全球首个，立式质子治疗中心来了

器械之家 2022-09-05

收录于合集 #质子治疗 5个

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近日，器械之家获悉，UW Health与Leo Cancer Care合作建立的东园医疗中心正式开工，该中心是世界上第一个使用立式质子治疗设备的医疗中心，也是威斯康星州首个质子治疗中心，预计2024年开始治疗患者。

据了解，该中心位于东园博士(Eastpark Dr.)的东麦迪逊医院和威斯康星大学健康康复医院对面，占地469,000平方英尺，建成后可方便来自威斯康星州丰迪拉克、密尔沃基、麦迪逊，伊利诺伊州芝加哥等地区的癌症患者。此前，距离威斯康星州居民最近的地点是明尼苏达州罗切斯特的梅奥诊所和伊利诺伊州芝加哥质子中心。

全球首款立式质子放射治疗系统

随着新放疗技术的出现以及现有放疗技术的改进，放疗适形性(即传递至肿瘤靶区而非身体其它部位的剂量水平)随之提高。例如，对于基于光子的放疗来说，光子调强放疗(IMRT)的发展以及最近发展的MR引导系统的应用，增强了光子放疗的适形性。同时，在质子治疗中，笔形束扫描也具有类似的有益效果。

各种增强质子和其他离子治疗潜力的技术正在开发中，并且显示出可行性。包括用于射程验证的瞬发伽马测量、质子成像、双能CT和光学引导(optical guidance)。但是，离子治疗的旋转机架体积较大，等中心点周围空间不足，因此安装图像引导技术极为困难。

Leo Cancer Care 最初成立于澳大利亚。建立在全球研究的基础上的Leo Cancer Care展示了患者直立体位放疗的临床益处。此放疗技术与使用固定治疗束从机器旋转到患者旋转的转变相结合。Leo Cancer Care 开发了具有集成屏蔽功能的精简新型放射治疗系统。Leo Cancer Care Ltd 于 2018 年 12 月在英国注册成立，在英国和美国均设有办事处。

Leo Cancer Care正在推动放射治疗市场的范式转变，研发患者直立体位的治疗方案，无需大型并昂贵的机架，取而代之的是使用固定的放射束来旋转病人进行放疗。

Leo Cancer Care专注于面向未来的经济型系列产品的设计，迎合客户的临床需求及财务状况。Ruby™是一种更小、更精简的的光子治疗解决方案，可减少设置时间，从而通过提高患者收治量为医疗机构节省资金。Ruby™可以自屏蔽，这意味着不需要昂贵的屏蔽机房。Leo Cancer Care的愿景是在不久的将来让Ruby™移动化，将放射治疗带到以前无法企及的地方。

这项技术除了具有运营和财务效益外，在全球研究支持下开发的Leo Cancer Care解决方案还通过减少器官移动证明了患者直立体位的临床益处。结合对患者体验的真正关注，帮助患者在他们的放疗之旅中感觉更舒适和可控。

2022年2月，Teledyne e2v一直在与Leo Cancer Care合作，使他们能够研发出创新性小型治疗平台。这是通过设计一个精简的RF子系统来实现的，该子系统包含一个新的固态调制器，用于驱动其适配范围的磁控管和其它配套的组件。

此外，Leo Cancer Care还和DCA Design International凭借其全球首款立式质子放射治疗系统的出色设计，入围iFDESIGN Awards 2021的最终评审。

自1954年设立以来，iFDESIGN AWARD就被公认为卓越设计品质的裁定者。该奖每年由位于汉诺威的iF International Forum Design GmbH公布，该公司是全世界历史最悠久的独立设计机构。首轮参评设计的数量达到了创纪录的新高：评审团成员必须从52个国家/地区的大约1万件参赛产品中选出进入iF终审的最佳设计。

全新立式患者定位系统是放射治疗的重大创新，它既实现了可用性和可负担性的巨大飞跃，又改善了临床效益和患者体验，将患者和操作员之间的互动作为该系统的核心。

围绕用户体验开发视觉设计。放射治疗牵动所有患者的心绪，作为一套新型的放射治疗设备，该系统在展示核心先进技术的同时，强调将患者交流与体验放在中心地位。

这些独特设计均考虑了系统所处的医疗环境，特别是放疗基础设施的严格限制条件。为此，这套系统采用简洁稳重的外形风格，并具有缜密的逻辑让移动部件能回归原位。面向患者的表面采用柔和曲线，吸引用户进入，精致的照明效果和织物打造出居家的亲切感，让用户身心放松。

立式质子设备有较好的治疗方式

质子治疗系统自问世以来体积逐渐缩小，尤其是旋转机架体积的缩小，使系统越来越紧凑。麻省总医院质子中心Herman教授曾发表论文表示，尽管旋转机架的费用昂贵、对空间需求非常高，但它对于优化质子束的使用至关重要，因此需要在一个或多个治疗室中提供等中心旋转机架系统。等中心旋转机架系统几乎是所有线性加速器的特征，该系统可使患者仰卧，这也是最稳定的患者摆位。但是，随着研究的深入，仰卧位并非患者接受质子治疗的最佳摆位。

