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质子放疗计划系统现状和发展

【 2018-3-14 发布 】 美迪医讯
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据统计,预计到2020年,中国老年人口达到2.48亿,新增癌症病人约为800万人。在人口老龄化和肿瘤发病率上升的背景下,相对于传统手术、化疗、粗放式放疗,精准放疗、免疫治疗以及两者联合治疗等无创性肿瘤治疗方法将成为肿瘤治疗的主流方式。光子放射治疗已有百年历史,技术成熟,治疗经验丰富,目前已经逐步走向智能化。而以质子治疗为代表的粒子治疗技术起步相对较晚,整个行业处于快速发展之中[1]

1. 调强质子治疗是技术发展趋势

与光子相比,质子经过组织时只有很低的入射能量,而且可以在很短的距离内释放出大部分的能量,然后高能量Bragg峰过后的组织则几乎没有能量。鉴于这种物理特性,质子可以更好的保护靶区后的正常组织。目前质子治疗技术主要有两种,一种为被动散射质子治疗(PSPT),通过调制器、准直器和补偿器等获得质子扩展布拉格峰;另一种为调强质子治疗(IMPT),利用不同能级的能量,结合点扫描技术[2]。与光子容积调强(VAMT)PSPT治疗计划相比, IMPT适形性更好。而且IMPT不需要限光筒或补偿器等,节省了制作或更换辅助工具的时间和病人等待治疗的时间。


1飞利浦放疗计划系统Pinnacle3 16.0IMPT模块具备鲁棒性评估和优化、生物优化等功能,可快速制定一个可靠放疗计划。

2. 光子和质子计划功能模块整合

大量的临床证据表明,对于不可切除或因邻近重要器官或组织而不能完全切除的局部侵犯性肿瘤,质子治疗的效果较光子的要好[3]。然而,现在大多数肿瘤质子放疗的疗效还需要大量前瞻性、随机性临床试验来验证。尽管目前质子治疗体现出设备小型化、技术不断成熟、成本下降、临床经验日益丰富等优势,但质子治疗能否形成对光子治疗的颠覆尚需时间证明。在很长一段时间内,光子和质子治疗将处于共存状态,两者取长补短能扩大肿瘤放射治疗的范围。因此,放疗计划系统将光子计划功能模块和质子计划功能模块整合起来,优化放射治疗流程将成为质子放疗计划系统的技术发展趋势。


2飞利浦放疗计划系统Pinnacle3 16.0已将光子和质子计划功能模块整合在同一操作界面,可以直观比较光子和质子计划的优劣,优化放射治疗流程。

3. 质子计划系统智能化

当质子治疗技术发展成熟后,在颠覆光子治疗技术的道路上,治疗效率面临另外一大挑战。例如,在IMPT中,需要多Bragg峰叠加以完整覆盖靶区,这个过程需要能量转换,这就增加了治疗的时间[4]。此外,质子治疗尤其与免疫治疗联合,肿瘤靶体积在治疗期间变化会加快,解剖结构会发生明显改变,不断制定新的治疗计划也很费时费力。所以,质子治疗也会像光子治疗一样趋向自动化、智能化。

3飞利浦放疗计划系统Pinnacle3 16.0自适应计划功能具备靶区形变配准和累计剂量分布评估等功能,提高制定计划的效率。

为满足肿瘤治疗的需求变化,适应放疗技术发展趋势,调强质子治疗技术、光子和质子计划功能模块整合和质子计划系统智能化将成为质子放疗计划系统的发展趋势。

参考文献

[1] Baumann M, Krause M, Overgaard J,et al. Radiation oncology in the era of precision medicine[J]. Nat. Rev. Cancer,2016,16:234–249.

[2]吉结,姜玉良,王俊杰,. 质子放疗的临床应用研究进展 [J]. 西部医学, 2016, 25: 580-584.

[3] 温杰,颜学庆,王俊杰. 肿瘤质子治疗及进展——精准治疗的全新策略[J]. 癌症进展, 2016, 14: 834-839.

[4] 刘玉连,赵徵鑫,张文艺,.质子放射治疗的现状与展望[J].中国医学装备,2017 14:139-143.



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