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質子刀

原理

質子刀之原理為利用帶正電荷質子在電場中持續加速,達到一定速度和能量之後,射入標的物之內,利用布拉格尖峰(Bragg peak)現象,對特定標的物內在某一深度位置釋放大量能量,以達到對物體特定深度區域進行破壞之目的。質子刀屬於質子加速器的一種商業應用,早期質子加速器都是應用在粒子物理學上的質子加速撞擊以發現新的粒子;全世界最大的質子加速器設置於歐洲核子研究中心(CERN)。目前已趨成熟的質子加速器技術則應用到許多不同的商業領域。
 

醫學應用
在醫學腫瘤放射治療上所使用的質子刀,大都採用由碳原子之原子核所製成的重粒子質子加速器,原因是其所攜帶的能量較大,治療效果較顯著。在實際治療時,將質子刀以三度空間對位瞄準患者之腫瘤位置,透過攜帶能量之質子在特定深度會釋放大部分能量的布拉格尖峰現象,將大量能量釋放於腫瘤中(癌症病灶區),以達到破壞腫瘤中之癌細胞而不破壞腫瘤外其他正常細胞,乃至最後消除腫瘤之目的。比起傳統的X光放射性治療或伽傌刀、光子刀等治療,質子刀治療對病灶區週邊正常細胞的傷害小很多,相對地副作用也較少。質子刀治療為目前全世界最先進的腫瘤放射治療技術,但以質子刀為主要設備之質子治療中心因為設置費用非常昂貴,到2012年為止全世界已成立的質子治療中心只有約四十座,所治療的病人總共約七萬人。中國之第一座質子治療中心於2004年12月開始臨床使用,台灣第一座質子治療中心於2014年開始臨床使用