呼吸运动如何影响笔形束扫描质子治疗？
通过笔形束扫描(PBS) 技术进行的调强质子治疗(IMPT)是一种精确放射治疗的方法，该技术可以使得高照射剂量作用到肿瘤区域，同时又最大限度地减少对周围健康组织的影响。然而，与呼吸相关的肿瘤运动与质子束运动的相互作用，会对照射剂量分布产生负面影响。
当前已经有过许多关于运动相互作用效应的研究。辛辛那提大学医学院的一项对称和非对称呼吸模式的测量研究再次证实标准的治疗分次模式可以用来治疗对称运动且振幅小于5 mm的运动靶区，而使用更多的分次治疗方案，将有助于减少运动间相互作用对靶区的剂量影响。同时，该项研究也发现，上述结果并不适用于小体积肿瘤受呼吸运动幅度较大或非常规的呼吸运动模式的情况。
测量的实验装置，可以看到有一个2D电离室矩阵放在一个运动模拟平台上面。
通过测量15个分次的治疗计划以及不同的对称和非对称的呼吸模式，研究人员发现不规则的运动会引起系统性的误差，而这些误差是不能够通过增加分割治疗的次数而消除的。对于那些呼吸模式不规则的病人来说，我们需要个体化的病人运动管理来确保剂量能够有效地投照到靶区位置并且减少对周围正常组织的放射毒性。
首席研究员Eunsin Lee。
研究人员照射的单次剂量为200 cGy，分次数为1、5、10和15次。对于3 cm的小靶区，浅层位置他们使用了8层119个束斑，深层有9层296个束斑。对于较大的10 cm靶区，其中1 cm处他们使用了22层1488个束斑，5 cm处共23层，4615个束斑。
然后，他们在每个移动靶区的中心层面评估每个测量数据集的剂量适形性和均匀性。研究的结果显示呼吸模式对剂量分布适形性有较大影响，但对均匀性影响较小。剂量均匀性在很大程度上受束斑特性的影响。
在模拟运动平面上靶区剂量输送的质量下降。较大的运动显示更差的适形性以及靶区剂量分布的不均匀性。
根据他们的实际测量，研究人员再次证实了先前的研究结果，即随着治疗分次数的增加，运动的相互作用影响效果会降低。然而，增加分次数并没有改善相对较大的肿瘤运动情况下的剂量适形性或均匀性，比如病人的靶区体积较小而呼吸幅度较大的情形。
Lee说到：“ 我们的研究局限于仅在运动靶区的几何形状较为简单的情况来研究笔形扫描束的运动相互作用效应，并且是在二维平面测量中评估运动对剂量的影响。我们认识到，在高度不均匀的病人体内以及病人特定的呼吸运动模式下，不规则的靶区几何形状对笔形扫描束照射的相互作用可能要复杂得多。”
接下来，研究小组计划使用拟人的模体(如乳房、肺和肝脏)来研究几个真实病例的运动相互作用效应，这些研究需要用到运动管理技术，如呼吸门控和屏气技术。(质子中国 编辑报道)