疗资源引入中国的企业,其在美国拥有麻省总医院、梅奥诊所等综合排名前五名、分科排名前三名的医院资源;在日本,拥有癌研有明医院、顺天堂医院、榊原纪念医院等日本分科排名前两名的医院资源。
厚朴健康是目前行业内唯一建立了自己的医学专家团的企业,也是行业唯一在美国和日本建立了分支机构和直属服务团队的企业,善于为患者提供专业、个性、完善的出国看病直通车服务。
所谓重离子质子治疗,就是人们通常所说的“质子刀”和“重离子刀”,是将一种高能放射线对目标进行集中照射,将癌细胞杀死同时对正常组织影响很小的方法,这是现今国际最尖端的放射治疗技术。
重离子质子治疗在医学上统称为粒子治疗。
重离子治疗重粒子射线治疗癌症就是加速重离子,使其处于高能状态,从而对恶性肿瘤产生治疗作用。
重粒子射线的最大特点是可对传统的辐射疗法难以取得疗效的癌症产生了良好的治疗效果。
究其原因,一是重粒子射线对癌细胞的杀伤力比X 射线强;二是能使人体组织保持正常,比X射线安全。
医学统计数字显示,按照治疗人数从高到低的顺序,能将重离子疗效发挥到极致的病种是:前列腺癌、骨软组织肿瘤、头颈部肿瘤、肺癌、肝癌、直肠癌术后复发以及胰腺癌等。
重离子(重粒子)放射线治疗癌症的特征一. 效果好二. 照射准三. 身体负担轻四. 愈后好,复发率低根据最近的调查结果表明,接受过重粒子(重离子)放射线治疗的病人, 2年后患部癌细胞依然没有再发的占50%--100%(根据脏器不同,有效果差别)。
例如: 早期非小细胞肺癌3年控制率超90%,肝癌85%-95%,前列腺癌几乎100%。
被誉为21世纪最佳的癌症治疗法。
推荐医院:目前,日本国内共有三家重离子治疗机构。
独立行政法人放射线医学综合研究所重粒子医科学中心医院6500多名患者在此接受过治疗,日本重离子治疗机构的先驱该院是以放射线诊疗为基础而建立起来的研究型医院,以肿瘤放疗和诊断为医疗重点。
质子治疗的概念
质子治疗就是全称叫做质子重离子放疗,是使用医用加速器产生的高能质子束,可以起到治疗肿瘤的目的。
是治疗癌症的效果比较好的治疗方法,质子治疗与放疗是一个类型。
具体情况如下:
1、质子治疗是使用医用加速器产生的高能质子束,质子是带正电荷的粒子。
可以以极快的速度进入人体,在人体内与正常组织或者细胞发生作用的机会相当低。
当到达癌细胞的特定部位时,速度突然降低并停止,对肿瘤细胞释放比普通放疗更大的能量,将癌细胞杀死。
肿瘤细胞在放射线的作用下出现死亡和凋零,从而起到治疗肿瘤的目的。
2、质子治疗能准确覆盖整个肿瘤靶区,精准杀伤肿瘤,达到良好的治疗效果。
这样就避免了对正常组织的伤害,同时还可以保护到正常组织。
具有很强穿透性、局部剂量高、半影小、剂量分布好等特性。
所以在治疗肿瘤中有很大的优越性,可以达到更好的疗效和极小的副反应。
今天和大家探讨一下癌症治疗和最新有效的质子刀技术发展,众所周知治疗癌症传统的治疗方法为手术、放疗和化疗。
而放疗作为目前无创治疗肿瘤癌症,具有良好疗效同时治疗受众更加宽泛,年龄大、年龄小,合并其他并发症和疾病的患者都可以,而手术和化疗对人体损伤很大,同时对于接受手术或化疗的患者需要认真评估选择。
因此放疗依然成为目前最有效的解决癌症的手段。
放疗从过去的传统放疗进入到了定向精准时代,从伽玛时代,x射线时代到质子刀时代,每一次新技术的更新迭代,都推动癌症治疗技术的进步,使得癌症治疗后的生存期一次次挑战新高。
作为2018年,独舞世界癌症治疗届的高端治疗手段,质子刀凭借独特的物理特点,正不断的造福着每一位接受治疗的患者。
质子能够精准的对肿瘤实现靶向照射,并最大限度减少对肿瘤周围健康组织和器官的伤害。
该技术安全无创、精准度高、疗程短、治愈率高,副作用小,是史上最安全的“杀癌神器”。
质子刀治疗肿瘤有效率达到95%以上,五年存活率高达80%,已经成为一种应用逐渐广泛化的新型治疗手段。
