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  質子療法是一種型別的外部照射使用的 電離輻射的。 在質子治療,醫務人員使用 粒子加速器 加速質子束擊打目標 腫瘤 。 這些 帶電粒子 破壞癌細胞的 DNA,最終通過阻止細胞再生來殺死腫瘤。 由於高度的分裂和低下的修復受損DNA的能力,癌症細胞在受到DNA攻擊下特別脆弱。某些癌細胞在DNA修復方面甚至有特別缺陷,它們對於質子射線會更加敏感(即質子療法會更加有效)。  因為質子相對較大的質量,質子束在體內僅有少量的側向散射;質子束可以聚焦成腫瘤的外形,並(保留形狀)沒有大的擴散,因而對於周圍的健康細胞只有很小的副作用。當給予質子一定能量時,所有質子能夠滲透到的距離也是在對應範圍內的;只有很少量的質子會滲透到更深。此外,為了治療而進入體內的最大劑量的質子束也只會滲透到超過腫瘤幾毫米的地方;這個質子束的最大劑量被稱為布拉格峰,縮寫作SOBP。  若要治療更深部位的腫瘤,粒子加速器會發射一束更高能的質子束,能量通常在電子伏特(eV)範疇。質子療法使用的加速器通常可以產生能量在70到100萬電子伏特的質子束。調節質子束的能量大小,可以提高對於腫瘤細胞的傷害。靠近體表的細胞組織受到的輻射較小,因而傷害也較小。而相較腫瘤更深處的細胞智慧受到極小量的輻射,因而傷害也可忽略不計。  在多數的治療中,不同SOBP能量的質子束被用來治療整個腫瘤。右圖中,藍色線條標示了這些不同的SOBP。總的質子束劑量在右圖中用藍色虛線標示。在質子治療中很重要的一點是,在腫瘤後方(深於腫瘤)的細胞組織幾乎不受輻射傷害;在腫瘤前方(淺於腫瘤)的細胞組織受到的輻射劑量由SOBP決定。

  第一項建議,充滿活力的質子可能是一種有效的治療方法是由 羅伯特*威爾遜 在發表的一篇論文,在1946年,而他的參與在設計中的 哈佛大學的迴旋加速器實驗室 (HCL)。 第一治療方法進行 的粒子加速器, 建立對於物理學研究,特別是 伯克利輻射的實驗室 在1954年和在烏普薩拉,瑞典在1957年。 1961年,合作開始之間的HCL和 馬薩諸塞州總醫院 (麻省總醫院)的要求的質子的治療。 在接下來的41年中,這個程式的完善和擴大這些技術同時處理9,116患者 之前的迴旋被關閉,2002年。 世界上第一個基於醫院的質子治療中心是一個低能量的迴旋加速器中心的眼腫瘤在Clatterbridge腫瘤學中心,在英國,建於1989年, 隨後於1990年在 羅馬琳達大學醫療中心 (LLUMC)在 羅馬琳達,加利福尼亞州的。 後來,東北部的質子治療中心在 馬薩諸塞州總醫院 被帶上網,和HCL處理程式被轉移到它在2001年和2002年。 到2010年這些設施都加入了由一個額外的七個地區醫院為基礎的質子治療中心僅在美國,許多全世界。

  醫生使用質子對待的條件下在兩個寬泛的類別: 第二廣泛的一類是那些治療,其中質子的治療的更高的精度減少有害的副作用,通過減少劑量為正常組織。 在這些情況下,腫瘤的劑量是一樣的,在傳統的治療,因此沒有期望的可能性增加治療的疾病。 相反,重點是在減少整體劑量為正常組織,因此減少不必要的影響。  兩個突出的例子是 小兒科 腫瘤 (例如 細胞瘤)和 前列腺癌的。 在這種情況下的兒科治療,2004年的審查給了理論上的優點,但沒有報告任何臨床上的好處。  在 前列腺癌症的 情況下,問題更不明確。 一些公佈的研究發現了一個減少在長期直腸和泌尿生殖損害時,治療與質子而不是 光子 (義 X射線 或 伽馬射線 治療)。 其他人表現出一個小的差別,限的情況下,前列腺特別是近來某些解剖結構。 相對較小的改善,找到可能的結果不一致的患者設立和內部器官的運動在治療期間,抵消大多數的優勢增高的精度。 的一個來源表明,劑量錯誤的20%左右可能會導致從運動誤差僅為2.5 毫米, 和另一種是前列腺癌運動之間是5至10 毫米。  然而,案例數目的前列腺癌每年診斷出遠遠超過其他疾病上面提到的,這已導致一些,但不是所有設施投入的多數,他們處理的槽到前列腺癌的治療。 例如,兩個醫院設施投入大約65% 和50% 的質子處理能力的前列腺癌,而第三致力於只有7.1%以上。  總體的全球數字難以彙編,但一個例子,在該文獻中顯示,在2003年約有26%的質子療法治療全世界前列腺癌。 質子治療 眼(眼)的腫瘤 是一種特殊情況,因為這種治療,只需要相對較低的能源的質子(約70兆電子伏的)。 由於這個低能量需求,一些粒子治療中心中只把眼腫瘤。 的質子,或者更一般地說, 型強子 治療的組織靠近眼睛能提供複雜的方法來評估準的眼睛,可以有很大差異,從其他病人的位置的核查方法在影象導粒子的治療。 的位置的核查和修正必須確保輻射備件敏感的組織的喜歡神經纖維護患者的視力。

