胸腺肿瘤质子碳离子放疗的剂量对比研究及短期疗效观察

目的对比光子和质子碳离子(粒子)放疗计划在有可见胸腺肿瘤患者中危及器官受量的差异,并观察粒子射束放射治疗胸腺肿瘤的近期疗效和不良反应。方法回顾性分析19例于2015年9月至2018年8月接受非姑息性粒子放疗、至少经过1次随访的胸腺肿瘤患者。肿瘤分期涵盖Ⅰ~ⅣB期,其中Ⅲ~ⅣB期15例。所有患者均经病理学证实,包括10例胸腺瘤,6例胸腺癌和3例胸腺神经内分泌肿瘤。对13例有可见肿瘤的患者进行光子调强、质子和碳离子笔形束扫描放疗计划对比,光子和质子的处方为66 GyE/33次,碳离子为66 GyE/22次。未经手术的5例初治和7例术后肉眼肿瘤残留(R2切除)患者,接受根治性放疗:质子44.0~48.4 GyE/20~22次加碳离子推量21.0~23.1 GyE/7次;1例完整切除(R0)术后患者,质子45 GyE/25次;5例术后显微镜下残留(R1切除)者,质子60.0~61.6 GyE/28~30次;1例术后放疗后复发者,碳离子60 GyE/20次。结果中位随访时间19.0(2.4~42.9)个月。13例可见肿瘤患者肿块最大径中位数5.7(2.7~12.8)cm;剂量对比研究显示粒子计划可显著降低脊髓最大剂量、肺、心、食管等危及器官的平均剂量、以及受照区域积分剂量,仅约为光子计划的25%~65%。除1例心肌梗死(4级晚期反应)可能与放疗相关外,未发现其他≥3级放疗相关不良反应。所有患者无局部复发,4例Ⅲ~ⅣB期患者在放疗开始后6.1~22.8个月出现区域淋巴结、肺、胸膜、颅底、骨和肝等部位转移。2年局部控制率和总生存率均为100%,无疾病进展生存率和无远处转移生存率均为64.6%。结论对胸腺肿瘤的剂量对比分析显示,质子碳离子放疗的正常组织受量仅为光子计划的25%~65%;临床结果提示短期疗效好、不良反应轻微。

探测临床质子碳离子布拉格峰声信号的初步研究

目的验证一种高灵敏度宽频声学探测器测量临床质子碳离子布拉格峰声信号可行性。方法将该声学探测器紧贴在圆柱状水箱后方。水箱水等效深度使用寻峰设备(Peakfinder,PTW,德国西门子)经高能质子测定。通过固定总离子数,分别改变离子流强和布拉格峰到探测器前表面距离来研究布拉格峰声信号强度与探测器到布拉格峰距离和流强关系;改变束流与探测器侧向位置来研究测量布拉格峰横向半高宽可行性。结果束流开始或束流结束产生的声脉冲幅度可间接表示声信号强度。质子布拉格峰声信号强度与探测器到布拉格峰深度距离呈反比,与流强呈正比,125.43 MeV质子布拉格峰横向半高宽与治疗计划系统模拟值最大偏差11.7%(取束流开始或结束测量数据中最大值)。碳离子呈相似规律,但178.89 MeV/u碳离子布拉格峰横向半高宽比治疗计划系统模拟值偏大45.6%(束流结束测量值),探测器到布拉格峰深度距离可显著增加至67.7 mm。结论该声学探测器可有效探测质子碳离子布拉格峰声信号,但需进一步降低噪声影响。

基于非小细胞肺癌碳离子点扫描治疗的不同优化策略研究

目的 通过设计4种碳离子点扫描优化策略,对非小细胞肺癌（NSCLC）的靶区剂量覆盖和危及器官（OARs） 受量变化来评估各策略。方法 10例NSCLC粒子治疗患者,于治疗期间采集多组四维CT （4DCT）用于剂量评估。4种优化策略为单纯调强优化（IMCT-NoAS）、调强优化结合肿瘤内靶区（IGTV）组织密度设定（IMCT-ASM）、单纯单射野优化（SBO-NoAS）、单射野优化结合靶区组织密度设定（SBO-ASM）。初始计划在复查4DCT数据上重新计算后与初始计划做剂量比较。结果 初始计划在复查CT数据上重新计算后各策略间靶区覆盖相近,仅IMCT-NoAS有较大剂量分布差异。而OARs剂量相对于初始计划患侧肺V20生物有效剂量（RBE）最大增加约2.0 Gy;IGTV组织密度设定计划,心脏V30最大增加RBE约1.0 Gy,而IGTV未设定的计划则最大降低RBE约0.2 Gy;脊髓的RBE最大值约有2.5 Gy差异。结论 碳离子治疗对射束路径上的肿瘤内运动变化敏感。当肿瘤在头脚方向的运动幅度〉8 mm时,SBO-ASM 策略有较好的靶区覆盖,但潜在导致剂量分布过冲到比初始计划剂量分布更深的位置。