质子刀具有穿透性能强、剂量分布好、局部剂量高、旁散射少、半影小,治愈率高且副作用小的特点优势。
质子疗法让癌症治疗进入了一个新时代,越来越多的癌症患者因为质子刀的治疗找到新的希望。
质子刀的技术优势质子刀治疗对患者的正常组织损伤小,剂量分布均匀,对深度、方向、部位的可控性更好,高剂量区与肿瘤形状的适形度更佳。
它是一种无痛、无创的治疗。
传统的放疗使用X线,剂量建成和衰减存在一个相对较长的距离和过程,对正常组织损伤较大。
质子刀技术适合哪些肿瘤质子治疗适用于多种部位的肿瘤,如眼、脑、肺、肝、前列腺等,简言之,凡是可以接受传统放疗(X射线、γ射线和电子束)的肿瘤,都适用质子刀治疗,即除白血病等血液系统恶性疾病外的各种实体肿瘤。
尤其适用于以下情形:1传统放疗后残留和复发肿瘤的再次放疗2对传统放疗抵抗的恶性肿瘤,如骨肉瘤和软骨肉瘤、软组织的恶性肿瘤、颅底或骶骨的脊索瘤、头颈部的黑色素瘤等3年长、心肺功能差,无法耐受手术治疗的早期肿瘤病人4常规手术、放化疗包括靶向治疗失败,肿瘤复发,但未广泛播散病灶仍较局限的病人5儿童:因儿童处于生长发育期,对放疗更为敏感,传统放疗对正常组织的损伤也就更大世界上成熟的质子中心有哪些:(1) 中国山东淄博万杰肿瘤医院-质子中心(2) 美国麻省医院-质子中心(3) 美国MD安德森癌症中心(4)日本国立癌症研究中心东医院--质子中心质子治疗效果如何?据各中心临床资料报道,经过质子治疗早期肿瘤患者的五年生存率达到85%以上。
出国看病,麻省总医院新型疫苗有望治疗卵巢癌和间皮瘤关键词:出国看病麻省总医院卵巢癌间皮瘤癌症免疫新疗法或可成为对抗一些最致命肿瘤的经济有效的疗法,包括卵巢癌、间皮瘤的治疗。
麻省总医院的研究人员发明的一种蛋白可以将靶向肿瘤细胞表面抗原的分子和另一种可以激活数个免疫功能的蛋白相结合,从而在两种肿瘤的动物模型中,延长存活期。
靶向抗原的融合蛋白应该比现有疗法更便宜、更易获得癌症免疫新疗法——诱导免疫系统攻击癌症细胞——或可成为治疗一些最致命肿瘤的新型、经济有效的疗法,包括卵巢癌和间皮瘤。
麻省总医院疫苗和免疫疗法中心的研究人员在《血液学和肿瘤学杂志》刊登的报道称一种蛋白可以将靶向肿瘤细胞表面抗原的分子和另一种可以激活数个免疫功能的蛋白相结合,从而在两种肿瘤的动物模型中,延长存活期。
“最初,制造癌症疫苗是通过抽取患者自身的免疫细胞,诱导其针对肿瘤抗原后重新回输患者体内,这个过程复杂且成本昂贵,”医学博士、哲学博士、麻省总医院疫苗和免疫疗法中心主任、该报道的资深作者Mark Poznansky说,“我们研究了一种非常实用、具有巨大潜在应用价值、低成本的方法,可以供全世界的肿瘤学家使用,而不仅限于采集和处理患者细胞的机构。
麻省总医院的疫苗可以刺激患者自身的树突细胞,树突细胞是一种免疫细胞,负责监控病毒、细菌入侵后机体的内部环境,吞噬并消化入侵的病原微生物,呈递抗原以指导其他免疫细胞的活动。
如上所述,目前的癌症疫苗使用树突细胞,需要从患者的血液中提取细胞,用工程蛋白或核酸将肿瘤抗原和免疫刺激分子结合对其进行处理,之后再把激活的树突细胞回输患者体内。
融合蛋白可以激活杀死肿瘤的免疫细胞。
Jantibody融合蛋白由可靶向肿瘤细胞上抗原的抗体碎片和一种诱导免疫应答的蛋白(MTBhsp70)组成,激活杀死肿瘤抗原的树突细胞并诱导大量以T细胞为基础的免疫应答。
(麻省总医院疫苗和免疫治疗中心,哲学博士Jianping Yuan)由麻省总医院研发的方法始于一种工程蛋白,这种工程蛋白由可靶向名为间皮素蛋白的抗体片段(在间皮瘤、卵巢癌和胰腺癌等肿瘤表面表达的蛋白)融合于激活树突或其他免疫细胞活性的结核菌上的蛋白。
质子重离子医院:贵,不入医保,不是神器全世界都在寻找能够攻克癌症的“仙丹妙药”。