  這個問題的時候,是否,以及如何最好地應用這種技術是有爭議的。 作為2012年沒有控制的試驗,以證明的質子治療的收益改善的生存或其他臨床結果(包括陽痿在前列腺癌時)相對於其他型別的 放射治療,雖然五年的研究的前列腺癌是正在馬薩諸塞州總醫院。 質子治療,遠遠高於傳統的治療。 質子治療需要一個非常大的資本投資( 美元的100米到超過180米)的。  初步結果,從2009年的一項研究,包括高劑量治療,顯示了非常少數的副作用。  "國民保健制度的選擇" 已經指出:

  圖在正確的網頁顯示如何樑的X-射線(放射;左框架)和質子束(右框架)的不同的能量,滲透人類組織。 一個腫瘤,一個相當大的厚度是涵蓋通過放射散布拉格峰(SOBP)所示為紅色襯分佈圖。 該SOBP重疊的幾個原始的布拉格峰(藍線)在交錯的深度。  高能X射線療法治療有少"面板疤痕的潛力"於質子治療:X射線輻射對面板,在非常小的深度,是低於用於質子的治療。 一項研究估計,被動地散質領域有一個稍高入學劑量的面板(約75%)相比,治療高能(MeV)光子束(約60%). 的X射線輻射劑量的下降逐步的、不必要地損害組織更深的體和損傷和面板表面組織的相對束的入口。 之間的差異兩種方法取決於:  X-射線的優勢減損壞面板的入口處被部分抵消損壞面板在出口點。  因為X-射線治療通常是完成多次曝光,從相對的兩側,每個部分的面板暴露於兩者的進入和退出的X射線。 在治療的質子、面板暴露在入口點高,但是組織上的相對側體的腫瘤會收到任何輻射。 因此,X射線療法治療的原因輕微小損傷和面板表面的組織,以及質子治療造成較少傷害更深組織在前面的,並超出目標。  一個重要的考慮因素在比較這些治療方法是否裝置提供了質子通過散射方法(從歷史上看,最常見的),或者一點掃描方法。 點掃描可以調整的寬度SOBP上一點-點的基礎上,其減少量的正常(健康)組織內部的高劑量的區域。 此外,點掃描允許強調質子治療(資料),它確定個人當場強度的使用優化演算法,使使用者能夠平衡相互競爭的目標的照射腫瘤的同時,不遺餘力正常的組織。 點掃描性取決於機器和機構。 點掃描是通常被稱為 鉛筆束掃描 和上提供 國際律師協會、日立、確(稱為hyperscan 並不是我們美國食品藥品管理局批准為2015年)和Varian的。

  醫生的基本決定使用外科手術或治療的質子(或任何輻射療法)上的腫瘤型別、階段和地點。 在某些情況下,手術是最優質的(例如面板 黑素瘤),在某些情況下輻射是最優質的(例如,顱底 軟骨肉瘤),並且在某些情況下,他們是可比的(例如, 前列腺癌時)。 在某些情況下,他們是一起使用(例如,直腸癌或早期乳腺癌)。 受益於外部束的質子輻射的在於在 劑量學 差異的外部束的X射線輻射和 近距離放射治療 的情況下使用放射療法已經指出的,而不是作為一個直接競爭,與外科手術。 但是,在這種情況下的前列腺癌症,最常見的指示質子束治療,沒有臨床研究直接比較的質子治療手術,近距離放射治療,或其他治療方法已經顯示出任何臨床益於質子束治療。 事實上,最大的研究,以期表明,調強與質子的治療與小腸胃 病發病率的。

