调强迷你束质子治疗可更好保护儿童脑组织
近日，美国圣裴德儿童研究医院红青蛙活动质子治疗中心研发并验证了一套调强迷你束质子治疗(IMMPT)系统。这套系统可提高笔形束扫描质子治疗在中等深度组织中的适形性，更精准地照射儿童患者的脑部肿瘤。
圣裴德儿童研究医院
调强质子治疗(IMPT)可通过准直方式缩短束斑直径至3mm。为了简化工作流程，Jonathan Brent Farr教授带领的团队希望在无需物理准直的情况下获得更细的质子束。研究人员对现有的水平固定束治疗系统进行了两项调整：通过垂直刮片(vertical scraper)从同步加速器中获得迷你束；在扫描头内束流末端应用一个更薄的真空膜窗(vacuum window)实现迷你束扫描。研究人员还改进了质子束位置监测器和患者摆位的精确度。
研究人员通过蒙特卡罗模型获得合适的束斑特征参数和整体深度剂量(integral depth dose, IDD)，并将IDD、束斑特征参数和传输室(transmission chamber)能量校准曲线与常规系统进行比较，之后将这些参数录入至治疗计划系统内进行剂量模型的建立、测试及验证。
生殖细胞瘤IMXT(上排)和IMMPT(下排)比较
研究团队选择了两例邻近脑干的颅底肿瘤病例，分别制定光子调强放疗(IMXT)和调强迷你束质子治疗计划，并应用剂量差异和剂量体积直方图(DVH)分析方法比较了两个治疗计划，同时评估了调强迷你束质子治疗计划的患者特异性QA。
结果显示，调强迷你束的束流强度为221MeV能量时，在等中心点(isocenter)束斑的直径为1.4mm，在69.4-221.3MeV的半影区内最大残差(residual error maximum)为2.5%。由于IMMPT具有更陡峭的剂量梯度，可以产生更好的靶区适形性并更好保护脑干结构。
目前，IMMPT系统已经获得FDA 510(k)认证并在圣裴德儿童医院用于治疗体积较小的儿童脑部肿瘤，保护脑干和视神经等重要结构。
Farr教授相信，今后临床中会越来越多的应用迷你质子束。团队正计划开展眼部肿瘤IMMPT的研究，以保护儿童眼眶周围骨骼的生长，并将进一步提高迷你质子束的适形性。（质子中国 编译报道）
信息来源：physicsworld
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