就目前来看,手术、放疗和化疗依旧还是最主要的三种恶性肿瘤治疗方法。
而质子重离子技术,被医学界公认为不仅能显著杀灭肿瘤细胞,还能最大限度减少对正常细胞的损害。
上海市质子重离子医院,暨复旦大学附属肿瘤医院质子重离子中心已于近日正式开业,这意味着中国已经进入全球最尖端的肿瘤放疗领域。
接近理想的癌症治疗质子、重离子技术,其实就是利用质子或重离子射线,经过同步加速器加速后高速引出,射入人体,聚焦能量作用于肿瘤组织的一种放射治疗方法。
也被称为“质子刀”、“重离子刀”。
“它属于放射治疗的一种,但是它和目前通常的放射治疗方法比较,具有治疗效果更好、副作用更小、患者恢复更快的特点。
”复旦大学附属肿瘤医院兼上海市质子重离子医院副院长吕力琅对《瞭望东方周刊》说。
传统的电子、X射线等放疗,各种大小化疗都不可避免地在消灭癌细胞的同时,也杀死正常细胞,因而会带来一系列的副作用,对身体正常组织有一定的损害。
这也是为什么接受放疗治疗的癌症患者常出现恶心呕吐、皮肤放射反应、免疫功能低下甚至是血小板减少等副作用。
而质子重离子治疗,因其特有的物理性能,可以在放疗时不伤害或极少伤害肿瘤上下、前后、左右的正常细胞组织。
经过专家团队预先精确的计算设定,在极精密的计算机技术控制引导下,质子或重离子射线在到达肿瘤病灶前,射线能量释放不多,到达病灶后,则在瞬间释放大量能量杀灭肿瘤细胞。
整个对肿瘤病灶的扫描治疗过程就像是“量体裁衣”,基本上接近理想的癌症治疗。
这一整个治疗过程同时也是一个需要临床医师、物理师、剂量师、治疗师共同合作的过程。
“依托肿瘤医院的临床团队资源,医院又从美国、新加坡、德国引进了多位首席物理师、剂量师,共同组成了我们整个的核心技术团队,以确保这一高精技术顺利安全地在我国首次应用开展。
”吕力琅说。
给哪些癌症患者带来希望质子重离子技术确实给癌症的治疗带来了新的希望。
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麻省总医院主导着全美规模最大的以医院为基础的研究项目,年度研究经费超过6亿美金,至今已产生了13位诺贝尔奖获得者。
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美国麻省总院介绍麻省总医院建于1811年,是美国哈佛大学医学院最早、也是规模最大的附属医院,全美历史最悠久的三所医院之一,是美国排名第一的权威医院。
麻省总医院主导着全美规模最大的以医院为基础的研究项目,年度研究经费超过6亿美金,至今已产生了13位诺贝尔奖获得者。
该院拥有床位900余张,有21000名医护人员。
每年住院病人47000例,门诊量140万,急诊量88000例,手术量38,000例。
麻省总医院几乎所有的医生都在哈佛大学医学院任教。
美国麻省总院癌症中心麻省总医院癌症中心是全美公认的权威癌症治疗中心、美国国立癌症研究院指定的综合性癌症中心。
癌症中心因其为成人和儿童提供个性化的创新治疗而蜚声国际。
癌症中心包含23个完整的治疗专科,并主导着全美规模最大的临床研究项目,每年有近400项临床试验。
每年新诊断的病例约7000多名;癌症手术高达8600多台;放射治疗患者达68000例,其中Proton(质子刀)治疗的患者高达11000例。
癌症中心在肺癌相关方面的里程牌式成就包括:1925年,建立了世界上第一个肿瘤门诊;1961年, 全球最先应用质子刀(proton)治疗人类肿瘤,1970年,最先应用PET-CT技术;1974年,发明光动力疗法治疗肿瘤;1979年,最先应用核磁共振技术(MRI);1998年,全球首次应用基因检测判断癌症类型;1998年,研制抗癌新药 imatinib (Gleevec);1999年,研发切断癌症血液供应的药物endostatin(内皮抑素);20XX年,发现癌症是否具有转移倾向的基因特征;20XX年,最先发现肿瘤的EGFR基因突变(抗癌药Iressa易瑞沙的作用靶点);20XX年,研究非小细胞肺癌的ALK突变;20XX年,发现端粒和端粒酶保护染色体机理,揭开癌症和衰老之谜,获20XX年诺贝尔医学奖;20XX年,发现非小细胞肺癌的ROS1基因重新排列,等等。
