日本有望将质子治疗普及至常规医院——小型化质子治疗设备即将登场

质子治疗是放射治疗的一种高级形式，是目前最先进的癌症治疗技术。现阶段的质子治疗，一方面，保险报销覆盖的癌症种类不断增加，另一方面，由于治疗设备体积庞大，并需要专业设施，但可使用的设施有限。设备的小型化将会促进质子治疗的普及。

2023年4月，日本东京江户川医院与开发、制造和销售质子束治疗设备的医疗器械制造商Bdot Medical签约推出“超小型质子束癌症治疗系统”。

除了门诊化疗中心和机器人辅助手术外，江户川医院还热衷于引进最新的癌症治疗模式，例如近年来备受关注的MRI引导放射治疗系统等，还将引领超小型质子束癌症治疗系统的实际应用。

Bdot Medical是一家开发和制造设备的公司，成立于2017年，隶属于日本国立放射线科学研究所，旨在促进粒子束治疗(包括质子束和重离子束)的普及。即将交付到江户川医院的“超小型质子束癌症治疗系统”将是该公司的首台超小型质子设备。

质子治疗即将迎来治疗人数过万的时代

在日本，继2016年儿童肿瘤之后，现在共有8种癌症被纳入质子治疗的公共保险范围：前列腺癌、头颈部恶性肿瘤、骨和软组织肿瘤、肝细胞癌、肝内胆管癌、局部晚期胰腺癌和术后复发的局部结直肠癌。

质子治疗曾被认为是在有限的设施中对有限的病人进行的治疗。因为它以前是作为“先进医疗”(自费)进行的。随着保险覆盖的癌症类型的增加，接受治疗的病人数量也在增加，至2022年，在日本已经有超过10000人接受过质子治疗。

日本质子治疗的先驱是筑波大学医院质子治疗中心(茨城县筑波市)，于1988年开始治疗。稍后，国立癌症中心东院也引进了设备。至此，质子治疗机构的数量逐渐增加到目前的19个(日本国内)。

虽然治疗机构数量增加了，但由于设备庞大的原因，可以引进设备的设施数量有限。因此，区域分布不均也是一个问题。例如，关东地区只有三个医疗机构可以提供治疗：筑波大学、国立癌症中心医院东院和湘南镰仓综合医院(神奈川县镰仓)。在许多癌症患者居住的东京却没有一个设施。此外，在九州的鹿儿岛只有一个中心，在东北的福岛有一个，在四国地区没有，而在札幌有三个。

(表)至2022年，日本重离子治疗机构6个，质子治疗机构18个。

质子治疗优势：处理深层癌症

放射治疗大致可分为X射线治疗和粒子线治疗。X射线治疗使用高能量的X射线或电子束，一般由保险公司承保。而粒子线放疗则可分为三种主要类型：重离子放疗、硼中子捕获疗法(BNCT)，质子放疗。尽管质子治疗作为一种癌症治疗方法，它有其优点和缺点，但与目前的标准疗法--X射线疗法相比，质子治疗的好处是它能集中照射癌细胞，处理深层癌症。

(表)放射治疗的种类及效果。

质子治疗使用质子束。质子束是通过将氢核(质子)加速到更高能量而产生的。质子束具有以低辐射剂量从表面进入人体并在特定深度停止的特性。就在它们停止之前，辐射剂量达到峰值(布拉格峰)。通过根据病变的大小和深度调整峰值位置，辐射剂量可以集中在病变上，并减少对正常细胞的损害。

日本国立癌症研究中心东院放疗科主任秋元哲夫教授说：“X射线无法照射到的区域必须使用质子束进行照射。质子治疗在放疗中的重要性正在上升"。秋元哲夫教授将中央型肺癌、颅底肿瘤、巨型肝癌和儿童癌症列为适合质子治疗的癌症。他说："中央型肺癌的放疗不可以照射心脏或正常肺组织。颅底肿瘤深入大脑，靠近许多重要的神经组织和血管，因此适合采用高度密集的质子疗法。在治疗肝细胞癌方面，质子治疗也很有前景，因为放疗对肝细胞癌的剂量限制有严格规定;在治疗儿童癌症方面，质子治疗因可以减少对正常组织的辐射剂量，也非常适合。而且，质子治疗的作用在未来还会增加。”

开发非旋转龙门实现小型化

“质子束治疗装置的大小”是影响普及的一个问题。质子束治疗设备使用一种称为旋转龙门的技术，该设备会从各个方向发射质子束。这个旋转龙门非常庞大，总重量约在200吨以上。因此引进设备，还需要建设专门的设施。这个成本是非常巨大的。普通的X射线的设备费用一般为10～20亿日元，质子设备的费用则要超过50亿日元。

(图)Bdot Medical公司研发的超小型质子设备模型。

Beadt Medical的非旋转式龙门架解决了需要巨大设备和设施的问题。该技术不是将龙门架旋转360度，而是利用分拣电磁铁和安装在分拣电磁铁下游的具有优化磁场分布的偏转电磁铁来改变辐照方向。该公司总裁兼代表董事古川卓司在担任国家放射科学研究所先进粒子放疗系统开发组组长后成立了该公司，他解释说："非旋转龙门的开发消除了对以前使用的巨大旋转机构的需求，并将高度减少到传统设备的三分之一，重量减少到十分之一。因此，与传统设备相比，安装成本也减少了一半。我们相信，安装成本可以降低到传统设备的一半。”

除了非旋转龙门外，该机器的特点还在于使用了一种叫做呼吸同步扫描照射的技术。这是古川卓司在美国国家放射科学研究所工作时，在世界上首次成功地进行了临床操作的技术。这项技术能够对随着呼吸移动的器官，如肺、肝和胰腺，进行高精度的照射。

继设备小型化后未来的课题

自2018年前列腺癌的保险覆盖，日本质子治疗的患者数量不断增加，预计未来保险覆盖的癌症类型也会增加。特别是，日本放射肿瘤学会正在游说厚生劳动省，将质子治疗纳入肺癌的国家健康保险体系。

随着使用非旋转龙门架设备的出现，设备庞大和引进成本高的问题正在得到缓解。秋元哲夫教授表示：“质子治疗正在考虑新的应用，如与化疗相结合，预计应用范围将扩大。Bdot Medical推动的设备小型化将会减少设备引进的障碍。”他补充说：“数据显示，每四个胰腺癌患者中只有一个可以进行手术，因此未来扩大放疗的使用范围非常重要。首先，质子束疗法应该被引入那些用传统X射线疗法取得满意效果的机构。”