目的 开发并验证一种用于展宽布拉格峰的结构体,以提高粒子放疗的效率与适形性.方法 通过随机堆叠与规律堆叠两种方式来制作具有多孔性的网格堆叠结构(MPS),每一层网格中,网格厚度、线宽与线间距分别为0.1、0.1、0.5mm,总尺寸为10cm×10cm.使用蒙特卡罗程序FLUKA模拟196 MeV/u的碳离子束流与105 MeV的质子束流穿过MPS后的输运过程,评估调制后束流的剂量分布、束流不均匀性以及MPS的调制能力稳定性,并评估MPS在鼻咽癌(63 Gy分21次)、肺癌(77 Gy分22次)与前列腺癌(70.4 Gy分16次)各1例临床计划中的调制效果.结果 MPS最多能够将质子束流和碳离子束流的布拉格峰宽度分别增加1.73 mm和2.95 mm,对于不同入射位置,10层以上的规律堆叠能够将MPS的调制能力差异降至5％之内.堆叠30层的MPS调制后的束流输运18 cm后可使不均匀性降至3％之内,与临床使用的波纹滤波器相比,MPS能够将质子等中心束斑减小0.91 mm.在鼻咽癌计划调制中,使用MPS能够将治疗时间缩短213s(37％)且脑干所受的最大剂量减小了 3.28 Gy(7.5％).结论 使用MPS能够有效地展宽粒子束流的布拉格峰,提高临床放疗效率,规律堆叠的MPS调制能力稳定性较强.调制后的束流能够实现相对良好的均匀性,具有贴近患者而减小横向散射并提高适形性的临床应用潜力.

目的:探索肿瘤长径>8 cm的巨块非小细胞肺癌（NSCLC）放疗中质子部分立体定向消融推量放疗（P-SABR）的剂量学优势。方法:收集既往应用光子P-SABR治疗的9例巨块NSCLC的定位影像。在光子肿瘤推量靶区（光子GTVb）基础上逐步外扩，直到重要危及器官受量达3.0 Gy/次时停止，形成质子肿瘤推量靶区（质子GTVb），质子GTV、CTV范围同光子，分别制订光子固定野调强放疗（光子FF-IMRT）、光子容积调强弧形治疗（光子VMAT）、质子调强放疗（IMPT）计划。对比不同治疗技术的剂量学参数。结果:光子GTVb和质子GTVb占GTV体积比分别为25.4%±13.4%和69.7%±30.0%（ P<0.001）。光子IMRT、光子VMAT、IMPT的CTV平均剂量分别为（76.1±4.9）Gy、（78.2±3.6）Gy、（84.7±4.9）Gy，生物有效剂量（BED）≥90 Gy所包含肿瘤占GTV体积的百分比分别为70.7%±21.7%、76.8%±22.1%、97.9%±4.0%，质子较光子P-SABR计划显著提高了靶区剂量及BED（ P<0.05）。质子较光子计划还降低了危及器官受量，其中光子FF-IMRT、光子VMAT和IMPT的双肺V 5 Gy分别为49.2%±22.0%、56.8%±19.0%和16.1%±6.3%（ P<0.001）。 结论:质子P-SABR较光子可在降低危及器官受量情况下，扩大肿瘤推量靶区范围并提高肿瘤内BED，有望进一步提高巨块NSCLC的局部控制率。

粒子射线放疗（PBRT）是基于质子和重离子（目前临床以碳离子为主）射线的放疗技术，通过扩展Bragg峰实现卓越的剂量分布，实现靶向肿瘤部位并保护周围正常组织，从而提供精准的肿瘤治疗。在生物效应方面，质子射线的相对生物效应（RBE）为1.1，略高于光子射线；而碳离子为高传能线密度射线，RBE一般为2~3，针对放射抗性和乏氧肿瘤更具优势。PBRT临床应用包括单线束放疗和混合线束放疗，后者综合不同粒子的优势，是肿瘤治疗研究的重要方向。目前PBRT仍面临着众多挑战，技术上如运动靶区、剂量的不确定性，因此需要呼吸门控和自适应计划等先进技术；临床上，有限的随机对照试验（RCT）限制了PBRT的临床验证。现有的RCT研究，如美国MD安德森癌症中心的研究，虽观察到PBRT的获益，但也表明仍需进一步研究来确认其长期疗效和安全性。未来的研究除将PBRT与光子治疗进行比较外，还应探索将PBRT与免疫治疗等全身治疗相结合的治疗获益。回顾PBRT的临床实践和研究概况，并进一步讨论其在肿瘤治疗中的成本效益，有助于为读者提供全面的理解，推动PBRT在肿瘤治疗中的发展和应用。

