国家重大科学装置解决深部肿瘤治疗关键性难题

    国家重大科学装置――兰州重离子加速器冷却储存环最近成功实现了变能量慢引出。慢引出的重离子束可在多个能量之间自动切换，为实现深部肿瘤治疗解决了关键技术难题。 　　核物理学家、中国科学院副院长詹文龙院士说，利用重离子束治疗肿瘤，对健康组织损伤小，对肿瘤疗效佳，可以准确进行适形照射，精确控制和严格监测照射剂量，是迄今最理想的放射疗法。 　　中国科学院近代物理研究所科研人员实现了变能量慢引出后，加速器主环可提供能量在80-400兆电子伏(MeV)间自动切换的高能碳离子束，满足人体全体位肿瘤治疗的需要。 　　今年1月，科研人员已成功实现主环单能量慢引出，利用主环提供的100兆电子伏中能重离子束，进行了7批82例浅层肿瘤治疗的临床试验，取得了很好的治疗效果。但由于引出能量的限制，所治疗的病例均局限于距体表2.1厘米的浅层肿瘤。 　

 　科研人员指出，变能量慢引出是实现深层重离子治癌最为关键的技术，中国成为继德国、日本、美国之后第四个掌握重离子束深部肿瘤治疗技术的国家。 　　科研人员正进一步提高硬件的稳定性，优化系统软件，提高引出束流的性能，为即将开展的深层肿瘤治疗临床试验提供技术保障。 　　今年7月通过国家验收的兰州重离子加速器冷却储存环是中国自行设计建造的第一个规模大、能量高、实现全离子加速的重离子同步加速器冷却储存环系统。这个总投资近3亿元人民币的大科学装置主要包括主环、实验环、放射性束分离器、实验探测装置、辐射防护系统、兰州重离子加速器改进和建安工程。 　　兰州重离子加速器冷却储存环主要科学目标是：以超重核合成研究为主的重离子核物理，以强子结构和性质研究为主的强子物理，以高电荷态重离子碰撞研究为主的原子、分子和团簇物理等。与此同时，该装置产生的重离子束可以用于癌症的临床治疗。

 　传统的放射疗法利用γ射线、电子、X射线、中子等轻粒子。它们射入人体后，剂量主要损失在浅层，随着射程增大而逐渐减小，到达病灶时其剂量已经不足以治疗肿瘤。因此，γ刀是用6束γ射线从不同方向同时照射，以凑足治疗必需的剂量，其结果是会对沿途正常组织造成很大的伤害。 　　而重离子与生物分子相互作用的特点之一是其独特的倒转剂量分布，即在入射通道有一个低剂量的坪区，而在接近射程末端时出现一个高剂量的峰区，通过调节入射重离子的能量，就可以使入射重离子主要照射在肿瘤上，而对正常组织的损伤最小。 　　詹文龙说：“重离子束在物质中的剂量损失集中于射程末端，这种物理学特性使之成为对付肿瘤理想的放射疗法。”