质子刀的原理是利用带正电荷的质子在电场中持续加速,达到一定速度和能量后射入目标之内,利用布拉格尖峰(Bragg peak)现象对特定目标在某一深度位置释放大量能量,以达到对目标进行破坏的目的。
具体来说,质子在电场中受到电场力的作用,不断加速,当它们达到一定速度和能量后,会射入人体内的肿瘤或其他目标。在射入目标的过程中,质子的能量会在某一特定深度(布拉格峰)集中释放,这个深度取决于质子的能量和入射角度。由于布拉格峰的存在,质子在峰前和峰后的能量较低,因此可以最大限度地减少对周围正常组织的损伤。
在实际治疗中,质子刀通过计算机成像和3D重建技术,对患者进行个体化的治疗方案,精确地瞄准肿瘤的位置和形状,从而实现对肿瘤的精准破坏,同时最大限度地保护周围正常组织。
质子刀治疗的适应症包括脑和脊髓疾病,如脑的良恶性肿瘤、脑血管疾病等。由于其高精度和低副作用的特点,质子刀在肿瘤放射治疗领域具有显著的优势,被誉为“放疗界天花板”。