出国看病 质子束如何对靶区进行照射
发布日期:2017-11-27在实际应用的治疗系统中,由于照射野一般都会稍大于靶区体积,所以中子剂量可能会稍高一些。因此,必须尽量减少质子在喷嘴和准直器的停驻机会。这一点在中子剂量明显增加时尤为重要,用其治疗孕妇和儿童患者时要非常慎重。但无论如何,过量的照射通常并非来自中子,而是来自质子本身。
出国看病服务机构爱诺美康介绍到,以上讲述了被动束流扩展的基本原理,以及相关的物理概念,被动系统可以通过计算来实现,仅需很少的测量调试。需要考虑的参数主要是质子能量、流强和治疗头的物理长度(距离)。用于临床治疗时还必须了解治疗半径、深度和调制度。第二位重要的考虑参数是剂量率,和剂量分布的锐利度;患者专用挡块和射程补偿器,能实现PTV要求的治疗剂量分布。被动系统中多余的中子剂量并非重要的危险因素。
许多不同的装置起散射和射程调制的作用,其中尚未描述过的有楔形滤过器和锥体,有些设备甚至用挡块来散射质子,这里就不详细阐述了。有些被动技术实际上并不那么被动,如束流流强调制器可以大大减少调制器的数量,但要采用特殊的技术和质量保证。单散射在小照射野时能很好地工作,能提供小的侧向半影;但相比而言,患者体内的散射较传递系统,带来的散射对半影的影响更大。双散射系统可更有效地利用流强和能量,所以可用于更大和更深的照射野。
有一种特别适合与流强调制一起使用的装置,是上游射程调制器(可用作第一散射器),以及作为能量补偿的第二散射器的组合。在双散射中的剂量均匀性对准直优劣很敏感。一般情况下,第二散射器上的射线中心准直应。Chu等写过一篇散射和扫描技术的综述,虽有些过时但很全面。大多数患者用散射法治疗,目前唯一的常规用的装在旋转机架上的质子扫描系统,在瑞士Paul Scherrer研究所(PSI)。这是一台混合式的设备,在靠近患者体表处使用降能器,来进行射程调节和调制。在未来的10年,会有若干台纯粹的扫描系统,逐渐在临床上投人使用并不断优化。
质子由于具有一定穿透射程的Bragg峰和局限的散射特性,因此能形成适形的、均匀的靶区剂量分布,以及减少对正常组织的损伤。此外,还有一种在临床上尚未充分应用的技术,即狭窄的质子束可用磁场进行笔形束扫描。出国看病服务机构爱诺美康介绍到,笔形束扫描通过磁场控制偏转束流的方法,使狭窄的质子束从不同的位置,进入患者体内对靶区进行照射。
第一个接受质子笔形束扫描治疗的病例来自日本千叶,研究中采用70MeV的质子束,但由于质子束的能量太低,终未能在临床上应用。瑞士PaulScherrer研究所(PSI,原SIN)和介子(picm)治疗课题的有关工作,开展了比较全面的质子笔形束研究,并且成功地在1981~1992年治疗了500多名患者。研究中采用60聚焦TT介子束(60converging pion beam)动态照射,患者在一个水囊中呈三维方向移动,并采用基于CT图像的逆向技术进行计算。这是PSI决定开发质子笔形束扫描的基础。
1992年,PSI开始开展质子束笔形束,扫描治疗深部肿瘤的新计划,扫描是在一个紧凑型质子旋转机架上实施的。这个旋转机架是继美国Loma Linda大学医学中心的旋转机架制成后,世界上第二个应用于临床的质子旋转机架,并具有合适的大小。经过2年在犬肿瘤上的扫描治疗试验后,1996年底,开始有患者在PSI接受治疗(截至2005年,总共约250例患者)。2000年左右,开始研究调强质子治疗(IM-PT)。IMPT的定义与X射线的调强放射治疗(IM-RT)类似,即单个照射野的剂量分布是不均匀的,但后可通过用多个照射野的组合得到均匀的剂量分布。在常用的束流扫描照射中,每个照射野给予靶区的剂量都是均匀、适形的。其实,束流扫描只是IMPT的一部分,两者都通过质子束的磁扫描来完成。
出国看病服务机构爱诺美康介绍到,后需要提到的是,点扫描只是束扫描中的一种特殊工作模式,点扫描时束流先不输送剂量,而是移动到一个特定的静态位置,一旦正确定位后再传送剂量。这种方法与IMRT模式中的“步进式(step-and-shoot)”照射方法类似。需要注意的是,虽然不同束流的传递工作模式不会改变剂量分布,但对效率和稳定性会产生明显影响;若考虑到照射野内的器官运动时,影响会更大。