质子重离子技术的发现与创始人在现代医疗技术领域,质子重离子技术作为一种新的放射治疗手段,正逐渐受到人们的重视和关注。
本文将探讨质子重离子技术的发现以及其背后的创始人。
质子重离子技术的发现可以追溯到20世纪初。
当时,科学家们已经发现了质子的特殊性质,即质子在穿过物质时对周围组织的破坏性作用小,能更精确地集中在肿瘤部位。
这一特点为质子放射治疗的发展奠定了基础。
然而,直到20世纪50年代,质子重离子技术才开始真正得到关注和应用。
当时,美国物理学家罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)作为质子放射治疗的先驱者,提出了利用质子束进行放射治疗的概念。
他注意到质子在穿过物质时的特性可以更好地控制肿瘤的边缘,减少对健康组织的伤害,从而提供更好的治疗效果。
威尔逊在1954年建立了世界上第一个质子放射治疗中心,即美国哈佛大学医学院麻省总医院。
这个中心是质子重离子技术发展的里程碑,也是世界上第一个专门从事质子治疗的医疗机构。
随着质子治疗技术的不断发展,目前全球已经有多个质子治疗中心,并且在日本、欧洲、中国等地陆续建立起来。
这些中心不仅提供质子治疗服务,还开展了相关的研究与推广工作。
除了威尔逊,还有其他科学家和医生为质子重离子技术的发展做出了重要贡献。
例如,美国医生詹姆斯·斯莱特(James Slater)在20世纪60年代末和70年代初,将质子治疗技术引入了临床实践,并在此基础上建立了全球第二个质子治疗中心。
斯莱特在该领域的研究和创新使得质子治疗技术得到了进一步的改进和完善,为患者提供更好的治疗效果。
此外,还有很多其他的科学家、工程师和医生们致力于质子重离子技术的研究和应用。
他们共同努力使得质子治疗技术在肿瘤治疗领域中得以广泛应用,并为患者提供了更多的治疗选择。
综上所述,质子重离子技术是一项具有巨大潜力的放射治疗手段,它得以发展离不开一批杰出的科学家和医生的努力。
威尔逊、斯莱特等人的贡献让质子重离子技术走向了临床实践,并取得了显著的进展。
日本德国质子重离子医院质子治疗结肠癌肝优势结肠癌,是近几年来患病较多的恶性肿瘤疾病,从2008年开始,我国结肠癌的患病人数就呈现出了逐年上升趋势,几乎成为了消化道肿瘤疾病的第一位。
同时,结肠癌的患病率还有一种地域性特点,主要以北上广深一线城市为主。
根据上海肿瘤研究中心2012年出具的报告显示,该地区结肠癌每10万人中就有48.8人患上直肠癌,从2005年-2012年这七年间,每年新增的结肠癌患者人数就超过5000人次,数字着实惊人。
专家们表示,结肠癌早期的治疗其实并不艰难,而且随着现代医疗技术不断发展,治愈结肠癌早期的成功案例已经较多,但是结肠癌一旦发生了转移,这给治疗结肠癌无疑增加了难度。
“我们通过临床试验以及搜集到的资料显示,结肠癌在早期比较容易发生转移,尤其是肝转移,出现结肠癌肝转移,就表示我们的治疗工作进入了困难时期,”某医学专家坦言。
结肠癌肝转移为何会让专家们如此棘手呢?原来,相对于其他肿瘤而言,肝转移是结肠癌的一种特殊状态,其他肿瘤的转移大都出现在中晚期,但是结肠癌的肝转移会出现在结肠癌的早期状态,不过有一点值得注意,结肠癌的早期出现了肝转移,很有可能不会伴有其他地方的转移,肝脏一般是结肠癌转移的局限部分。
简言之,结肠癌出现了肝转移,并不表示它还会继续朝其他地方转移,所以,只要选对了治疗方式,结肠癌肝转移也能无处遁寻的。
