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配资天眼重离子等粒子具有“布拉格峰”物理效应

　　位于福建医科大学附属协和医院妈祖院区重离子医学中心地下一层的重离子治疗装置。　　受访者供图

　　光子和粒子（包含电子、质子和重离子）治疗的辐射量差异示意图。重离子等粒子具有“布拉格峰”物理效应，能够在肿瘤靶区集中释放能量。　　受访者供图

　　图为一名肝癌患者的CT图像，已经应用人工智能方法完成正常器官的识别和勾画，放疗科物理师和医生在此基础上设计重离子治疗方案。据介绍，图中两条±45°虚线是方案中的重离子入射通道。蓝色区域的辐射能量吸收剂量只有3Gy（戈瑞）的生物剂量，且几乎完全避开了黄线内的肠道，对正常组织损伤很小。射线抵达肝部肿瘤靶区后能量增至20Gy，在红色区域内发挥作用，能够有效抑制肿瘤细胞。　　本报记者陈静文摄

　　“重离子治疗设备给人的感觉很舒服，昨天放疗我感觉安逸得都能睡着了。”在福建医科大学附属协和医院妈祖院区，一名脸部肿瘤患者完成两次重离子治疗后，给医生发微信描述自己的治疗感受——患处的疼痛感已明显减轻，不用再吃止痛药。

　　这份让患者感到“安逸”的治疗体验，背后是近年来核物理技术在肿瘤放疗领域的最新应用：重离子治疗。

　　什么是重离子？它破坏肿瘤细胞的原理是什么？临床应用过程中有哪些技术要领？哪些患者适用？近日，记者走访了福建医科大学附属协和医院妈祖院区重离子医学中心，对医护人员、技术人员和患者家属进行了采访。

　　科技突破疗法上新

　　重离子指的是元素周期表中比氦原子质量更重的原子失去部分或全部电子后形成的带电粒子，如碳、铁、氖、锂离子等。它们以超高速飞行形成的重离子射线，在农业上可以诱发种子基因突变，用于育种；在工业中用于制作有选择透过性的核孔膜，用于灭菌、渗透、电池制造等场景。

　　在医学领域，重离子治疗技术已在多个国家进入肿瘤临床治疗。近10年来，我国上海、武威、兰州、杭州、莆田等城市也陆续建立了重离子中心并投入临床运行。其原理是将碳离子在加速器中加速至光速的约70%后进入人体组织，在抵达肿瘤深度时通过“布拉格峰效应”集中释放能量，不仅可以精准打击癌细胞，还更好地保护了肿瘤周围的正常组织。

　　2025年4月20日，福建医科大学附属协和医院妈祖院区（下文简称“协和妈祖院区”）重离子医学中心正式启用，位于地下一层的重离子治疗装置开始24小时待机，日夜不息。

　　福建医科大学附属协和医院副院长、放疗科主任医师徐本华介绍，和其他常用的放疗射线相比，重离子安全性更高，疗效更优，周期更短，患者治疗体验更为舒适。理论上，该技术可用于大部分实体恶性肿瘤，包括头颈部肿瘤、胸腹部肿瘤、盆腔肿瘤以及骨和软组织肿瘤等，对于常规射线不敏感以及常规射线治疗复发的实体瘤优势更加显著。

　　“重离子放疗作为局部治疗手段，对于中早期患者而言治疗性价比最高。”徐本华说。

　　重离子放疗技术的上述优势从何而来？

　　徐本华解释道，由于重离子既有质量，又有速度，还带电荷，所以它的生物学效应（RBE）是光子和质子的2—3倍，线性能量传输密度（LET）也相对更高。因此，受重离子照射的癌细胞DNA双链断裂的概率达60%—70%，使得癌细胞几乎无法自我修复，从而大幅降低了患者肿瘤复发率。