  質子療法是一種型別的外部束放射治療,並分享風險和 副作用 的其它形式的輻射療法。 然而劑量之外的處理區域可以大大減少深組織腫瘤的比X-射線療法治療,因為質子治療需要充分利用布拉格高峰期。 質子治療已使用40多年,是一個成熟的處理技術。 然而,如同所有的醫療知識,理解的相互作用的輻射(質子、X-射線,等等。) 與腫瘤和正常組織仍然是不完善的。

  從歷史上看,治療的質子已經昂貴。 Goitein和Jermann的 分析了先前確定的相對成本的質子治療大約為2.4倍的X-射線療法。 然而,新的、更為緊湊的質子束來源可以四至五倍價格,並提供更準確的三維定位。 因此,成本有望減少作為更好的質子技術變得更加廣泛提供。 一個類似的分析,通過該和範登博加爾特 確定成本的質子治療中不是不切實際和不應該的理由拒絕患者訪問到這種技術。 在某些臨床情況、質子射線療法顯然是最優質的替代品。 另一項研究於2007年表示關切的有效性的質子療法用於治療前列腺癌。 雖然,隨著新事態發展在質子光束技術,例如改進的掃描技術,並更精確劑量的交付('鉛筆束掃描'),這種情況可能會改變很大。 阿米塔布拉,一個健康的經濟學家在哈佛大學,已被引述說,"質子-射線療法是如 死亡之星 的美國醫療技術,... 這是一個比喻的所有問題,我們在美國的醫藥。" 然而,另一項研究顯示,治療的質子事實上帶來的成本節約。 來臨的第二代和更昂貴的,質子治療裝置現在正在安裝在各種網站可以改變這一狀況顯著。

  在2017年四月,全世界有超過74個粒子治療設施,至少42個仍在建設中。 在2015年年底,超過154,203患者已經被治癒。  一個普遍使用質子作為癌症治療的阻礙在於迴旋加速器或同步加速器等裝備的尺寸和費用。 幾個工業化的團隊正在努力發展更小的加速器系統,為患者提供更優質的治療。 有關的技術例如 超導 同步迴旋加速器 (也稱為FM迴旋加速器)、超小型的同步加速器, 電介質壁促進劑, 和 線性粒子加速器等。

  截至2017年,質子治療中心,美國 (按時間順序的第一次處理日期)包括:

  在2013年,英國政府宣佈,250萬英鎊已用作建立兩個先進的放射治療中心作為預算,到2018年在 蒂醫院的國民保健制度信託基金會 在 曼 以及 倫敦大學學院醫院的國民保健制度信託基金會的。 這將提高能質子治療,目前不可用於英國,以及其他型別的先進的放射治療,其中包括 調強放射療法 (放射)和 影象導的放射治療 (地). 在2014年,只低的能源的質子療法是提供在英國,在 Clatterbridge癌症中心,國民保健制度信託基金會 在 默西塞德郡. 但是 英格蘭國民保健制度 已經支付給有適合的情況下處理在國外,主要是在美國。 這種情況下,已經從18 2008年的122 2013年,99人是兒童。 成本的全國保健服務的平均周圍英鎊,每100 000名的情況。  在2015年一月,它宣佈英國會得到它的第一個高能質子射線治療中心的一年早於預期。 一個公司的名為高階協會理事單位簽署了一項協議,與 霍華德瓦爾登湖的地產 要安裝一個機器在 哈利街,心的私人醫學,在倫敦,準備通過2017年。 的公司承諾,它利用一個直線加速器使用的設施,三分之一的較小和五分之一的設施的費用根據現有的迴旋加速器的設計。  質子合作伙伴國際 發展三個中心在 紐波特,威爾士, Bomarsund,諾森伯蘭郡,並 閱讀,伯克希爾 這是預期在2017年開的。
在醫療領域的程式、 質子治療,或 質子射線療法是其中一種型別的粒子治療,利用質子束來照射患病的組織,最常用於治療癌症。首席利用質子治療超過其他型別的外部照射的是作為一個帶電粒子的劑量沉積在一個狹窄的範圍和那裡是最小的出口劑量。