11月18日，在首屆合肥國際質子重離子放射治療論壇上，美國MD安德森癌癥中心朱小榮教授發表了題為《從物理學視角看肺癌精準質子放射治療》的演講，從醫學物理學角度闡述了肺癌質子治療面臨的問題以及目前的解決方案。
朱小榮教授
組織異質性
1986年，Urie發現在非均勻組織中，質子束能量下降趨勢相較于均勻組織有所減緩，且減緩的程度因不同的非均勻性而有所差異。2015年，MD 醫學物理學家Titt再次驗證了Urie的實驗結果，證明利用蒙特卡洛算法可以更為精確地計算非均勻組織中的質子束劑量；MD 近期的研究也證實，解析算法對于肺癌的質子劑量計算不夠精確。這些研究表明，蒙特卡洛算法是目前肺癌質子治療劑量計算最可靠的計算方法。
解剖變化
在質子治療過程中，肺部腫瘤的解剖結構可能會發生明顯變化，部分質子中心在每次照射前使用錐形CT（CBCT）進行影像掃描；不少中心并未配備錐形CT，每周進行一次常規CT掃描，這也有助于根據治療靶區解剖結構的變化重新制定計劃。
研究表明，與根據計劃靶體積（PTV）制定治療計劃相比，肺癌患者調強質子治療中采用穩健優化考慮定位和范圍的不確定性同樣可以減少解剖改變帶來的劑量差異。但治療中定位和范圍的不確定性始終存在，因此建議肺癌IMPT治療中重復采集患者靶區圖像并使用自適應治療計劃。另有研究表明，利用多組CT同時進行穩健優化可提高對有解剖改變患者的治療計劃的穩健性，但由于臨床上無法預測每個患者的解剖改變，若未來能利用大數據分析建立患者解剖改變預測模型，或許可以減少自適應治療計劃的使用。
對于患者解剖結構改變的問題，利用容積成像指導臨床使用自適應治療計劃非常重要，例如使用CT-on rail和CBCT。許多新建的質子中心都配備了CBCT。雖然CBCT的精度還不足以進行質子劑量計算，但已經有很多研究針對這個問題展開，希望解決這一問題。此外，治療期間定期進行CT掃描也有助于應對治療過程中患者解剖結構的變化。
呼吸練習
鉛筆束掃描受呼吸運動影響，這對于僅配備鉛筆束掃描的質子中心來說是一個非常重要的問題，但肺部并非所有部位都會發生明顯移動。2002 年的一項研究表明，肺部上葉的移動小于下葉，2012 年 MD 的一項研究發現早期肺癌比晚期肺癌移動更多，且移動方向主要為上下。這兩項研究為醫學物理學家如何解決呼吸運動對質子治療的影響提供了幫助。
MD 團隊研發的呼吸運動分析軟件將腫瘤運動分為三個方向：平行于照射野、垂直于照射方向、上下運動。上下運動意味著無論射線從哪個方向照射，運動對筆形束掃描的影響是一樣的。而垂直運動對筆形束掃描的影響則隨照射野方向不同而不同。例如對于食道癌患者，如果射線從患者背后照射，腫瘤運動對治療的影響微乎其微。
朱教授還指出，運動的影響應通過考慮靶區大小與運動幅度的比值來衡量，同樣的運動幅度對靶區面積較大的腫瘤影響較小。2017年5月發布的《PTCOG胸部及淋巴委員會胸部腫瘤鉛筆束質子治療實施共識指南》建議采用門控技術或屏氣技術選擇合適的患者，詳情可參見質子中國的前期報道。MD 的研究發現英語作文，當運動方向與掃描方向一致時，運動對劑量分布的影響相對較小，如果掃描方向與運動方向垂直，那么運動對劑量分布的影響就比較大。重復掃描對于處理運動對治療的影響非常有幫助，有助于改善劑量分布。但在使用掃描技術時，需要注意的是，當束斑過小時安德森 物理學家，運動對治療的影響更為明顯，在制定計劃時考慮靶區運動方向，有助于降低對劑量的影響。
朱教授表示安德森 物理學家，除了定位和范圍的不確定性，胸部腫瘤的質子治療還面臨組織不均勻性、解剖改變、呼吸運動（尤其是使用筆形束掃描時）等問題。不過，醫學物理學家已經進行了深入研究，這些問題的解決方案越來越近了。（質子中國現場報道）
特別感謝朱小榮教授審閱本文
2017年相關報告