肿瘤放疗的基本准则是提高肿瘤靶区的放射剂量，同时更好地保护肿瘤周围的正常组织器官。质子束治疗（PBT）是目前全球最先进的放疗技术之一，其能更好地体现这一准则。理论上，质子束以其特有的Bragg峰和优越的相对生物学效应，可给予肿瘤靶区最大剂量，同时降低肿瘤周围正常组织器官的接受剂量，实现对肿瘤靶区的"定向爆破"，提高肿瘤的局部治疗率和控制率，优于传统光子治疗。目前已应用于临床的研究包括黑色素瘤、肺癌、食管癌、乳腺癌、肝癌、前列腺癌和儿童恶性肿瘤等多种病变，但多为回顾性研究，而且建立和维护质子设备的成本巨大，因此用PBT治疗恶性肿瘤尚存争议。PBT面临的挑战是缺乏足够的临床证据和不明确的生物学效应等，克服这些不足可能会更好地促进PBT的快速发展。笔者详细论述了PBT的物理、生物学特性及其在肿瘤治疗中的研究和应用进展。

目的:探索 18F－氟硝基咪唑(FMISO)PET/CT乏氧显像对于非小细胞肺癌(NSCLC)患者重离子放疗早期治疗响应的临床价值。 方法:回顾性分析2018年4月至2021年1月在上海市质子重离子医院接受重离子放疗的23例NSCLC患者[男19例、女4例，年龄(64.9±10.3)岁]治疗前后 18F－FMISO PET/CT图像。评价指标包括基线及治疗后病灶的肿瘤体积(TV)、肿瘤/本底比值(TBR)等参数。以基线病灶TBR≥1.4作为乏氧阈值，将患者分为乏氧组和非乏氧组。采用Wilcoxon符号秩检验比较2组患者TV和TBR在放疗前后的变化。 结果:23例NSCLC患者中，乏氧组17例、非乏氧组6例。与基线相比，乏氧组治疗后的TV[59.44(22.86，99.43)和33.78(8.68，54.44) cm 3； z＝－3.05， P＝0.002]和TBR[2.25(2.09，2.82)和1.42(1.24，1.67)； z＝－3.39， P＝0.001]均明显缩小；非乏氧组治疗后的TV[16.19(6.74，36.52)和8.59(4.38，25.47) cm 3； z＝－1.57, P＝0.120]和TBR[1.19(1.05，1.27)和1.10(0.97，1.14)； z＝－1.89, P＝0.060]亦下降，但差异无统计学意义。 结论:乏氧的NSCLC肿瘤对重离子射线敏感。与非乏氧肿瘤相比，乏氧肿瘤响应更快，放疗结束后早期就可以观察到TV明显缩小。重离子射线能够显著改善肿瘤乏氧程度。

为了提高肿瘤治疗效果并最大程度降低其毒性，研究人员针对多种类型肿瘤正在研究如何根据患者个体情况化进行适应性治疗。随着现代辐照技术(如调强放疗)的引入，结合功能显像技术能够更精准地描绘治疗靶区的性能，为治疗适应创造了多种机会。根据功能性CT、MRI和PET显像结果，在治疗过程中随时调整放疗靶区，或明确原发肿瘤内部的亚区以优化放疗剂量策略。此外，借助解剖或功能显像还能够预测正常组织发生并发症的概率，如使用CT或PET显像来预测放射性肺炎。PET显像除了聚焦、监测实体肿瘤以辅助放疗，并调整治疗策略外，还能够验证质子束疗法的疗效。本文主要讨论放射肿瘤学中基于影像学的治疗适应的现状及其所面临的挑战。

