研究表明碳离子栅极放疗可产生均一靶区剂量并保护正常组织

栅极放疗（grid-based radiotherapy）是一种以梳状排列的射束进行照射的放疗方式，其特有的剂量-容积效应可在束流路径上减少对正常组织的照射。这种放疗方式可对患者进行重复治疗并且是大分割治疗的潜在治疗策略。以往针对栅极放疗的研究多局限于X射线。

日本-瑞典的一项合作研究通过模拟技术，对碳离子栅极放疗进行了剂量学上的评估。研究人员发现具有交叉碳离子射束的栅极放疗可产生均一的靶区剂量并可减少对邻近靶区正常组织的照射。该项研究发表在3月份的《Medical Physics》杂志上。

栅极模式

该团队应用蒙特卡罗算法模拟了栅极放疗中碳离子射束的剂量分布，靶区是一个在水中的20cm立方形模体中央的2cm立方体。该靶区位于碳离子射束的扩展布拉格峰内，并分别接受4种栅极模式（如上图）照射，射束宽度分别为0.5mm和3mm。研究人员试图通过以上方法寻找在距离靶区5mm处谷峰剂量比（valley-peak dose ratio, VPDR）最小的射束间隔，同时要求靶区剂量均一且高于入射剂量。

研究人员发现，应用单一射束的栅极模式时，1.0mm射束间隔（对应0.5mm射束）和3.2mm射束间隔（对应3mm射束）虽然能达到均一的靶区剂量覆盖，但几乎没有减少对靶区周围的照射剂量，距靶区5mm处的VPDR高达0.9。

相反，由4个交叉射束组成的栅极模式可显著降低靶区外的辐射剂量。其中2.4mm（0.5mm射束）和6.4mm（3mm射束）的较大射束间隔不仅可产生均一的靶区剂量覆盖，并且在靶区邻近区域内VPDR值仅为0.22-0.24。

模拟2D-剂量分布

基于这些发现，论文的第一作者Toshiro Tsubouchi和他的同事正在研发新的技术。“从理论角度看，我们很有信心，”共同作者、卡洛琳斯卡大学医院放射肿瘤医生Alexander Valdman说，“我们可以将栅极模式局限于靶区并对其进行安全剂量的照射，同时保护周围组织。”

研究人员认为无法经传统放疗治愈的脑部肿瘤最可能从这项技术的临床试验中获益。这些患者脑中其他的重要结构往往已经受到了传统放疗的大剂量照射，并且颅内解剖位置固定技术会降低精确实施栅极放疗的难度。“这是栅极放疗能真正发光的领域，”斯德哥尔摩大学资深作者及物理师Albert Siegbahn说。研究人员同时在寻找评价和比较碳离子栅极放疗和传统放疗的方法。（质子中国 编译报道）

信息来源：medicalphysicsweb