颅脑内的各种恶性和良性肿瘤患者，常常能受益于放射治疗，然而放射治疗可能带来严重的颅神经副反应和认知障碍。通常为延迟发生，可能在治疗后几个月或几年才出现。特别是对于各种颅内良性肿瘤和某些惰性恶性脑瘤患者，晚期神经毒性反应可以明显影响长期的生存质量。质子治疗可以提供照射剂量的适形度，因此可以降低潜在的治疗副反应。
质子的优势：
质子放射治疗可以降低肿瘤周围正常组织受照剂量约50%，使正常组织不受或少受照射就可以不造成或降低正常组织副反应，因此质子放射治疗可以安全地提高肿瘤内照射剂量，（特别是当肿瘤相邻或靠近重要的危及器官时），从而提高了肿瘤的控制率，降低了肿瘤周围正常组织和危及器官的放射并发症。
这对于长期存活的肿瘤病人，特别是儿童肿瘤病人显得尤其重要。由于肿瘤周围正常组织剂量降低，可以更好的配合使用化疗。质子治疗与手术配合，同样可以降低正常组织术后并发症。
质子的特性：
Bragg峰，由于质子具有穿透性能强、剂量分布好、局部剂量高、旁散射少、半影小等特性，降低了正常组织受量、提高了治疗靶区剂量，从而提高局部控制率和治愈率。特别在治疗压迫重要组织器官或神经结构的肿瘤时，具有较大的优越性。与光子相比，质子可降低正常组织受量一半以上。
质子与X-线在剂量学上有明显的不同。传统X-线在进入物质后，在很短的距离内达到剂量高峰，然后就随着深度呈指数衰减。而质子深度剂量曲线的末端形成Bragg峰。
X线与质子射线的剂量分布比较（1）
X线与质子射线的剂量分布比较（2）
质子射线全脊髓照射X线射线全脊髓照射
质子治疗基本原理：质子治疗系统是利用质子线所特有的“博拉格峰”而达到治疗肿瘤的新技术。
在治疗中，质子线以极高的速度进入人体，由于速度极快，与正常组织或细胞发生作用的机会极低。当质子线到达肿瘤时，速度突然降低，并释放出最大能量，产生Bragg峰效应，将瘤细胞杀死，同时有效地保护正常组织（所谓的“定点爆破”功能）。
Bragg峰的深度是能量依赖的，因此通过调节质子射束能量，并且按不同肿瘤大小恰当地扩展峰的宽度，可使高量区集中在不同深度和大小的肿瘤部位。
质子治疗的适应症：质子治疗的适应症比较广泛。对于脑部良恶性肿瘤、脊髓肿瘤、脑血管疾病、头颈部肿瘤、眼部病变、胸腹部肿瘤、儿科肿瘤等均有较好的疗效。国外临床治疗数据表明，质子治疗肿瘤有效率达到95%以上，五年存活率高达80%，被高能物理界和医学界评估为疗效最好、副作用最少的放射治疗方法。
一、脊索瘤的质子治疗：由于肿瘤邻近脑干、颅神经、血管等重要的组织器官，手术完全切除难度大，术后易复发。术后辅助放射治疗能够减少局部复发，但常规放疗受到周围危及器官的限制，肿瘤剂量偏低，效果不佳。
多家质子治疗中心报道了采用单独质子治疗或光子联合质子照射颅底脊索瘤的临床结果，剂量60~95CGE，5年局部控制率为46％~59％，5年总生存率为66％~80％。
质子治疗颅底脊索瘤是安全的，副作用少，程度也比较轻微。报道的晚期副作用主要有颞叶损伤、垂体功能减退、听力下降、视力下降、记忆力减退和口腔溃疡等，发生的几率相对较低。
脊索瘤4野照射的剂量分布
典型病例1：脊索瘤，男，29岁，江西萍乡人。年1月查出脊索瘤，3月治疗结束。（诺力刀治疗14GY/7F,质子治疗30CGE/15F,缩野后3.5CGE*6F）
年10月复查MR,肿瘤明显缩小，病人治疗过程和治疗后均无不适反应。年11月第二次复查MR，肿瘤进一步缩小。
诺力刀治疗14GY/7F/qd/80%
质子治疗30CGE/15F/qd/90%,缩野后3.5CGE*6F/qd/90%
05年1月26日05年10月24日
质子治疗后0.5年
质子治疗后1.5年
质子治疗后2年
质子治疗后5年
典型病例2：脊索瘤，男，38岁。
年12月28医院手术，病理：脊索瘤。
年11月5日广州军区放疗,侧卧等距离照射，包括1-4颈椎病变，单次剂量cGYX24F,总量cGY。配合顺铂30mg，2f/w，术后四肢乏力，右侧著，双肩沉重感，生活不能自理，年2月可正常工作。年4月再次出现症状，5月8日MR示肿瘤复发，6月6日来我院。
例3，男性，40岁。年12月28医院手术，病理：脊索瘤。年11月5日在广州军区放疗,包括1-4颈椎病变，cGY×24F,总量cGY。配合顺铂30mg,2次/周。质子治疗：60CGE/30F/(50-90%)延髓和脑干35%
