质子刀治疗采用内照射方式,中子源紧贴病灶部位,大剂量质子刀射线从内部集中照射肿瘤,对肿瘤细胞的直接杀伤力大,对肿瘤细胞内氧依赖性小,对处于不同细胞周期癌细胞的放射敏感性差别小,无或很少有致死性损伤和亚致死性损伤修复,肿瘤治好率高,复发率低。
而对肿瘤外部的健康组织损害小。质子刀射线难以获得,同时对正常组织的损伤难以弥补,另外质子刀是一种新的放疗技术,需更多的验证。
对于目前肿瘤治疗来说,手术为根本的治疗手段之一,中子刀仅作为肿瘤治疗的挽救手段,而且临床研究相对较少。
质子刀采用内照射,一般正常组织剂量低,毒性反应小,但正常组织受照射后的反应主要依照射部位不同而异。

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