　　“比起传统光子放疗，重离子治疗带来的放射性损伤小得多。”福建医科大学附属协和医院放疗科副主任、主任医师李小波说，“布拉格峰效应”使得重离子束在进入人体时能量释放很低，到达肿瘤处才突然能量暴增，集中释放“火力”，可以做到“定点爆破”，从而更好地保护正常组织。

　　“尽管如此，一旦放射治疗运用不当，依然会给患者带来巨大伤害。”徐本华说，“因此放射治疗流程中的医生、物理师以及技术人员必须仔细仔细再仔细，确保治疗的准确性及精确性。”

　　有名1年前接受过光子放疗的宫颈癌患者，近期其他医院复查MRI显示骶髂关节出现异常，诊断为肿瘤骨转移。但徐本华团队的医生通过认真梳理患者病史、症状和体征，发现该处异常不像常见的骨转移表现。经过多学科讨论后最终排除了骨转移，不仅为患者节省了治疗费用，更重要的是避免了放射线所带来的损伤。

　　动态打靶精准施治

　　在协和妈祖院区重离子医学中心地下一层，24小时待机的重离子治疗装置由兰州泰基离子技术有限公司自主研发。该公司总经理石健介绍，这台大型医疗器械里，藏着一项重要的技术创新：单周期变能。

　　“以前的重离子加速器，每个加速周期（约8秒）内只能提供1个固定能量（射程）的碳离子束，每个周期发射的20亿个碳离子里，最多只有6亿个能作用于肿瘤，其余都会浪费掉。”石健说。而新设备通过单周期变能技术将重离子束流引入二次加速环节，“就像汽车换挡提速一样，能让粒子动能飙升”，使得重离子加速器在一个加速周期内能够提供数十至上百个能量（射程）的碳离子束，束流利用率和治疗效率大幅提升。

　　为确保治疗安全和效果，重离子治疗装置中央控制室内全天候都有专人值守监测。每天清晨6点，工程师上岗，检查和调整设备参数，避免温湿度、电流电压等环境因素影响其精度。随后，放疗科物理师就位，借助电离室、胶片等工具，对患者治疗计划一一进行射线剂量测量，并在每次实施重离子治疗前，使用三维水箱、仿生假人和探测板进行模拟测试，确保每一次照射都精确到0.1毫米，个体化适配患者。

　　基于这样的成熟技术、先进设备、严格质控，医疗团队通过多学科会诊，凭借丰富经验和高超医术，为每名患者制定“一人一策”的个性化重离子治疗方案。

　　重离子入射方向怎么选择？完成“定点爆破”需要多大强度？射线剂量如何分布？“我们物理师的工作，正是把看不见摸不着的射线，用测量工具“称”出来并且可视化，在医生参与下设计治疗方案。”影像诊断专业出身的李小波说，由于重离子射线具有“布拉格峰效应”，其作用点位的能量和几毫米外的能量几乎是1和0的区别，因此设计重离子治疗方案比光子技术复杂得多。

　　电脑屏幕上，一名80多岁的胰腺癌患者CT图像显示，胰腺位于腹腔中央，不仅紧挨着会蠕动移位的肠管，且患者体内还有多处会让射线衰减的金属高密度影，腹主动脉里植入了金属支架。这些特殊组织都必须在重离子束的“弹道设计”中精准避让。

　　“规划重离子入射路径，就像调整跷跷板。”李小波解释道，物理师和临床医师必须充分考虑肿瘤三维空间位置，综合评估不同邻近敏感器官的辐射耐受性与并发症风险，避开致使射线能量衰减不确定的解剖结构，在遏制肿瘤和保护正常组织之间找到平衡，同时顾及患者体位舒适度。

