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。

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。

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: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: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、0.5 mm，总尺寸为10 cm×10 cm。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213 s（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 比较在深吸气屏气呼吸模式(DIBH)下左侧乳腺癌保乳术后光子调强放疗(IMRT)、质子调强放疗(IMPT)剂量学差异.方法 选取2020年11月至2022年5月中国科学技术大学附属第一医院离子医学中心(合肥离子医学中心)在DIBH模式下接受左侧乳腺癌保乳术后放疗的7例女性患者病历资料,计划靶区(PTV)处方剂量均为50 Gy(5周,25次),对于影像学(包括功能性影像)上高度怀疑有残留或复发病灶的区域局部加量至PTVboost:60 Gy.分别在瓦里安Eclipse 15.5计划系统上设计IMRT计划和Eclipse 16.1计划系统上设计IMPT计划.对2组计划靶区剂量分布、适形指数(CI)、均匀性指数(HI)、两侧肺、健侧乳腺(右乳)、心脏及左冠状动脉前降支(LAD)照射剂量进行统计分析.结果 质子与光子放疗计划相比,PTV最大剂量(Dmax)(P=0.389)和平均剂量(Dmean)(P=0.044)、PTVboostDmax(P=0.226)和 Dmean(P=0.018)、CI(P=0.035)和 HI(P=0.419)、患侧肺部(左侧)Dmax(P=0.153)、健侧肺(右肺)Dmax(P=0.318)和Dmean(P=0.046)、心脏 Dmax(P=0.014)、LADDmax、(P=0.025)、健侧乳腺(右乳)Dmax(P=0.097)均和光子计划无差异.但质子计划左侧肺Dmean(P＜0.01)、V5(P＜0.001)、V20(P＜0.001)及心脏 Dmean(P＜0.001)、LAD Dmean(P＜0.001)、健侧乳腺(右乳)Dmean(P=0.010)均明显低于光子计划.结论 DIBH下左侧乳腺癌保乳术后质子和光子计划均满足临床要求.但采用质子放疗可显著降低对心脏及其亚单位、患侧肺和健侧乳腺的照射剂量.

原发性肝细胞癌(HCC)病人确诊时常发现合并大血管侵犯(MVI),如门静脉瘤栓(PVTT)、肝静脉瘤栓(HVTT)及下腔静脉瘤栓(IVCTT)等.而大血管侵犯常预示着病人预后欠佳.目前可供选择的治疗方式多样,但缺少对伴有大血管侵犯的HCC治疗的专家共识.随着外放射治疗技术的发展,外放射治疗已成为HCC合并大血管侵犯的重要治疗手段之一.因此,现针对外放射治疗在合并大血管侵犯的肝细胞癌中的应用情况进行总结,以期为合并大血管侵犯的肝癌病人提供更多的治疗选择.

在生存期较长的恶性肿瘤患者中,放疗相关性心血管毒性显著影响患者生存.虽然其病理生理机制尚未明确,但研究发现心血管受累剂量和受累体积与放疗相关性心脏毒性呈正相关.因此,降低心脏受累剂量和体积是放疗心脏保护技术的关键.放疗心脏保护技术包括改变照射范围及剂量、增加心脏与照射野的距离、逆向调强放疗和质子放疗.尽管放疗心脏保护技术在剂量学上明显降低了心脏受累剂量和体积,其疗效仍需进一步验证.

目的 因治疗精度高、副作用小,质子调强放疗(IMPT)成为放疗领域的研究热点,但其精度对射程变化非常敏感.本研究提出一种针对射程不确定性的IMPT鲁棒优化方法用于减小射程偏差对放疗计划的影响.方法 首先建立鲁棒优化模型,目标函数采用二次型函数表达式,其中包含3种射程:射程增加、射程正常、射程缩短;每种射程对应的器官剂量贡献矩阵采用质子笔形束算法计算得到.对射程偏差进行离散化,每个射程的发生概率基于高斯分布函数得到.最后采用共轭梯度法优化出最优解,最优解使得靶区和危及器官实际剂量分布在射程偏差内尽量达到期望剂量.结果 采用AAPM TG-119号报告的3套模拟例题测试本研究方法的有效性:鼻咽癌病例、前列腺病例和“C”型病例.与常规IMPT优化结果对比,发现该方法对射程不确定性的敏感性更低.射程发生偏差时,鼻咽癌病例和前列腺病例的靶区和危及器官基本达到期望剂量,“C”型病例的靶区高剂量覆盖率和危及器官保护都有了提高.结论 针对射程不确定性,该方法可得到更高的靶区覆盖率,同时降低危及器官剂量.