世界上首臺質子CT成像設備研發成功！我們只研發、生產精密部件

質子和重離子治療被國內媒體稱為“治癌神器”。所謂質子，就是指氫原子剝去電子后帶有正電荷的粒子。氫原子通過加速器高能加速，成為穿透力很強的電離放射線，這就是質子放射線，然后精確控制下攝入人體。質子治療是放射療法的質的飛躍。與傳統放射治療所使用的X射線等光子束相比，質子治療的最大優勢就是能夠減少對正常組織的輻射，同時對病灶部位給足劑量。

質子CT設備作為當前最復雜的醫學影像學設備，在腫瘤治療上的精確度相對于其它放療設備擁有絕對的優勢，但在科學研究者看來，它或許可以更加完美！

目前質子治療的治療計劃制定是在臨床靶目標的X線成像基礎上制定的。然而，由于在制定治療計劃的過程中計算劑量需要將CT亨氏單位轉換成水當量長度（WEL），而這一過程存在不確定性，因此使用X線成像在計算照射范圍時會出現錯誤。

為了解決這個問題，國際上有部分團隊正在對質子CT（pCT）成像系統的性能進行研究，希望藉此提高癌癥質子治療的精確度及準確性。

由英國林肯大學（University of Lincoln）圖像工程學特聘教授Nigel Allinson帶領的由來自世界各地的科學家組成的國際PRaVDA（Proton Radiotherapy Verification and Dosimetry Applications，PRaVDA）專家團隊成功研發了世界上第一臺質子CT?？蒲腥藛T在南非iTHemba LABS實驗室使用南非國家回旋加速器（South African National Cyclotron）進行了多年的研究，并最終實現了這一影像學領域的重大突破，為提高腫瘤質子治療的療效和普及性添磚加瓦。

質子原理示意圖

“為了能夠實現質子CT成像，我們使用用于質子治療的高能粒子搭建了一個特別的醫學影像學平臺?！盇llinson教授解釋說，“目前我們僅使用研發出的質子CT為一塊羊排拍攝了影像，這意味著很快我們就能夠在腫瘤治療過程中使用質子CT了?！?/p>

科研人員將質子CT圖像與傳統X線CT圖像進行了比較。盡管質子CT圖像比X線CT圖像模糊，但能夠清晰顯示質子與組織之間的相互作用。當前質子治療過程中，質子照射范圍和準確性都存在不確定性。如果使用X線CT圖像進行治療計劃制定，那么束流實際到達和釋放能量的位置會與計劃有3-5%的差異，從而損傷正常細胞；而使用質子CT，上述誤差可以降低到1%。

質子CT圖像清晰度在不斷提高

PRaVDA的科研團隊使用多種組織替代物對質子進行了測試，并記錄了質子相對阻止本領（relative stopping power）的最低誤差值。質子的相對阻止本領是影響放療準確性的關鍵因素。

除此之外，PRaVDA團隊還發現，在質子穿過患者組織的過程中，可以測量多個參數，從而獲得完整的CT圖像。這些發現打開了一個全新的醫學影像領域的大門，并將成為PRaVDA新一代醫學影像設備研發的重點。

通過使用質子CT獲得患者解剖學和腫瘤CT圖像，意味著可以使用質子而不是X線獲得詳細的三維患者解剖學影像，醫生在治療過程中能夠更精確的瞄準腫瘤，更好的保護腫瘤周圍健康組織，這將進一步擴大質子治療的適應證范圍。