文/薛尉廷醫師(2019/01/11)

本文內容

1 光子射線與質子射線
2 質子射線的優點與適用性

光子射線與質子射線線
現代放射線治療的主力設備是直線加速器，其所產生的治療射線為高能量X-射線，也就是光子 (Photon) 射線的一種。廣義的光子射線包括紅外線、可見光、紫外線、伽瑪射線等等，但只有能量夠高的光子射線能深入人體，提供深部腫瘤的治療效果。目前主流直線加速器所提供常用的X-射線能量大約介於6-15 MEV (百萬電子伏特)，穿透人體綽綽有餘。光子射線進入人體後，會在某特定範圍的深度區間釋放出最大能量，但在此區間的前後路徑上，仍有一定比例的遞減能量釋出投放在組織內。現代的直線加速器以及放射治療技術，可以有效的透過多重射線調控，將高劑量區聚焦在主要腫瘤範圍，以減少正常組織所承受的劑量。雖然如此，有些器官組織先天上就位在高劑量區的周邊，或是在射線穿透較頻繁的路徑上，所以難以避免的仍然會承受較高比例的放射劑量。事實上放射治療的成敗與否，除了腫瘤本身對放射線的敏感度之外，常常是受限於正常組織的耐受力，以至於無法進一步加強劑量，提升治療效果。

質子 (Proton) 是帶正電的粒子，等同於氫原子核，或與中子 (Neutron) 一起構成其他元素的原子核。經過適當的加速後，質子射線可以用來治療腫瘤或應用於其他科學工業用途。質子射線最著名的特徵就是布瑞格尖峰 (Bragg peak)，也就是特定能量的質子射線，會在進入組織後的特定深度，幾乎釋出所有的能量，而在此特定深度之後，所承受的能量微乎其微。正因如此，在劑量深度分布圖上，質子射線會在某特定深度呈現一個明顯的尖峰，與光子射線迥然不同。

質子射線的優點與適用性
​​妥善運用質子射線具有布瑞格尖峰的特性，藉由調控適當能量的質子射束，或是在路徑過程調整其尖峰劑量投放的深度，我們便可將質子的能量準確投放在腫瘤部位。除了高劑量目標區以外，質子治療對於其他非目標區的正常器官組織，理論上影響會大幅降低。因此相較於光子射線，質子治療具有以下可能的臨床優勢：
1.大幅減少正常組織承受的劑量，降低副作用，提高生活品質。
2.提高腫瘤目標區的治療劑量，有機會進一步提高治癒率或控制率。
3.腫瘤受限於正常組織環繞，光子射線無法避開時，質子治療有機會執行。
4.已經接受過光子射線治療後復發或惡化，但正常組織耐受力已達極限，有機會使用質子治療救援。

但是關於質子治療的一些迷思，仍然需要加以說明：
1.質子治療不是手術，不是化學治療，不是標靶藥物，不能互相取代。
2.質子的質量遠大於光子，理論上投放於組織時，所產生的生物效應大於光子。但在臨床實際使用時，質子的治療效果並不明顯優於光子。
3.質子雖然具有布拉格尖峰，但是大部分人體的腫瘤都具有相當程度的體積大小，所以質子束須經過擴大播散或掃描，才能涵蓋整個腫瘤，但如此一來原先所預期的周邊組織低劑量又可能再次增加，副作用也因此增加了。
4.對於大範圍瀰漫性的腫瘤，多發性轉移病灶，癌末病患等，質子治療雖然可能對於照射部位仍具有治療反應與效果，但對整體疾病的預後和存活率，並沒有太大的助益。

綜合來說，質子治療的效果和準確度，其實和當前先進的直線加速器差不多，只是在光子射線力有未逮時，質子治療仍然有許多發揮的空間。在許多小型臨床試驗中，質子治療並沒有明顯優於光子射線。質子治療適用於全身各個部位，但目前比較被推薦使用的適應症如下：眼窩腫瘤，顱底腫瘤，早期肺癌，肝癌，兒科腫瘤，獨立腫瘤無淋巴或遠端轉移等狀況。

受限於迴旋加速器的龐大體積以及其他設備所需，質子治療所需的建置及維護成本極為高昂，需要政府或財團法人的支持方能運轉，也因此治療費用需要數十萬至數百萬，到2012年為止全世界只有不到40個質子治療中心，本國則有林口長庚醫院於2015年開始收案治療。唯因設備及科技的演進，目前質子治療設備所需的空間及建置成本已逐漸合理化，成大醫院放射腫瘤部目前也正積極評估，將於適當時機導入最新一代質子放射治療，以俾提供南台灣病友最佳的選擇與服務。