调强质子放疗中屏息能否减小运动对治疗的影响？

为了使射线击中靶区，避免周围正常组织受到照射，减少放疗中运动对治疗的影响至关重要，使用先进的放疗技术时尤为如此。屏息法，即患者憋气至少20秒，经证实具有剂量鲁棒性（robustness），且可用于局部晚期非小细胞肺癌的治疗。

瑞士PSI（Paul Scherrer Institute）和丹麦Rigshospitalet的研究人员对于屏息法是否适合用于笔形束扫描（pencil-beam scanned，PBS）调强质子放射治疗（IMPT）进行了研究。他们认为，这种方法适用于肿瘤小于200cm³的患者。点击“阅读原文”获取原文链接 。

他们的研究是基于PSI以往的研究进行的。研究结果表明，对于接受笔形束治疗的早期肺癌患者来说，等效水路径距离（ water-equivalent path length，WEPL）和肿瘤的基线变化是证实屏息治疗计划鲁棒性的很好的指标。项目的主要参与者Jenny Gorgisyan表示，早期的研究也表明对大肿瘤患者来说，屏息治疗计划的鲁棒性更好。

质子模拟

Gorgisyan和她的同事使用了15位接受66Gy/33f调强光子放射治疗的非小细胞肺癌患者的屏息CT数据进行了模拟质子治疗。他们评估了每位患者10组屏息CT扫描数据：一组基线数据，其他9个分别是第2天、第16天和第31天获取的3组连续屏息CT数据。他们使用多野优化技术，根据屏息CT数据获得了3野调强质子放疗计划。

研究人员选择了鲁棒性束流设计，使每一束束流可以穿过与计划CT和第2天的屏息CT数据解剖结构差异很小的区域。治疗的剂量起初为平均计划靶区（PTV）剂量，然后增加1%-3%，确保PTV V_95%约为95%。除了4位患者的食管剂量外，其他病例的剂量都能满足剂量限制。

研究人员在形变剂量网格法基础上使用4D剂量计算软件进行计算。他们还进行了可变形图像配准，这对于质子模拟来说相当重要，因为这可以对重复的CT扫描数据进行累积剂量叠加。他们总共计算了1485个4D剂量分布（3野×33分次×15位患者）。评估过程中，研究人员也分析了肿瘤的基线变化（baseline shift）、肺体积变化，以及WEPL变化。WEPL的计算是指到达靶区末端的像素所穿过的路径距离乘以质子穿过材料相对于水的阻止本领系数。

临床可行性

根据临床上对于每次治疗屏息3次或3次以下的要求，15位患者中的12位可以接受IMPT治疗。这12位患者的肿瘤体积小于200cm³。其他3位治疗过程中需要屏息4-9次的患者的临床靶体积（CTV）大小分别是371cm³、509cm³和958cm³。15位患者中的9位从治疗时间角度来看，IMPT屏息治疗计划具有剂量鲁棒性，且临床可行。

剂量下降以及传输时间

剂量降低和传输次数

作者表示，计划和模拟治疗的平均CTV V₉₅剂量分布分别为99.8%和99.7%。对于大部分患者来说，由于分次间和分次内的屏息运动造成的靶区剂量减小和正常组织剂量增加效应很小。12个计划CTV V₉₅的下降不到5%，证明计划鲁棒性非常好。

他们指出WEPL的变化是计划鲁棒性的重要预测因素。因为计算WEPL比计算全部剂量快，作者相信“对于移动的肺肿瘤的治疗，将在线评估WEPL变化和日常图像验证结合起来能够增加临床治疗信心。”

Gorgisyan也建议说在重复CT扫描上计算WEPL将会决定屏息的可重复性，可以用于指导患者选择治疗方法。“治疗时间长，就需要多次屏息，这也会引起患者的不适合，导致肿瘤位置不确定。”Gorgisyan解释说，“使用WEPL，我们能够选出那些临床上不适合屏息治疗的患者。”

“因为以往的研究表明光子放疗中使用屏息技术而不是自由呼吸能更好的保护肿瘤周围危及器官，我们想了解这种情况是否也适用于质子治疗。”Gorgisyan说，“但这需要更多的质子模拟治疗研究，我们的研究还只是初级阶段。我们期待将屏息技术和其他运动管理技术，比如重复扫描技术相结合能进一步提高治疗计划的鲁棒性。”

信息来源: medicalphysicsweb