第57屆美國放射腫瘤學會年會(ASTRO2015)於10月18日至21日在美麗的聖安東尼奧舉行。本次會議繼續突出了物理技術在放射腫瘤治療領域內的重要作用。有關物理技術討論的多是影像技術在引導放療方麵的研究，尤其是磁共振成像(MRI)在靶區勾畫、模擬定位及實時治療臨床應用中的作用;形變算法及自動計劃的快速發展促進了自適應放療的進程以及質子在未來放療中的發展等。
盧潔 教授
MRI影像技術的應用：
在自適應放療中的使用價值顯現
圖像引導的放射治療(ImagingGuideRadiotherapy，IGRT)已經成為很多國內外腫瘤放療中心的常規治療手段，圖像引導的獲取方式主要來自於MV級或KV級錐形束CT(cone-beamCT，CBCT)。
目前MRI也越來越多地被應用在IGRT中，因為這種影像技術有CBCT難以比擬的優勢，例如有優越的軟組織對比;無額外的劑量輻射;多序列的生物功能影像等。
來自美國華盛頓大學醫學院的卡尚尼(R.Kashani)等報告了基於MRI引導自適應放療係統(MR-IGRT)的臨床應用及規程製定，包括工作流程、患者計劃質量保證和治療增加時間。
該係統整合了計劃設計和劑量投照兩個係統，能夠基於每天的MR容積圖像進行快速的在線自適應計劃設計。利用圖像形變配準和輪廓勾畫工具可快速將初始計劃中的輪廓及電子密度映射到每天的MR容積圖像上，同時支持對解剖結構變化和配準誤差的修改。通過對30例患者進行測試，28例使用原始計劃參數優化的在線自適應計劃達到臨床劑量要求。
來自美國威斯康星大學-麥迪遜分校的羅森伯格(S.A.Rosenberg)等報告了MRI實時引導的肝癌立體定向放療(SBRT)治療的經驗及臨床意義。研究對象包括6例肝癌或肝轉移患者。
治療的患者肝功能達到Childs-Pugh(肝功能評分係統)A級或早期B級;計劃約束條件與RTOG1112研究類似;對患者進行模擬定位和MRI引導的鈷60治療計劃;吸氣屏氣以保護肝髒和腸道;計劃靶體積(PTV)在4或5個分次完成照射，平均劑量為50.0Gy(範圍28.9~57.4Gy)。
研究發現，接受MRI引導SBRT治療的患者很好地耐受了肝髒短期毒性;與RTOG1112研究相比，實時觀測腫瘤可允許更小的PTV邊緣外放，這是在不使用碘油、腹壓或呼吸門控狀態下得到的。早期隨訪顯示病變得到很好的控製。MRI引導下肝SBRT安全有效。
形變配準技術的應用：
使自適應放療在臨床中得到更好發展
在放療過程中，靶區和危及器官均在發生變化，適時修改和評估放療療效和危及器官的損傷有著重要的意義。如何更好地利用形變配準技術進行修改計劃成為研究熱點。
形變配準算法軟件的應用，大大提高了靶區勾畫速度和劑量評估精度，使自適應放療在臨床治療中得到了更好的發展。
美國亨利福特醫療集團劉(C.Liu)等報告了利用日常CBCT圖像和形變劑量累加結果研究頭頸部腫瘤放療過程中因脊髓分次治療間的位移所帶來的劑量學影響。
研究回顧分析了10例Ⅳ期口咽癌患者的放療數據。利用自動劑量形變累加係統估計每天的劑量揭示了實際的脊髓劑量比計劃劑量有所增加(10例患者中的5例超過了45Gy)。
研究結果表明，頭頸部腫瘤患者應注意每天的擺位情況。計劃製作時應考慮適當的外擴構成危及器官計劃體積(PRV)，以限製脊髓的最大劑量。
來自美國亨利福特醫院鍾(H.Zhong)等探討了在肺癌患者腫瘤退縮的自適應治療中是否能準確地累加劑量?自適應放療計劃的質量依賴於圖像形變配準的準確性。通過證實虛假的“準確的”圖像配準會在腫瘤區域帶來較大的劑量錯誤，然後展示了一個改進的自適應計劃技術，以減小這種類型的劑量錯誤。研究結論是，如果腫瘤經受了很大的體積改變，基於強度的B樣條配準算法會受限製於很大的誤差。因此，當在分次放療治療的過程中腫瘤退縮很明顯時，這種算法可能不適合行劑量累積計算。在這篇研究中對混合法的改進是模擬解剖結構改變和腫瘤明顯的退縮，同時保持腫瘤在劑量曲線扭曲的時候接受劑量不變，並且隨後提高了自適應優化劑量累積計算的準確性。