　　李小波介绍，肿瘤细胞是十分狡猾的敌人，要想用重离子这枚精确到亚毫米级的“巡航导弹”实施精准打击，治疗过程中还需用到多种应对技术，才能实现毫厘不差的“动态打靶”：每次治疗前，物理师和定位技术员都会给患者佩戴定位模具，然后通过微调治疗床，让当前肿瘤实际位置与初次CT中的影像三维对齐；用“呼吸门控”技术做好放疗中的“运动管理”——针对肺部肿瘤等随呼吸移动的靶区，需要抓住呼吸比较平静的窗口期，只在呼吸波形幅度在20%以内时进行照射；每隔几天拍一次CT，根据肿瘤大小、患者体型变化更新方案。

　　仁心疗愈创新为民

　　协和妈祖院区接诊患者中，危重案例不在少数。在重离子医学中心11层的病房区，记者见到了家住福州的患者家属曾先生。曾先生的母亲今年86岁，6月初确诊为中央型肺癌中晚期，同时患有冠心病、心律不齐等多种基础疾病，无法进行开胸手术和化疗。心焦之时，曾先生通过网络了解到重离子技术。“坦白说，当时我心里是有顾虑的。癌症是世界难题，新技术到底可不可靠？”

　　抱着试一试的心态，他带领母亲来到协和妈祖院区面诊咨询并提供影像学资料。面对患者的复杂情况，放疗科团队联合福建医科大学附属协和医院胸外科、呼吸科、肿瘤内科、影像科等相关科室开展多学科会诊，最终用一周时间完成肿瘤靶区勾画、重离子治疗方案制定和技术验证。

　　“每次治疗只需要在治疗平台上躺20分钟，过程中没有任何不适，有时还能睡着。”采访当日，曾先生的母亲刚刚完成第13次治疗。接受治疗后，她的呼吸困难明显好转，而且没有出现呕吐、脱发等常规放疗副作用，焦虑心情一下子得到了缓解。更令人惊喜的是，复查时医生告知“治疗需要暂停几天”——不是出了什么问题，而是因为疗效很好，肿瘤已经缩小一半，需要重新划定靶区并调整方案。

　　病房外，协和妈祖院区放疗科护士长林碧华告诉记者，由于重离子治疗副作用轻，患者住院期间能自由散步、正常活动，因此通常身心更加舒畅，食欲和体力恢复也更快。同时，护理团队会照顾到治疗后的特殊护理细节，及时跟进营养支持，密切关注患者体重，避免肿瘤移位。

　　有名80岁的前列腺癌患者在每次治疗前，需要通过灌肠保持直肠空虚，并分次饮水让膀胱适度充盈，确保与定位时一致。护士使用膀胱测量仪为他监测尿量，细心关注其情绪和血压，同时开放绿色通道保障治疗顺畅。今年7月，该患者顺利完成10次治疗，出院时满怀感激地称这次经历是“一场疗愈式治疗”。

　　展望重离子治疗的未来发展，徐本华认为，重离子虽然具有显著的物理及临床优势，但仍有很多不确定的内容需要继续探索。放射肿瘤学家与医学物理学家应进一步探索不同肿瘤的合理照射剂量，同时最大限度保护正常组织。徐本华曾提出“基于全身系统药物治疗基础上的分段照射（3-S）”理念，多项有关临床试验均疗效显著；其在国内率先应用的Lattice（三维点阵式高剂量放射治疗）技术也得到广泛推广。他相信，在这些新技术的加持下，重离子治疗将进一步提高疗效。

　　据悉，重离子治疗暂未纳入国家基本医疗保险支付范畴，但部分商业保险有所涵盖。目前，福建医科大学附属协和医院重离子治疗收费标准为：首次4.95万元，第二次起1.65万元/次，每疗程最高19.8万元，6个月内同一适应证再次治疗，不另外收费。7月上线的福建省城市定制型商业医疗保险“惠闽宝2025”已将该院区列为质子重离子定点医院，从9月1日起，重离子超过免赔额1万元（含）后，剩余的部分按30%比例报销，年度累计最高报销限额50万元，可减轻患者的经济负担。