11月18日，在首届合肥国际质子重离子放射治疗论坛上，美国MD安德森癌症中心朱小荣教授发表了题为《从物理学视角看肺癌精准质子放射治疗》的演讲，从医学物理学角度阐述了肺癌质子治疗面临的问题以及目前的解决方案。
朱小荣教授
组织异质性
1986年，Urie发现在非均匀组织中，质子束能量下降趋势相较于均匀组织有所减缓，且减缓的程度因不同的非均匀性而有所差异。2015年，MD 医学物理学家Titt再次验证了Urie的实验结果，证明利用蒙特卡洛算法可以更为精确地计算非均匀组织中的质子束剂量；MD 近期的研究也证实，解析算法对于肺癌的质子剂量计算不够精确。这些研究表明，蒙特卡洛算法是目前肺癌质子治疗剂量计算最可靠的计算方法。
解剖变化
在质子治疗过程中，肺部肿瘤的解剖结构可能会发生明显变化，部分质子中心在每次照射前使用锥形CT（CBCT）进行影像扫描；不少中心并未配备锥形CT，每周进行一次常规CT扫描，这也有助于根据治疗靶区解剖结构的变化重新制定计划。
研究表明，与根据计划靶体积（PTV）制定治疗计划相比，肺癌患者调强质子治疗中采用稳健优化考虑定位和范围的不确定性同样可以减少解剖改变带来的剂量差异。但治疗中定位和范围的不确定性始终存在，因此建议肺癌IMPT治疗中重复采集患者靶区图像并使用自适应治疗计划。另有研究表明，利用多组CT同时进行稳健优化可提高对有解剖改变患者的治疗计划的稳健性，但由于临床上无法预测每个患者的解剖改变，若未来能利用大数据分析建立患者解剖改变预测模型，或许可以减少自适应治疗计划的使用。
对于患者解剖结构改变的问题，利用容积成像指导临床使用自适应治疗计划非常重要，例如使用CT-on rail和CBCT。许多新建的质子中心都配备了CBCT。虽然CBCT的精度还不足以进行质子剂量计算，但已经有很多研究针对这个问题展开，希望解决这一问题。此外，治疗期间定期进行CT扫描也有助于应对治疗过程中患者解剖结构的变化。
呼吸练习
铅笔束扫描受呼吸运动影响，这对于仅配备铅笔束扫描的质子中心来说是一个非常重要的问题，但肺部并非所有部位都会发生明显移动。2002 年的一项研究表明，肺部上叶的移动小于下叶，2012 年 MD 的一项研究发现早期肺癌比晚期肺癌移动更多，且移动方向主要为上下。这两项研究为医学物理学家如何解决呼吸运动对质子治疗的影响提供了帮助。
MD 团队研发的呼吸运动分析软件将肿瘤运动分为三个方向：平行于照射野、垂直于照射方向、上下运动。上下运动意味着无论射线从哪个方向照射，运动对笔形束扫描的影响是一样的。而垂直运动对笔形束扫描的影响则随照射野方向不同而不同。例如对于食道癌患者，如果射线从患者背后照射，肿瘤运动对治疗的影响微乎其微。
朱教授还指出，运动的影响应通过考虑靶区大小与运动幅度的比值来衡量，同样的运动幅度对靶区面积较大的肿瘤影响较小。2017年5月发布的《PTCOG胸部及淋巴委员会胸部肿瘤铅笔束质子治疗实施共识指南》建议采用门控技术或屏气技术选择合适的患者，详情可参见质子中国的前期报道。MD 的研究发现英语作文，当运动方向与扫描方向一致时，运动对剂量分布的影响相对较小，如果扫描方向与运动方向垂直，那么运动对剂量分布的影响就比较大。重复扫描对于处理运动对治疗的影响非常有帮助，有助于改善剂量分布。但在使用扫描技术时，需要注意的是，当束斑过小时安德森 物理学家，运动对治疗的影响更为明显，在制定计划时考虑靶区运动方向，有助于降低对剂量的影响。
朱教授表示安德森 物理学家，除了定位和范围的不确定性，胸部肿瘤的质子治疗还面临组织不均匀性、解剖改变、呼吸运动（尤其是使用笔形束扫描时）等问题。不过，医学物理学家已经进行了深入研究，这些问题的解决方案越来越近了。（质子中国现场报道）
特别感谢朱小荣教授审阅本文
2017年相关报告