那么,什么样的治疗方式能有效治疗结肠癌肝转移呢?据了解,放射疗法是当下治疗结肠癌肝转移的首选治疗方式,但是传统的放疗所使用的X射线或是γ射线对患者的身体造成很大的伤害,虽然在治疗中效果不错,但是不可避免地对患者内部的正常器官以及细胞造成伤害,因此,在灭杀癌细胞的同时也对身体造成了“第二次伤害”,免疫力也随之下降。
但是新型的质子治疗方式就将这种问题进行了很好的规避,专家们表示,质子治疗因为具有极强的物理特性,在治疗过程中极大降低了正常组织的受照剂量和受照面积,这个特点使得患者的正常组织细胞不受伤害,也让治疗做到了有的放矢,直击癌变细胞,将其逐一灭杀。
麻省总医院:物理与生物相结合的质子治疗
英国当地时间6月13日,在第58届PTCOG年会全体会议上,美国麻省总医院多维蒙特卡罗模型实验室负责人Jan Schuemann教授做了题为《物理与生物相结合的质子治疗》的演讲,通过介绍TOPAS 蒙特卡罗代码、线性能量传递(LET)概念的应用以及不同的生物学模型阐述了质子治疗中物理与生物相结合的概念。
质子中国将演讲内容整理后分享给大家。
由粒子物理相互作用至产生生物学效应的时间轴
Schuemann教授表示,临床中评估质子治疗的疗效更多关注的是生物学效应。
宏观上讲,我们会关注质子的相对生物学效应(RBE)、肿瘤控制率(TCP)/正常组织并发症概率(NTCP)以及其他能够观测的疗效指标。
微观上讲,生物学效应包括DNA损伤、集落形成以及基因克隆检测等。
从时间轴上看,由最初的粒子相互作用到生物学终点需要经过物理、物理化学、化学以及生物阶段,产生物理学效应(粒子间相互作用的径迹结构、直接DNA损伤)只需要10-15s量级的时间,而产生生物学效应(DNA损伤累积、修复过程、微环境改变、毒性反应、肿瘤控制、远隔效应、第二肿瘤发生)则需要经过108 s量级的时间。
TOPAS蒙特卡罗代码
2012年,美国SLAC国家加速器实验室、加州大学旧金山分校综
合肿瘤中心以及麻省总医院共同研发了TOPAS (TOol for PArticle Simulation)代码,旨在使质子治疗蒙特卡罗模拟的操作过程更加便捷。
研究团队将TOPAS代码与其他模拟方法进行对比,被动散射质子治疗QA流程指标以及剂量计算对比结果显示,TOPAS代码能够用于质子治疗的QA流程及治疗计划系统。
Schuemann教授团队通过对比解析算法与蒙特卡罗算法(TOPAS)进行了进一步探究,并分别应用两种算法计算了508个照射野的剂量分布,部位涵盖肝脏、前列腺、乳腺、脊髓、全脑、肺部以及头颈部。
结果提示,照射边界应根据器官异质性而定;针对当前常用的3.5% + 1 mm照射边界,对于同质性器官,可在不应用蒙特卡罗算法的情况下缩小照射边界;对于异质性器官,则可能需要扩大照射边界,并且作者建议将蒙特卡罗算法应用于日常的治疗计划验证过程中。
剂量——体积直方图(DVH)分析方面,研究人员分别应用解析算法和TOPAS蒙特卡罗算法计算了头颈部、肺部、乳腺、前列腺以及肝脏的平均剂量、V90、D95、D50×D02以及肿瘤控制概率(TCP)。
DVH结果显示,两种算法在头颈部及肺部的剂量相关误差最大;在乳腺的V90误差最大;但两种算法的误差在各个部位中均未超过5%。
LET概念的应用
质子治疗中的相对生物学效应(RBE)受多种因素影响,如照射剂量、分次以及组织的放射敏感性等,但临床中普遍将质子的RBE定义为1.1。
既往研究表明,RBE曲线与线性能量传递(LET)能够较好重合,并且LET是一个物理参数且能够计算。
剂量学研究显示,尽管应用不同算法的两种治疗计划能够得到一致的剂量分布,但与LET分布曲线相差较大。
生物学优化
麻省总医院和PSI研究所的研究表明,LET的概念可用于治疗计划的生物学优化。
