第57届美国放射肿瘤学会年会(ASTRO2015)于10月18日至21日在美丽的圣安东尼奥举行。本次会议继续突出了物理技术在放射肿瘤治疗领域内的重要作用。有关物理技术讨论的多是影像技术在引导放疗方面的研究，尤其是磁共振成像(MRI)在靶区勾画、模拟定位及实时治疗临床应用中的作用;形变算法及自动计划的快速发展促进了自适应放疗的进程以及质子在未来放疗中的发展等。

卢洁 教授

        MRI影像技术的应用：

        在自适应放疗中的使用价值显现

        图像引导的放射治疗(ImagingGuideRadiotherapy，IGRT)已经成为很多国内外肿瘤放疗中心的常规治疗手段，图像引导的获取方式主要来自于MV级或KV级锥形束CT(cone-beamCT，CBCT)。

        目前MRI也越来越多地被应用在IGRT中，因为这种影像技术有CBCT难以比拟的优势，例如有优越的软组织对比;无额外的剂量辐射;多序列的生物功能影像等。

        来自美国华盛顿大学医学院的卡尚尼(R.Kashani)等报告了基于MRI引导自适应放疗系统(MR-IGRT)的临床应用及规程制定，包括工作流程、患者计划质量保证和治疗增加时间。

        该系统整合了计划设计和剂量投照两个系统，能够基于每天的MR容积图像进行快速的在线自适应计划设计。利用图像形变配准和轮廓勾画工具可快速将初始计划中的轮廓及电子密度映射到每天的MR容积图像上，同时支持对解剖结构变化和配准误差的修改。通过对30例患者进行测试，28例使用原始计划参数优化的在线自适应计划达到临床剂量要求。

        来自美国威斯康星大学-麦迪逊分校的罗森伯格(S.A.Rosenberg)等报告了MRI实时引导的肝癌立体定向放疗(SBRT)治疗的经验及临床意义。研究对象包括6例肝癌或肝转移患者。

        治疗的患者肝功能达到Childs-Pugh(肝功能评分系统)A级或早期B级;计划约束条件与RTOG1112研究类似;对患者进行模拟定位和MRI引导的钴60治疗计划;吸气屏气以保护肝脏和肠道;计划靶体积(PTV)在4或5个分次完成照射，平均剂量为50.0Gy(范围28.9~57.4Gy)。

        研究发现，接受MRI引导SBRT治疗的患者很好地耐受了肝脏短期毒性;与RTOG1112研究相比，实时观测肿瘤可允许更小的PTV边缘外放，这是在不使用碘油、腹压或呼吸门控状态下得到的。早期随访显示病变得到很好的控制。MRI引导下肝SBRT安全有效。

        形变配准技术的应用：

        使自适应放疗在临床中得到更好发展

        在放疗过程中，靶区和危及器官均在发生变化，适时修改和评估放疗疗效和危及器官的损伤有着重要的意义。如何更好地利用形变配准技术进行修改计划成为研究热点。

        形变配准算法软件的应用，大大提高了靶区勾画速度和剂量评估精度，使自适应放疗在临床治疗中得到了更好的发展。

        美国亨利福特医疗集团刘(C.Liu)等报告了利用日常CBCT图像和形变剂量累加结果研究头颈部肿瘤放疗过程中因脊髓分次治疗间的位移所带来的剂量学影响。

        研究回顾分析了10例Ⅳ期口咽癌患者的放疗数据。利用自动剂量形变累加系统估计每天的剂量揭示了实际的脊髓剂量比计划剂量有所增加(10例患者中的5例超过了45Gy)。

        研究结果表明，头颈部肿瘤患者应注意每天的摆位情况。计划制作时应考虑适当的外扩构成危及器官计划体积(PRV)，以限制脊髓的最大剂量。

        来自美国亨利福特医院钟(H.Zhong)等探讨了在肺癌患者肿瘤退缩的自适应治疗中是否能准确地累加剂量?自适应放疗计划的质量依赖于图像形变配准的准确性。通过证实虚假的“准确的”图像配准会在肿瘤区域带来较大的剂量错误，然后展示了一个改进的自适应计划技术，以减小这种类型的剂量错误。研究结论是，如果肿瘤经受了很大的体积改变，基于强度的B样条配准算法会受限制于很大的误差。因此，当在分次放疗治疗的过程中肿瘤退缩很明显时，这种算法可能不适合行剂量累积计算。在这篇研究中对混合法的改进是模拟解剖结构改变和肿瘤明显的退缩，同时保持肿瘤在剂量曲线扭曲的时候接受剂量不变，并且随后提高了自适应优化剂量累积计算的准确性。

