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！