日本有望將質子治療普及至常規醫院——小型化質子治療設備即將登場

質子治療是放射治療的一種高級形式，是目前最先進的癌癥治療技術。現階段的質子治療，一方面，保險報銷覆蓋的癌癥種類不斷增加，另一方面，由于治療設備體積龐大，并需要專業設施，但可使用的設施有限。設備的小型化將會促進質子治療的普及。

2023年4月，日本東京江戶川醫院與開發、制造和銷售質子束治療設備的醫療器械制造商Bdot Medical簽約推出“超小型質子束癌癥治療系統”。

除了門診化療中心和機器人輔助手術外，江戶川醫院還熱衷于引進最新的癌癥治療模式，例如近年來備受關注的MRI引導放射治療系統等，還將引領超小型質子束癌癥治療系統的實際應用。

Bdot Medical是一家開發和制造設備的公司，成立于2017年，隸屬于日本國立放射線科學研究所，旨在促進粒子束治療(包括質子束和重離子束)的普及。即將交付到江戶川醫院的“超小型質子束癌癥治療系統”將是該公司的首臺超小型質子設備。

質子治療即將迎來治療人數過萬的時代

在日本，繼2016年兒童腫瘤之后，現在共有8種癌癥被納入質子治療的公共保險范圍：前列腺癌、頭頸部惡性腫瘤、骨和軟組織腫瘤、肝細胞癌、肝內膽管癌、局部晚期胰腺癌和術后復發的局部結直腸癌。

質子治療曾被認為是在有限的設施中對有限的病人進行的治療。因為它以前是作為“先進醫療”(自費)進行的。隨著保險覆蓋的癌癥類型的增加，接受治療的病人數量也在增加，至2022年，在日本已經有超過10000人接受過質子治療。

日本質子治療的先驅是筑波大學醫院質子治療中心(茨城縣筑波市)，于1988年開始治療。稍后，國立癌癥中心東院也引進了設備。至此，質子治療機構的數量逐漸增加到目前的19個(日本國內)。

雖然治療機構數量增加了，但由于設備龐大的原因，可以引進設備的設施數量有限。因此，區域分布不均也是一個問題。例如，關東地區只有三個醫療機構可以提供治療：筑波大學、國立癌癥中心醫院東院和湘南鐮倉綜合醫院(神奈川縣鐮倉)。在許多癌癥患者居住的東京卻沒有一個設施。此外，在九州的鹿兒島只有一個中心，在東北的福島有一個，在四國地區沒有，而在札幌有三個。

(表)至2022年，日本重離子治療機構6個，質子治療機構18個。

質子治療優勢：處理深層癌癥

放射治療大致可分為X射線治療和粒子線治療。X射線治療使用高能量的X射線或電子束，一般由保險公司承保。而粒子線放療則可分為三種主要類型：重離子放療、硼中子捕獲療法(BNCT)，質子放療。盡管質子治療作為一種癌癥治療方法，它有其優點和缺點，但與目前的標準療法--X射線療法相比，質子治療的好處是它能集中照射癌細胞，處理深層癌癥。

(表)放射治療的種類及效果。

質子治療使用質子束。質子束是通過將氫核(質子)加速到更高能量而產生的。質子束具有以低輻射劑量從表面進入人體并在特定深度停止的特性。就在它們停止之前，輻射劑量達到峰值(布拉格峰)。通過根據病變的大小和深度調整峰值位置，輻射劑量可以集中在病變上，并減少對正常細胞的損害。

日本國立癌癥研究中心東院放療科主任秋元哲夫教授說：“X射線無法照射到的區域必須使用質子束進行照射。質子治療在放療中的重要性正在上升"。秋元哲夫教授將中央型肺癌、顱底腫瘤、巨型肝癌和兒童癌癥列為適合質子治療的癌癥。他說："中央型肺癌的放療不可以照射心臟或正常肺組織。顱底腫瘤深入大腦，靠近許多重要的神經組織和血管，因此適合采用高度密集的質子療法。在治療肝細胞癌方面，質子治療也很有前景，因為放療對肝細胞癌的劑量限制有嚴格規定;在治療兒童癌癥方面，質子治療因可以減少對正常組織的輻射劑量，也非常適合。而且，質子治療的作用在未來還會增加。”

開發非旋轉龍門實現小型化

“質子束治療裝置的大小”是影響普及的一個問題。質子束治療設備使用一種稱為旋轉龍門的技術，該設備會從各個方向發射質子束。這個旋轉龍門非常龐大，總重量約在200噸以上。因此引進設備，還需要建設專門的設施。這個成本是非常巨大的。普通的X射線的設備費用一般為10～20億日元，質子設備的費用則要超過50億日元。

(圖)Bdot Medical公司研發的超小型質子設備模型。

Beadt Medical的非旋轉式龍門架解決了需要巨大設備和設施的問題。該技術不是將龍門架旋轉360度，而是利用分揀電磁鐵和安裝在分揀電磁鐵下游的具有優化磁場分布的偏轉電磁鐵來改變輻照方向。該公司總裁兼代表董事古川卓司在擔任國家放射科學研究所先進粒子放療系統開發組組長后成立了該公司，他解釋說："非旋轉龍門的開發消除了對以前使用的巨大旋轉機構的需求，并將高度減少到傳統設備的三分之一，重量減少到十分之一。因此，與傳統設備相比，安裝成本也減少了一半。我們相信，安裝成本可以降低到傳統設備的一半。”

除了非旋轉龍門外，該機器的特點還在于使用了一種叫做呼吸同步掃描照射的技術。這是古川卓司在美國國家放射科學研究所工作時，在世界上首次成功地進行了臨床操作的技術。這項技術能夠對隨著呼吸移動的器官，如肺、肝和胰腺，進行高精度的照射。

繼設備小型化后未來的課題

自2018年前列腺癌的保險覆蓋，日本質子治療的患者數量不斷增加，預計未來保險覆蓋的癌癥類型也會增加。特別是，日本放射腫瘤學會正在游說厚生勞動省，將質子治療納入肺癌的國家健康保險體系。

隨著使用非旋轉龍門架設備的出現，設備龐大和引進成本高的問題正在得到緩解。秋元哲夫教授表示：“質子治療正在考慮新的應用，如與化療相結合，預計應用范圍將擴大。Bdot Medical推動的設備小型化將會減少設備引進的障礙。”他補充說：“數據顯示，每四個胰腺癌患者中只有一個可以進行手術，因此未來擴大放療的使用范圍非常重要。首先，質子束療法應該被引入那些用傳統X射線療法取得滿意效果的機構。”