放射肿瘤学的进展与未来

2放射物理的进展与未来

2.1 剂量计算模型

剂量计算是放射治疗计划系统的核心内容，而剂量分布的精度主要取决于计划系统中采用的剂量计算模型。目前，放疗计划系统内置剂量算法大多是基于笔形束叠代卷积技术。已经有多项研究表明笔形束算法在非均匀介质中存在局限，主要原因是笔形束算法应用一维密度校正不能准确模拟次级电子在非均匀介质中的剂量分布。蒙特卡罗算法通过对粒子与物质相互作用进行随机模拟，来获得粒子在人体组织中沉积能量的分布，被公认为是当前所有剂量计算方法中最准确的计算方法。目前剂量计算面临的主要问题是如何解决计算精度和计算速度之间的矛盾，蒙特卡罗算法虽然计算精度很高，但限于计算速度，仍然难以在逆向IMRT计划中得到应用。如何在保持高精度特点的前提下，加快计算速度是蒙特卡罗剂量计算方法面临的主要课题。而发展更快速、更高精度的剂量计算方法是未来的研究热点。

2.2运动器官的控制。

器官的变形运动是精准放疗特别是SBRT/SABR最大的挑战。解决这个问题，主要有两种思路：缩短照射时间；自适应放疗。

（1）FFF 模式。

FFF 模式通过移除加速器 X 射线射野均整器，大幅提高剂量率，其射野剂量分布与均整（filter-free, FF）模式有较大差异，完成单次大剂量放疗的时间可减少 >50%，可以最大限度减少SBRT照射中器官运动问题。

（2）自适应放疗（adaptive radiotherapy,ART）

ART是将整个放疗过程从诊断、计划设计、治疗实施和验证作为一个可自我响应、自我修正的动态闭环系统，需要考虑肿瘤位置、形状、呼吸运动等多种因素，逐步调整从而实现精准放疗的过程。ART旨在治疗前和治疗中迅速向临床医生提供反馈信息，以便医生根据组织的变化、器官运动等情况调整治疗方案，可有效解决运动器官的问题。ART 作为一项新的放疗技术，目前运用越来越广泛。未来，ART的发展方向主要包括：①从离线 ART 向在线 ART 发展；②从X线射野影像 （CBCT）向非电离成像（MRI）发展；③从影像反馈向影像、剂量等相结合的多反馈发展；④提高 ART 系统集成度。

我院开展的CT引导下的金标植入术，利用CT引导下的金标植入术及基于金标定位行CBCT配准实现高度精确的自适应立体定向体部放射治疗，被证实可以进一步解决肺变形运动对放疗精度影响的问题。

2.3互联网+放疗、人工智能放疗与共享放疗

《“健康中国2030”规划纲要》《国务院办公厅关于促进和规范健康医疗大数据应用发展的指导意见》《“十三五”卫生与健康规划》《“十三五”全国人口健康信息化发展规划》等文件均指出要构建“互联网+健康医疗”服务新模式。大力发展“互联网+放疗”、“人工智能放疗”和“共享放疗”服务新模式，有利于提升我国医院放疗服务水平和放疗从业人员的业务能力整体，促进医疗技术和国际接轨和优质医疗资源下沉到基层单位，有效缓解医疗资源分布不均问题。我院郞锦义教授牵头的国家十三五重大项目—基于“互联网+”的肿瘤放疗新型服务模式——“精准云放疗”系统开发及应用研究，目前已经实现基于互联网+和“精准云放疗”平台之上的多学科远程会诊，靶区勾画，计划审核技术，并实现智能靶区勾画和放疗人工智能场景选择，在线自适应放疗。未来的放疗服务模式，将打破传统放疗服务模式对于地域、机构、人员的限制，实现真正的开放、共享的同质化放疗。