研究人员应用蒙特卡罗算法计算了LET分布,并为每例患者分别制定被动散射、3D质子调强治疗(3D-IMPT)以及远端边界追踪IMPT (DET-IMPT)计划。
结果显示,在3D-IMPT治疗计划中,小幅调整LET分布可在增加靶区照射剂量的同时尽量减少对正常组织的照射。
LET优化
麻省总医院于2016年发表于红皮杂志上的研究显示,与原始治疗计划相比,应用LET优化的颅内肿瘤(高级别脑膜瘤、颅底脊索瘤及室管膜瘤) IMPT治疗计划可减小脑干及视神经的照射剂量。
结果表明,基于LET的IMPT治疗计划优化可将基于物理剂量的治疗计划与基于RBE的治疗计划相连接,通过消除由质子束射程末端RBE升高引起的潜在风险,使得IMPT治疗计划更加安全。
Schuemann教授同时指出,在应用LET避免某些危及器官照射的同时,还要注意LET分布对其他组织器官的影响。
LET与正常组织RBE
麻省总医院的一项研究对119例具有相似LET分布的髓母细胞瘤患者的脑组织坏死情况进行了分析。
MRI结果显示,只有4例患者出现了相应症状,1例与LET值相关。
以上结果提示,危及器官可能具有与肿瘤靶区不同的RBE,并且LET并非是导致毒性反应的唯一因素。
进一步的研究显示,肺组织密度改变时的质子RBE值远远超过1.1 (约为3.5),并可导致无症状的病理改变。
生物学模型
从细胞水平上讲,对于肿瘤细胞,RBE与细胞杀伤效应相关;对于正常组织细胞,RBE除与胞杀伤效应相关外,还与毒性反应相关,
如DNA损伤与突变、信号转导、基因/细胞因子激活以及血管损伤等。
Schuemann教授表示,RBE值取决于细胞集落形成以及微核形成等生物学过程,因此,想要真正了解RBE还需要从细胞水平出发。
生物学家、化学家及物理学家眼中的细胞结构
几何模型
为了更好地联合物理与生物概念,研究人员研发了不同组织细胞的几何模型(由整体细胞至核苷酸水平),如成纤维细胞及骨基质细胞模型等。
模型可应用于放射生物学研究中模拟细胞的放射生物学效应,并根据需要设定不同的精确等级,如可将碱基对/组氨酸模型添加至细胞核的放射生物学研究中。
麻省总医院应用TOPAS-nBio程序建立了小鼠神经元几何模型,以评估射线对小鼠认知功能影响的生物学机制。
模型可模拟小鼠海马锥形神经元的胞体、轴突和树突以及基底节神经元的胞体及树突等结构,并可模拟包括神经元和胶质细胞在内的神经网络。
研究人员还建立了树突棘和亚树突棘水平的模型,模拟射线对细胞膜或离子通道等的影响。
机制模型
目前主要有MEDRAS以及DaMaRiS两种机制模型。
MEDRAS模型由昆士兰大学研发,是研究DNA修复及细胞存活机制的模型,通过
11个细胞反应参数以及1个放射质量参数预测射线对细胞的生物学作用。
DaMaRiS模型由曼彻斯特大学研发,侧重于模拟照射后的DNA 修复过程,包括蛋白质招募、非同源末端连接以及同源重组等,并可预测碱基错配及染色体异常等。
Schuemann教授同时指出,不同模型对于DNA损伤的模拟总体上较为一致,表明微观模型能够用于预测放射生物学效应,但我们仍需要更多的数据来建立更准确的模型。
(质子中国现场报道)PTCOG 2019系列报道
圣裘德儿童研究医院:颅咽管瘤的质子治疗
第58届PTCOG年会物理场辩论:蒙特卡罗or鲁棒
临床物理生物三方辩论:究竟谁在离子治疗中最重要?
瓦里安质子治疗解决方案用户大会今日于曼彻斯特举行
第58届PTCOG年会生物场辩论:质子与光子有区别吗?
第58届PTCOG年会将在英国曼彻斯特举行,现已开放网上注册及投稿
第58届PTCOG年会临床场辩论:基于模型的患者选择是否适用于不同国家?
第58届PTCOG年会教育培训部分于英国曼彻斯特开幕,首次设立离子治疗知识中心
第58届PTCOG年会学术会议今日于曼彻斯特开幕,国产医用重离子加速器首次亮相设备展。