研究前沿：Nat Rev Phys加速重离子癌症治疗，物理和生物医学挑战

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癌症放疗，对于正常组织应具有低毒性，并且对靶区域（肿瘤）的细胞杀伤非常有效。在这方面，比质子重的离子，比传统 X 射线具有物理和放射生物学优势。碳离子代表了物理和生物优势的完美结合。欧洲和亚洲有十几个碳离子临床中心，还有更多正在建设或规划阶段，包括美国的第一个。日本和德国的临床结果很有希望，但由于与质子治疗中心相比，重离子设施的占地面积更大，费用更高，因此临床界，正在进行关于成本效益的激烈辩论。近日，德国 GSI 亥姆霍兹重离子研究中心Marco Durante团队在Nature Reviews Physics上发表综述文章，系统论述了碳离子的物理基础和临床数据，以及不同离子（如氦和氧）的使用。研究更小、更便宜、更有效的光束传输的机器是必要的，以使粒子治疗能够负担得起。重离子的潜力，尚未在临床上得到充分利用，不同的粒子及其组合，可以在特定情况下为放射治疗提供突破，而不是单一的“银弹”。

（小注：银色子弹（英文：Silver Bullet），或者称“银弹”“银质子弹”，指由纯银质或镀银的子弹。在欧洲民间传说及19世纪以来哥特小说风潮的影响下，银色子弹往往被描绘成具有驱魔功效的武器，是针对狼人、吸血鬼等超自然怪物的特效武器。后来也被比喻为具有极端有效性的解决方法，作为杀手锏、最强杀招、王牌等的代称）

图 1：重离子物理学。

图 2：针对单个展开的质子、He、C 和 O 布拉格峰的剂量平均线性能量转移与组织深度的关系，在目标体积中提供均匀的物理剂量 (2 Gy)。

图 3：横向散射对治疗计划的影响。

图 4：重离子治疗中的加速器技术。

图 5：重离子的生物学优势。

图 7：针对缺氧颅底脊索瘤的生物优化多离子计划（假设缺氧集中在肿瘤中心部分）。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s42254-021-00368-5

https://doi.org/10.1038/s42254-021-00368-5

本文译自“Nature Reviews Physics”。

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