王友明專欄》質子治療與傳統放療差別在哪？優缺限制、原理一次解析

體外放射治療是一種從體外將放射治療的劑量，以非侵入性的方式，給予到體內的一種醫療技術，也就是俗稱的「癌症電療」或是「大電」。



傳統放射治療的限制：癌細胞與正常細胞一併破壞

放射治療的「劑量」，對於腫瘤細胞來說，代表了「控制率」。如果能在腫瘤部位給予越高的劑量，也就越有機會清除腫瘤細胞。若照這個規則，在進行放射治療的時候盡量提高劑量，是不是就能增加治療成功率呢？其實不然，因為對於正常的組織或細胞來講，劑量代表的卻是副作用，劑量越高副作用越大。

大多數的癌症都只在體內佔相對小的體積，癌細胞周圍存在的是正常細胞及組織。以國人常見的鼻咽癌來說，鼻咽癌的癌細胞多存在於鼻咽部（疫情期間大家採檢的部位）與兩側頸的部淋巴結，分布看似很廣泛，但真正的癌細胞所佔的的體積，其實不到頭頸部體積的十分之一。

也因此，若安排放療時無法精準控制劑量，就等同對整個頭頸部都做高劑量照射，恐怕在還沒看到鼻咽癌細胞消除之前，就可能因為正常細胞所產生的副作用而放棄或中斷治療了。

又比如國人常見的肝癌，雖然癌細胞就在肝臟裡面，但若對整個肝都照射高劑量，最先破壞的可能就是肝臟內正常的肝細胞以及血管膽管等組織，還沒有控制住肝癌細胞前就先引發肝衰竭的風險了。

傳統放射治療所必須克服的限制，正好就是質子治療的優點，這兩者最大的差異就在於「體內的劑量分布」。質子治療是一種放射治療技術，它既可以在癌細胞所在的位置給予高的劑量，同時又能針對周邊正常細胞和組織給予極低或甚至零劑量，是堪稱近乎完美的放射治療組合。

我們用下面這張圖來簡單地聊一聊，質子治療劑量分布的優勢和特色。

這是一張放射線進入人體後，它的穿透深度與劑量的關係圖。圖片當中有兩條線，藍色是質子，黃色是傳統光子放射治療。當質子進入身體後會維持著低劑量，到一定深度時像深水炸彈一般把劑量整個釋放出來，而更深處則完全沒有劑量。

這個特性就是美國高能物理學家羅伯・威爾森（Robert Wilson）所認為，適合拿來做醫療用途的關鍵。而圖中像山峰一樣的劑量最大處，就是我們稱的「布拉格峰」（Bragg Peak）；黃色線則是傳統放射治療（或稱「光子治療」，中國稱「普通放療」或「普放」）的劑量曲線，剛進入身體的時候達到最高的劑量，然後慢慢減少直至穿透整個身體。

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事實上，多數腫瘤不在身體表層，而是存在於身體一定深處。若能透過巧妙安排，讓「布拉格峰」的位置落在腫瘤處，就可以達到臨床精準治療的需求。

當然，腫瘤往往不是一個點，而是有一定體積，如果只把劑量集中一個點，會不會造成很多腫瘤細胞沒被打中？從過去的研究我們知道，帶有越高能量（速度）的質子，它的布拉格峰會在身體越深的地方，就好比丟小石子，速度越快會飛得越遠一樣。

好比是這張圖：

當我們把不同能量的質子照射進入人體之後，就能夠在不同的深度放出高劑量，經過一番疊加，它就會變成一個劑量的高原，我們稱做「布拉格尖峰散佈」（SOBP，spread-out Bragg Peak）。換句話說，在臨床上面對治療不同大小的腫瘤時，只要透過改變SOBP的大小，就能完整地照射腫瘤部位。

我們再把質子布拉格峰、SOBP以及傳統放療的劑量做個圖示：

這張圖中藍虛線代表了單一能量質子的劑量；藍色實線則是多種能量質子疊加後的SOBP劑量；而黃色則代表了傳統光子放療的劑量；灰色區域則是腫瘤所在的部位。

很明顯的可以看到，質子治療可以在腫瘤部位提供穩定而足夠的劑量，同時，對於不論在腫瘤之前的正常組織，或者腫瘤之後身體正常的組織，都有比傳統光子治療更低的劑量。劑量對於正常細胞組織來說，就是副作用的來源，這也是為什麼質子治療可以帶給我們更低副作用的關鍵原因。

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既然，質子治療既精準又低副作用，那為什麼臨床不大量使用質子治療做腫瘤治療呢？原因有很多，但最主要關鍵點仍是：

1. 操作複雜度高：除了有經驗的醫師之外，還必須有非常多的醫療團隊，包括醫學物理師、醫事放射師、護理師等等分工合作，才能精準地操作這複雜的治療技術。

2. 可近性低：截至目前，全世界只有約100個單位能提供這樣的治療。在台灣，目前也只有高雄長庚醫院以及林口長庚醫院有如此設備與經驗，甚至鄰近先進國家地區如新加坡、香港等，也都還沒有質子設備可以供臨床治療。

我們簡單做一個比較表格，來總結質子治療與傳統放射治療的不同：

看了這麼多，讀者們是否會好奇，質子治療到底有甚麼複雜的技術呢？這些技術，又會對病患治療產生哪些影響呢？我們後續的文章，會再進一步為您做更多分享！