60GY/30F/qd/5f-w/(50-90%),延髓和脑干35%延髓最大剂量0.1%V=CGE5.0%V=0CGE
质子治疗前
质子治疗后一年
典型病例3：脊索瘤
男，22岁
年11月，医院手术切除。
年4月，医院再次手术。
术后病理：脊索瘤
第一次手术前
第二次手术前
第二次手术后
44CGE/22F/90%;缩野：26CGE/13F/90%
治疗前
治疗后1年
治疗后2.5年
二、脑膜瘤的质子治疗：
脑膜瘤90%是良性的，手术全切除是当前首选治疗。
伽玛刀和质子治疗为脑膜瘤SRS/SRT的首选治疗技术。
对于直径小于2cm大小的脑膜瘤可考虑伽玛刀治疗。
质子治疗对于外形不规则的肿瘤，尤其是海棉窦和斜坡等部位的颅底脑膜瘤，有非常优越的剂量分布，所以对于直径大于2cm，以及形状不规则或挤压到重要神经结构的脑膜瘤，质子治疗是首选的治疗技术。
普遍认为伽玛刀治疗单次剂量12~15Gy是安全有效的，增加剂量（或瘤体太大）会引起严重的脑水肿反应。
质子治疗的剂量-时间分割方式比较灵活，对于瘤体较大、临近重要神经结构的患者常用的是常规分割，总剂量50~54Gy；对于体积较小并远离重要神经结构的脑膜瘤可采用低分割或单次照射。
桥小脑角区脑膜瘤3野照射的剂量分布
典型病例1：左岩斜区脑膜瘤
女，50岁
间断性头痛、耳鸣4年，发作性左侧面部疼痛6月
质子治疗前
.11.质子治疗45CGE/15f
质子治疗后15个月
质子治疗前
质子治疗后60个月：肿瘤缩小
典型病例2：左中后颅凹脑膜瘤
男，27岁，因医院MRI检查：中、后颅窝占位。
年5月15医院行手术固定头架时，头钉刺破颅骨形成硬膜外血肿，先行血肿清除术。5月28日再次行手术切除肿瘤。术后病理：纤维型脑膜瘤。
年10月10日当地行伽玛刀治疗，27GY/11-12GY
年10月13日复查：肿瘤复发来我院。
质子治疗前
.10质子治疗：46CGE/23F/90%/qd/5f-W
质子治疗前
质子治疗后4年
质子治疗后5年（年）
质子治疗后7年（年）
典型病例3：恶性脑膜瘤
女，29岁。
医院第一次手术，并放疗。
医院二次手术，并行X-刀放疗20GY/16.75GY。
年8月第三次复发，在中山三院行手术。
入院时查体：双眼视力左：0.5、右：0.8，声音斯哑，饮水呛咳，右眼外突，右耳可见瘤体突出，左下肢病理征阳性。
质子治疗：42CGE/21F/90%/qd/5F-W。
治疗第3次后，病人右眼突出减轻；
第15次后，右侧外耳道突出的瘤体消失，声音斯哑和饮水呛咳症状消失
治疗前
治疗结束
6个月后：瘤体消失
典型病例4：右CPA脑膜瘤
女，96岁。青岛莱西人。
年2月份治疗，为我院第三例质子治疗病人。
年7月和11月随访，复查MR示肿瘤缩小。
中央电视台10套《走进科学》年3月播出。
三个月随访
治疗后九个月复查
9个月随访
三、神经鞘瘤的质子治疗
目前，多数神经外科专家认为手术仍是首选治疗方法；然而许多病人不适合外科手术、不愿手术或手术后肿瘤复发，这样，放射外科便成为了更好的治疗方法。
直径小于20mm大小的神经鞘瘤均可考虑伽玛刀治疗。
20~40mm的肿瘤或已挤压到脑干的神经鞘瘤，质子放射治疗是最好的治疗方法。
特别是双侧听神经瘤病人，光子治疗设计两个相近的等中心时，可能出现的热点正位于脑干，或者脑干有较大体积的高剂量区，质子治疗可轻而易举的解决这个难题。
右侧听神经瘤3野照射的剂量分布图
典型病例：
三叉神经鞘瘤
质子治疗前
质子治疗后一年
四、垂体瘤的质子治疗：
垂体微腺瘤和小于2cm并且距离视神经有一定安全距离的垂体大腺瘤，目前普遍倾向于首选伽玛刀治疗。巨大垂体瘤术后肿瘤残留或复发率较高，放射治疗可以弥补手术治疗的不足。对不适合手术的巨大垂体瘤，放射治疗也可能取得非常好的疗效。
质子采用两侧野，90~95％的等剂量线包绕靶区，双侧颞叶仅有10~20％的剂量，明显降低了颞叶坏死的风险。
质子治疗的摆位误差在1mm，瘤体尚未挤压视神经时，给予54Gy的剂量，视神经受到的最大剂量小于54Gy，显然是安全的。但为了避免视神经损害，通常总剂量48-52Gy.