自動優化計劃算法的改進：
促進了自適應放療的進展
腫瘤放射治療計劃的過程是運用最合適的技術為個體化腫瘤患者產生最優的劑量分布。調強計劃質量依賴於計劃設計者的經驗以及設計治療計劃所花費時間。尤其是在放療過程中，隨著靶區和危及器官的變化，如何進行在線快速修改計劃成為研究熱點。自動優化計劃的商業化軟件的應用，提高了治療計劃設計流程效率同時確保生成高質量計劃，縮短了實時調整計劃時間，使自適應放療在臨床治療中得到更好發展。
美國加州大學李(N.Li)等報道了基於經驗的宮頸癌自動計劃設計係統的臨床試驗。該項目的目的是為了正在進行中的宮頸癌調強放療國際試驗(INTERTECC)的第3部分訓練並驗證一套基於經驗的自動化計劃設計係統。針對兩家機構84例ⅠB~ⅣA期宮頸癌患者，根據INTERTECC指南設計計劃。使用KBP模型來生成一個固定野調強計劃的平均時間是6.85分鍾。根據詳細的計劃質量表格，84個病例中，基於KBP的計劃勝過常規設計計劃。研究結論是，效率增益顯著，正常組織照射劑量更低;最終的自動計劃設計模塊經驗證可以作為臨床試驗的質量控製係統，也是一個能為宮頸癌設計高質量臨床計劃的有價值的工具。
此外，美國威斯康星醫學院阿泰斯(O.Ates)等還報告了應用基於子野形變方法(SAM)的快速優化算法進行無均整塊射束容積旋轉調強自適應計劃快速在線設計，目的是設計一套能輸入、輸出容積旋轉調強放療(VMAT)計劃射野和機器參數的、與計劃係統交互的軟件工具。通過改進前期應用於固定野調強的SAM算法，根據靶區位置和圖像的改變我們可以用來重新計算VMAT每個控製點處的多葉準直器(MLC)位置。研究結論是，這種優化算法可以快速地在每天掃描的CT或MR圖像上設計FFF射束的容積旋轉調強計劃，計劃質量與再優化計劃相當;SAM方法優化速度迅速可以用作在線自適應計劃。
質子放療的發展
近年來，隨著加速器應用技術、計算機技術和影像診斷技術等醫學物理技術的發展和推廣，質子放射治療得到飛躍性的突破，並很快成為當今醫學界的前沿熱點。質子束對於腫瘤治療比其他放療模式優越的地方主要在於利用質子束的布拉格(Bragg)峰，更好地適形包繞腫瘤的不同形狀，其包繞的邊界比X、γ-射線更銳，但是質子放療在運動靶區和實時的影像監督方麵也還有很多問題仍然需要進一步完善。
美國賓夕法尼亞大學曾(C.Zeng)等評估了在縱隔淋巴結照射時質子筆形束在降低危及器官受量(OAR)方麵的潛能和分次中與分次間移動對計劃穩定性的影響。針對10例患者使用前部質子筆形束射野來確定適形放療區域，在射野路徑上應用填充物進一步減少最小射野能量。將筆形束掃描計劃與三維適形放療(3DCRT)、調強放療(IMRT)及質子雙散射計劃進行對比。結果表明，所有患者的質子筆形束計劃顯著降低了OAR，量化了劑量學受益和滿足了自由呼吸時縱隔淋巴結質子筆形束治療的穩定性需求，保持了在改進放射治療在精準多模態醫學角色中的潛能。
此外，還有研究者報告了在肺癌中利用均勻掃描質子束進行自適應放射治療過程中的一些發現，以及實際應用的考慮和臨床受益等。研究分析了101例肺癌患者，每例患者都用經典的2~4個均勻掃描質子野進行治療。每次CT掃描後，將原計劃和新的CT圖像進行配準，得到與原計劃相同質子射野的質量保證(QA)計劃。對所有計劃自適應的患者都進行了詳細的分析，包括解剖結構變化的類型，實施自適應的分次和自適應的策略。研究將進行與未進行自適應計劃進行了對比，還比較了患者的臨床受益指標，如局部失敗率和總生存率。研究結論是當解剖發生變化，為保持規定劑量分布，對肺癌的質子治療進行自適應計劃還是很必要的。為了得到最優的自適應計劃過程和臨床受益，我們既需要考慮提高劑量分布的好處，也要考慮由此而帶來的耗損、可利用的資源和計劃改變帶來的潛在危險。