威斯康星大学麦迪逊分校名誉教授，Leo Cancer Care董事会主席Rockwell Mackie教授列举了可进行立式质子治疗的三家国际领先的质子中心，包括：海德堡离子治疗中心，中心最初建造了两间旋转机架室，但最终只有一间安装了旋转机架，另一间改造为两间水平固定束，患者治疗时的摆位包括仰卧位和立位；美国费米国家加速器实验室(Fermilab)采用立式CT进行立式治疗，患者的摆位包括站立位与坐立位；芝加哥西北质子中心采用P-Cure立式质子治疗系统，扫描仪在一个固定的倾斜角度，患者需要由机器人运送到扫描仪处，然后返回。

立式治疗是较好的治疗方式并具有以下优势

患者在身体和心理上均较为舒适；
患者更易进行吞咽活动；
胃部反流较少；
减轻肺部运动(患者立位有助于缓解呼吸困难)；
无系统性肝脏位移；
膀胱充盈时组织较少。

对于肺部肿瘤而言，立位时，肺部体积更大，较大的肺部体积意味着肺部密度较小，质子散射较少，质子射野中的正常组织也较少。对于呼吸困难(呼吸急促)的患者而言，立位更舒适。另外，立位治疗时，大多数肺部靶区的移动幅度＜5 mm，因此立位可以减少肺部肿瘤的运动，减少治疗时的器官运动管理。

对于肝脏肿瘤而言，采取稍向后倾斜的坐立位，仰卧位时肝脏位置会发生缓慢移动，而像皮肤运动轨迹之类的简单门控信号无法完全定位整个肝脏的位置。当患者处于立位时，由于重力方向的变化，肝脏的移动会随之缓解。

对于前列腺肿瘤而言，患者立位时，需采取大腿背部支撑，膝盖放松的姿势。膀胱充盈与膀胱排空情况下，前列腺的位置并无明显变化，这对于治疗是非常有利的，因为对患者而言，在治疗期间持续维持膀胱充盈状态并非易事。

患者立位接受治疗时，仍需要身体固定装置的辅助，常见的类型包括：真空袋、腹压带、髋部束带、面部和肩部模型。

虽然立式治疗具有多方面的优势，但在某些情况下仍需使用旋转机架，如：婴儿和不配合的幼儿、股部以下部位的腿部肿瘤、无法坐立的成年人以及需要全身麻醉的成年人等。

比大多数系统“紧凑”，可降低成本

自21世纪初，质子治疗的发展有所停滞。尤其是，仍然普遍缺乏可用的高质量图像引导。 “与光子放疗相比，质子治疗就成本、时间和人力而言，其费用高出3倍，而报销金额仅为1.3倍；这是质子治疗的应用空间未能拓展的原因。” Leo Cancer Care质子治疗总裁Niek Schreuder说。

通常情况下，降低质子及粒子治疗的费用一方面要减少设备成本和建筑面积，从而降低设备、建筑及运营等方面的资金成本并减少相关维护方面的花费；另一方面需要提高治疗的工作效率并简化工作流程，包括高效的设备安装和运行以及减少每位患者所需的的临床医生数量。

降低屏蔽建筑体积也是降低离子治疗系统的一个重要部分，不过目前的紧凑型单室治疗系统并非如想象中的“紧凑”，所需的屏蔽体积仍然较大，并不一定能安装在所有的传统放疗科室内；若单纯安装立式放疗系统，则可以安装在传统放疗科室内。

Rockwell Mackie教授在比较了2个旋转机架与1个旋转机架+1个立式治疗室的成本差异(假设二者的束流产生系统相同)，后者的设备费用可减少600万美元，治疗室的费用则可减少800万美元。

在时间成本方面，Rockwell Mackie教授还比较了一个在射野治疗的情况下，立式治疗与仰卧位治疗的时间差异。立式治疗所需的总时间为8分钟，仰卧位治疗的总时间为14.5分钟；相比之下，立式治疗可节约6.5分钟。

由于MARIE™-质子治疗比大多数模型小得多，所需空间也更少，因此成本低于典型的质子治疗系统。UW Health支付了大约6,000万美元来安装该设备。立式质子治疗使患者可以更自然地坐在专门设计的椅子上，被移动到静态质子束流前。虽然仍然需要一个粒子加速器，但它不需要旋转，打破了质子治疗的许多传统障碍。

Leo Cancer Care还开发了垂直双能CT扫描仪，与直立定位系统配合使用，可以在任何方向扫描患者，并在一分钟内完成双能扫描。想法是将这两个设备放置在一起，例如放置在现有质子或碳离子治疗的固定束治疗室中。通过旋转患者而不是旋转大型机架来进行治疗。

该立式质子治疗设备由位于威斯康星州的医疗器械公司Leo Cancer Care提供，名为MARIE™-质子治疗，其优势有以下三个方面：治疗等中心的双能量诊断质量CT将实现实时自适应治疗；固定束配送系统提高了可靠性、束流参数和准确性，同时降低了维护成本；精密的患者定位系统，允许在直立位置成像和治疗所有粒子治疗指定的解剖部位。

UW Health放射肿瘤学家Paul Harari博士表示：“质子治疗减少了健康组织损害，对于需要放射治疗的儿童，以及肿瘤位于心脏、大脑、脊髓、眼睛等重要器官附近的成年人，质子治疗可以为他们提供最好的治疗机会。”

Leo Cancer Care首席执行官Stephen Towe表示：“我们发现这不仅有利于提高患者的舒适度，而且该位置使患者可以更好地呼吸，维持更自然的心脏跳动，也有利于其他器官的功能。除了临床益处之外，我们认为患者应该与他们的治疗师处于视线平等的位置，以便共同应对癌症。”

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