国外研究总结：质子治疗无论在肿瘤控制、内分泌功能和症状控制上均令人满意。
垂体瘤质子治疗两野照射剂量分布图
典型病例：垂体瘤
A.年行常规放疗，肿瘤3.9X3.7cmB.年放疗结束4.1X3.6cmC.年肿瘤继续增大4.1X4.3cmD.质子治疗，DT：46CGE/23F/5f-W/90%。
A.治疗后6月（.9.25）B.治疗后1.5年C.治疗后3年（.10.31)3.4X3.6D.治疗后8年（.9.17）
五、动静脉畸形的质子治疗：
AVM的治疗目的是完全去除病灶，去除每年2%-4%的颅内灾难性出血的危险。单次出血死亡率大约为10%。当外科或栓塞治疗特殊的AVM太危险时，放射外科是最好的治疗选择。伽马刀可以有效的闭锁相对较小的病灶（直径3CM），治疗副反应低。治愈率为90%左右。重复照射未完全闭锁的AVM可以进一步提升闭锁率而不增加严重副反应。近期的数据显示：在放射外科治疗到AVM闭锁期间，出血的风险被降低了大约54%。
体积大且不能手术的AVM可以在质子治疗中获益。
质子放射治疗比以光子为基础的治疗，安全的提高了照射剂量。即使在与光子剂量相同时，带电粒子治疗因为没有出射剂量，所以预期的晚期副反应少。
对于大体积AVM质子治疗多采用低分割治疗，4-5次治疗到总量20-25Gy。
典型病例
六、髓母细胞瘤的质子治疗：
髓母细胞瘤放射治疗包括全脑、全脊髓和后颅凹增量。质子治疗可以减少耳蜗的受照剂量，因此可以降低放射治疗导致的听力丧失等并发症。质子治疗对全脊髓照射同样有很大的益处。质子治疗可以很好地保护甲状腺、心脏、性腺及其他脊柱前方的正常组织和器官，因此可以降低早、晚期正常组织副反应。
质子与X线后颅窝加量野剂量分布比较
质子与X线脊髓照射野剂量分布比较
典型病例：髓母细胞瘤
男，12岁，四室肿瘤，伴梗阻性脑积水。行脑室分流术。脑脊液可见肿瘤细胞。
病理：髓母细胞瘤
质子治疗：
全脑全脊髓+病灶局部增量，剂量分布如图。
治疗前
治疗结束
治疗后1月
治疗后10年
八、胶质瘤的质子治疗：
质子治疗在降低对侧大脑半球及眼的受量上要好于任何的光子计划。用光子给予30Gy全脑放射治疗后，预测IQ评分＜90的风险约为25.1%，而质子治疗可以使风险下降了近10%。
质子治疗与光子调强相比，肿瘤内的剂量分布几乎无明显差异，而正常脑组织的低剂量照射范围要小得多，可以减少放射治疗后对病人智能方面的影响。
对于放射治疗后复发的胶质瘤，质子治疗通过调整照射野的最佳的入射方向，仍然能给肿瘤较高的放射剂量，对有效地控制肿瘤生长，延长病人生命，减少并发症，更具有无法替代的优势。
胶质瘤质子治疗3野照射的剂量分布
典型病例：胶质瘤
质子治疗前
质子治疗后2个月肿瘤缩小
九、其他肿瘤的质子治疗：
典型病例1：血管周细胞瘤
治疗前
质子治疗CGE后复查：明显缩小
质子治疗前
质子治疗结束
病例2：室管膜瘤
质子治疗前
质子治疗后三年
医院质子治疗中心