目的:探讨非小细胞肺癌患者光子调强适形放疗（IMRT）与质子调强适形放疗（IMPT）剂量分布的差异性。方法:回顾性分析2020年11月至2022年4月中国科学技术大学附属第一医院离子医学中心收治的8例行放疗的Ⅱ~Ⅲ期非小细胞肺癌患者的临床资料，对每例患者分别进行IMRT及IMPT计划设计，主要评价指标有靶区剂量分布参数[均匀性指数（HI）、适形度指数（CI）、靶区中95%及100%处方剂量曲线包绕体积的百分体积（V 95%和V 100%）]以及危及器官的平均剂量（D mean）和一定相对生物效应（RBE）剂量照射百分体积[患侧肺D mean、V 5 Gy（RBE）和V 20 Gy（RBE），双肺D mean、V 5 Gy（RBE）和V 20 Gy（RBE），心脏D mean、V 30 Gy（RBE）、V 40 Gy（RBE），脊髓最大剂量（D max），食管D mean]。 结果:与IMRT比较，IMPT可以降低双肺、患侧肺、脊髓、食管以及心脏的剂量参数水平，差异均有统计学意义（均 P<0.05），特别是双肺D mean[（4.1±1.8）Gy（RBE）比（6.9±1.9）Gy（RBE）]、V 5 Gy（RBE）[（15.9±7.1）%比（28.5±8.6）%]、V 20 Gy（RBE）[（7.4±3.5）%比（10.1±3.5）%]以及患侧肺D mean[（9.1±4.5）Gy（RBE）比（11.9±3.3）Gy（RBE）]均下降明显（均 P<0.001），但二者间靶区剂量分布参数水平差异均无统计学意义（均 P>0.05）。 结论:对于非小细胞肺癌患者，IMPT在双肺、患侧肺、脊髓、食管以及心脏的保护方面均优于IMRT。

目的:研究胶质瘤患者接受质子＋碳离子放疗(离子放疗)与光子放疗剂量学差异。方法:选取12例胶质瘤患者数据，给予相同总处方剂量60.00 Gy[RBE]，分别基于离子射程不确定及摆位误差获得离子计划靶区和光子计划靶区；基于离子计划靶区制定质子及碳离子加量计划。基于两种计划靶区制定两类光子调强计划。实现靶区覆盖类似并对比危及器官受量。结果:三类计划靶区覆盖相近( P>0.05)。离子计划正常脑组织积分剂量仅为两光子计划最优值的44.90%( P<0.001)。离子计划与光子计划最优值相比能降低脑干D mean{(6.83±6.22) Gy[RBE]∶(15.10±10.11) Gy[RBE]， P＝0.001)}和视交叉D max{(47.76±20.8) Gy[RBE]∶(49.59±20.52) Gy[RBE]， P＝0.009}及健侧海马D mean{(0.26±9.08) Gy[RBE]∶(16.28±11.14) Gy[RBE]， P＝0.002}。 结论:质子＋碳离子放疗能保持光子放疗类似靶区覆盖下显著降低危及器官受量；紧邻靶区危及器官受量受靶区外扩影响。

目的:采用自制二维闪烁体探测器对主动式点扫描质子重离子加速器放疗系统进行质控检测，为质子重离子束的质量(束斑位置、束斑大小、虚源、深度分布曲线及射程等)提供快速检测方法和参考。方法:探测系统由硫氧化钆闪烁体荧光屏、不锈钢板和光学数码相机组成。将质子重离子束垂直入射到闪烁体荧光屏转化为可见光，经不锈钢镜面反射至相机成像仪上形成图像信号，通过对信号分析处理，获取质控参数。结果:多丝正比室和闪烁体探测测得量束斑位置偏差<1mm。多丝正比室测得束斑大小与用闪烁体探测系统器测得量值之间差值：质子为(1.40±0.59)mm，碳离子为(0.5±0.08)mm。429.25MeV/u碳离子的 x、 y轴虚源分别为751.8、805.6cm，与物理距离差值<1%。测得287.5MeV/u碳离子的射程为160mm。 结论:自制闪烁体探测器可以测量束斑位置、束斑大小、虚源、深度分布曲线及射程等。该探测器可作为一项质子重离子治疗质控的有效工具。

放射治疗是乳腺癌综合治疗的重要手段之一。与传统光子放疗相比，质子线独特的布拉格峰效应限制了靶区范围外正常组织的受照剂量，同时满足了靶区内的剂量覆盖，成为乳腺癌放疗新的治疗选择。现有研究提示，乳腺癌质子放疗在心肺保护方面有明显的剂量优势，但同时存在皮肤反应、肋骨骨折等不良反应发生率增加的潜在风险。现阶段，后续研究应着眼于对质子线射程中相对生物效应变化等性质的进一步理解，以及筛选乳腺癌质子放疗临床最大获益的患者以应对其低可及性及高成本的困境。本文就乳腺癌质子放疗的现有临床经验、研究进展及争议做一综述。