束流掃描可產生真實的劑量分布

目前，PSI掃描系統(tǒng)仍是比較好的質子束流掃描傳遞系統(tǒng)。束流掃描是一個精細和有效的方法，無需專用照射野擋塊，且放療技師在照射開始后不需要進入治療室內操作，治療過程可由機器自動完成。與被動散射相比，掃描的主要缺點是受照射精度器官運動影響較大。因此，目前只能治療顱內、脊柱和盆腔下部的腫瘤。出國就醫(yī)機構愛諾美康介紹到，至今，束流掃描系統(tǒng)為成功之處在于，將質子筆形束掃描應用于旋轉機架，并引入IMPT技術。

與此同時，德國GSI開發(fā)出一種水平、固定的射線治療顱底腫的碳粒子筆形束掃描。這是世界上第二個將筆形束掃描技術用于臨床治療的機構。GSI的掃描系統(tǒng)采用光柵掃描技術，該技術具備雙向磁場掃描系統(tǒng)，并能通過同步加速器動態(tài)改變射線能量。德國慕尼黑Rinecker質子治療中心，是一個采用筆形束掃描技術的一個新的商業(yè)性治療設備，目前他采用的掃描技術設備也在不斷完善中。雖然目前美國、日本及亞洲的醫(yī)療中心的質子治療，都采用被動散射技術，但他們都有計劃將設備逐步升級，以便IMPr掃描技術可用于臨床治療。

迄今為止，只有有限的在旋轉機架上，實施筆形束掃描質子治療的經驗。PSI擁有唯一的一臺旋轉機架束流掃描裝置。在PSI“旋轉機架”上的經驗是開發(fā)掃描新技術的基礎。這些先進的物理學研究成果，包括筆形束掃描技術，將在PSI的新的“旋轉機架”上應用。物理和技術掃描用，許多細小截面尺寸像鉛筆的單元質子束，有順序地掃描和重疊后將劑量傳遞到腫瘤。這種技術可以產生任意的、接近物理極限的劑量分布。

通常，束流掃描不需照射野專用擋塊，從而減少單個準直器和補償器的制造、存貯及安裝所需的基礎設備和人力資源。束流傳遞工作是在計算機控制下自動進行，減少放療工作人員為了更換擋塊而進人治療室的次數(shù)，縮短治療時間。

出國就醫(yī)機構愛諾美康介紹到，束流掃描可以產生真實的三維適形劑量分布，并沿著筆形束的軸調整擴展Bragg峰的調制寬度，以符合靶區(qū)的要求。束流掃描將100%劑量區(qū)嚴格限制在靶區(qū)內。與被動散射系統(tǒng)中產生固定S0BP寬度調制的情況不同，后者的S0BP寬度等于沿射線方向上的靶區(qū)的大長度；此時，對于腫瘤范圍小于S0BP寬度的患者而言，部分正常組織將受到不必要的照射。當傳遞系統(tǒng)用束流掃描治療形狀復雜的靶區(qū)時，這種不必要的劑量能夠明顯減少。

比較了分別用散射和掃描法，治療盆腔內較大體積的肉瘤。采用散射法時，固定調制的射野的SOBP雖然能覆蓋靶區(qū)深和厚的部分，但在靶寬小的部分體積，特別在靶縮小地區(qū)會受到100%的劑量損害。由此可見，束流掃描能在靶區(qū)前緣、側向和后緣部分都做到適形。而散射束流只能在側向和后緣部分做到大小適形，不能在靶區(qū)前緣做到大小適形。

從有效的束流利用率角度看，掃描法有若干優(yōu)點。采用掃描法時，傳遞系統(tǒng)中幾乎每一個質子都進人患者體內。質子在患者體內可產生接近完全的能量傳遞，并可不用或減少使用專用擋塊，因此可減少質子與患者周圍物質的相互作用。雖然質子可在患者體內產生少量中子，但與機器部件相互作用的減少，也可明顯減少其他進入患者體內的不必要的中子。因此，可以明顯地減少兒童患者第二原發(fā)腫瘤的發(fā)生概率。質子筆形束掃描本身固有的特性促成了IMPT的臨床應用。筆形束掃描能從任意照射方向在患者體內，指定的三維位置上形成理想的劑量分布，但同時這種技術也能產生單個劑量分布不均勻的照射野。

對多野照射計劃來說，只需要后的合成劑量分布是均勻的就可以了。出國就醫(yī)機構愛諾美康介紹到，同時對不同照 射劑量強度進行優(yōu)化，可以給治療計劃處理帶來更多的自由度。從而使IMPT還有下面幾個劑量學上的優(yōu)點，能夠按靶區(qū)要求形成凸出或孔狀的劑量分布；還能避免筆形束高劑量區(qū)落在重要器官上；避免射線通過密度差別較大的區(qū)域，還有特殊的多變性和靈活性。