        自动优化计划算法的改进：

        促进了自适应放疗的进展

        肿瘤放射治疗计划的过程是运用最合适的技术为个体化肿瘤患者产生最优的剂量分布。调强计划质量依赖于计划设计者的经验以及设计治疗计划所花费时间。尤其是在放疗过程中，随着靶区和危及器官的变化，如何进行在线快速修改计划成为研究热点。自动优化计划的商业化软件的应用，提高了治疗计划设计流程效率同时确保生成高质量计划，缩短了实时调整计划时间，使自适应放疗在临床治疗中得到更好发展。

        美国加州大学李(N.Li)等报道了基于经验的宫颈癌自动计划设计系统的临床试验。该项目的目的是为了正在进行中的宫颈癌调强放疗国际试验(INTERTECC)的第3部分训练并验证一套基于经验的自动化计划设计系统。针对两家机构84例ⅠB~ⅣA期宫颈癌患者，根据INTERTECC指南设计计划。使用KBP模型来生成一个固定野调强计划的平均时间是6.85分钟。根据详细的计划质量表格，84个病例中，基于KBP的计划胜过常规设计计划。研究结论是，效率增益显著，正常组织照射剂量更低;最终的自动计划设计模块经验证可以作为临床试验的质量控制系统，也是一个能为宫颈癌设计高质量临床计划的有价值的工具。

        此外，美国威斯康星医学院阿泰斯(O.Ates)等还报告了应用基于子野形变方法(SAM)的快速优化算法进行无均整块射束容积旋转调强自适应计划快速在线设计，目的是设计一套能输入、输出容积旋转调强放疗(VMAT)计划射野和机器参数的、与计划系统交互的软件工具。通过改进前期应用于固定野调强的SAM算法，根据靶区位置和图像的改变我们可以用来重新计算VMAT每个控制点处的多叶准直器(MLC)位置。研究结论是，这种优化算法可以快速地在每天扫描的CT或MR图像上设计FFF射束的容积旋转调强计划，计划质量与再优化计划相当;SAM方法优化速度迅速可以用作在线自适应计划。

        质子放疗的发展

        近年来，随着加速器应用技术、计算机技术和影像诊断技术等医学物理技术的发展和推广，质子放射治疗得到飞跃性的突破，并很快成为当今医学界的前沿热点。质子束对于肿瘤治疗比其他放疗模式优越的地方主要在于利用质子束的布拉格(Bragg)峰，更好地适形包绕肿瘤的不同形状，其包绕的边界比X、γ-射线更锐，但是质子放疗在运动靶区和实时的影像监督方面也还有很多问题仍然需要进一步完善。

        美国宾夕法尼亚大学曾(C.Zeng)等评估了在纵隔淋巴结照射时质子笔形束在降低危及器官受量(OAR)方面的潜能和分次中与分次间移动对计划稳定性的影响。针对10例患者使用前部质子笔形束射野来确定适形放疗区域，在射野路径上应用填充物进一步减少最小射野能量。将笔形束扫描计划与三维适形放疗(3DCRT)、调强放疗(IMRT)及质子双散射计划进行对比。结果表明，所有患者的质子笔形束计划显著降低了OAR，量化了剂量学受益和满足了自由呼吸时纵隔淋巴结质子笔形束治疗的稳定性需求，保持了在改进放射治疗在精准多模态医学角色中的潜能。

        此外，还有研究者报告了在肺癌中利用均匀扫描质子束进行自适应放射治疗过程中的一些发现，以及实际应用的考虑和临床受益等。研究分析了101例肺癌患者，每例患者都用经典的2~4个均匀扫描质子野进行治疗。每次CT扫描后，将原计划和新的CT图像进行配准，得到与原计划相同质子射野的质量保证(QA)计划。对所有计划自适应的患者都进行了详细的分析，包括解剖结构变化的类型，实施自适应的分次和自适应的策略。研究将进行与未进行自适应计划进行了对比，还比较了患者的临床受益指标，如局部失败率和总生存率。研究结论是当解剖发生变化，为保持规定剂量分布，对肺癌的质子治疗进行自适应计划还是很必要的。为了得到最优的自适应计划过程和临床受益，我们既需要考虑提高剂量分布的好处，也要考虑由此而带来的耗损、可利用的资源和计划改变带来的潜在危险。