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放疗的方向 – 4PI之外 4π放疗

放疗的未来是什么?新一代、下一代产品的方向是哪里?现代放疗设备已经不再追求高能量高剂量,转而追求真正的实时引导、以及更加灵活的系统联动,向敏捷放疗、精确放疗更进一步。

4π放疗就是在这个前提下提出的一个新方向。

“车到山前必有路,船到桥头自然直”。话说放疗技术从二维到三维,从三维到三维适形,从三维适形到IMRT,包括补偿器的IMRT, STEP AND SHOOT IMRT, 滑窗IMRT, 体积调强 VMAT。那么,我们是否走到了尽头?笔者有幸10多年前问过这个问题,一位业界大伽就回答过,而且是非常好的答案:“我们需要改变物理”。这里的物理包括粒子的种类,例如质子,重离子。还包括目前有的加速器设计从C型改变为其它可行的设计。

Ke Sheng以前提出了4PI的概念,并举例说明有些情况下,4PI给出的计划的确优于VMAT,尽管其复杂度增加了很多。除了4PI,最近医学物理杂志发表的一篇文章也很有意思,他们是瑞士伯尔尼大学提出的动态轨迹放疗(dynamic trajectory radiotherapy, DTRT)的优化问题。中心思想就是联动准直器,加速器机头,治疗床,以便找到优化的治疗轨迹,可以达到同4PI类似的效果。他们利用Eclipse 已有的脚步文件功能,测试了两个头颈部病人,一个肺部病人,一个食道病人和一个前列腺病人。大致结论就是DTRT是可行的,在保证病灶相同的情况下,危及器官的剂量有可能减小。

首先贴一下4π放疗概念的起源,为避免翻译错误,贴出英文原文:

然后我们看看DTRT的实施以及与VMAT对比:

我们知道,必须改变物理才能突破目前已经有的技术瓶颈。这种改变包括几何上的改变,当然也包括粒子的改变。瑞士伯尔尼大学发了动态轨迹放疗的文章, DTRT,在同一期医学物理杂志上,他们还发了一篇结合DTRT和光子,电子同时调强的文章。并将该技术应用到一个头部和两个头颈部病人的例子上。这个研究把DTRT和光电子调强都融合了,可以说是目前技术应用更近一步的研究了。已经很少看到一个研究组连续发这样高水平的文章了,的确带来新的启示,希望大家仔细看看。

技术突破是没有极限的,只有你的想象有极限。这两篇来自瑞士的文章给医学物理注入新的思维。我们可以利用已有的资源开发出更好的技术方法。当然,目前这个研究只是处于研究阶段,但是距离离床的应用不是那么远。未来是什么样子的,我们都不知道,但我们知道,会更加复杂,更加高级,也更加需要医学物理师的参与和保驾护航!

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