李左峰：UFPTI新单室质子治疗系统拟2018年底投入使用，笔形束扫描是质子治疗技术的未来
2015年底，UFPTI宣布了扩建计划：新增一台单室质子治疗系统，与此同时，升级原有大型四室质子治疗系统。在扩建过程中，一定遇到了许多困难和挑战，如何解决这些问题？未来质子治疗技术发展的方向是什么？质子中国就这些问题采访了UFPTI首席物理师李左峰教授。
采访专家：UFPTI首席物理师 李左峰
特别鸣谢：感谢公众平台《鼻咽癌中美质子治疗》（ID：ProtonCareNPC）协助采访
李左峰教授：佛罗里达大学质子治疗中心（University of Florida Health Proton Therapy Institute，UFPTI）已经有10年的历史了，我们现在的设备是10年前安装的，仅有散射束，相对过时，因此需要升级。质子治疗设备升级的一个大的背景是质子治疗设备寿命比较长。一般来说，光子放射治疗设备7年折旧，虽然最多可以使用10年以上，但通常我们不建议这样做。相对于质子治疗设备，传统光子放射治疗设备更新更容易。
但质子治疗设备的升级需要整个系统停机，会造成质子中心相当长的一段时间无法治疗患者，影响整个中心的运营。
目前我们正在验收一个治疗室的基于通用治疗头的笔形束，光斑较大，治疗速度低。扩建的单室机器是高速小光斑笔形束。完成后再改造一个治疗室，用专用笔形束治疗头，但速度仍然较慢。所有升级完成后我们会有3个笔形束治疗室加一个散射治疗室用于移动器官治疗。
所以我们实际上是3步：1. 为现有通用治疗头加装笔形束扫描（pencil beam scanning，PBS）功能，同时 2. 加装单室PBS系统，3. 将一个通用治疗头换成PBS专用治疗头。
新增单室质子治疗系统项目目前还在设计阶段，如无意外明年初动工，2017年10月装机，2018年底或2019年初新增单室质子治疗系统开始投入使用，之后将现有治疗室中的1间关机1年半，更换治疗头。
另外我们的升级也包括CBCT和由室外操作系统移动和成像的功能，后者对PBS治疗来说可以进一步提高治疗效率。
李左峰教授：这个不需要。传统系统使用的是legacy platform，更新系统使用的是renovated platform。我们的眼科治疗室和正在验收的笔形束治疗室使用是更新系统。从应用上来说没有太大问题。升级的困难在于重新开发软件，而不是单纯升级，要重新开发新的系统和老的硬件之间的接口。
李左峰教授：目前还不确定，因为还没有开始验收，考虑在明年接近装机时会增加一个物理师，全程协助新系统的安装、验收和调试；剂量师是否要增加还没有确定。对于新的中心来说，物理师应该在项目讨论阶段就介入到项目中，以便在未来能够与工程师更密切的合作。
李左峰教授：就UFPTI而言，适应证方面的改变不会很大，最主要的变化是效率会提高。比如治疗颅底脊索瘤用散射束效果很好，但治疗时间长，每个患者需要45分钟到1小时，但用新增加的PBS可能只需要25分钟。从束流半影角度来讲，技术优势的排序是散射束>小光斑笔形束技术>大光斑笔形束技术。因此新的单室质子治疗系统还是应该加装挡块，让笔形束扫描的半影与散射束水平相当。
李左峰教授：扫描技术是未来，这是没有争议的。从半影角度讲，扫描束设备加装挡块后，与散射技术的差别就不大了。尽管目前扫描技术对器官移动敏感，但有很多技术可以解决这一问题。以肺癌为例，假如肿瘤靠近胸壁，贴在后胸壁上，那么肿瘤在治疗过程中几乎不移动，这种情况对治疗没有影响；假如肿瘤位于上肺尖，那么移动度大约3-5mm，这对于当前技术的影响也不大；假如肿瘤位于中部，那么移动度为5mm-1cm之间，现有的PBS技术联合鲁棒性优化和多次重复扫描也基本可以解决这一问题。虽然目前还没有达成共识，但目前的经验是1cm以下的移动对治疗的影响不大，但1cm以上的移动可能需要其他的技术辅助控制肿瘤移动，如呼吸门控技术和屏息技术。
但呼吸门控和屏息技术也都有各自的缺点，使用呼吸门控技术照射时间会延长2-3倍，而使用屏息技术患者摆位时间会延长。相应的，患者治疗时间的延长又会转换成经济效益问题，目前如何平衡治疗精度和经济效益还没有更好的办法。因此如果针对儿科肿瘤治疗，那么毋庸置疑选择小光斑PBS技术，但如果肺癌患者比较多的话，那么可能还是要考虑使用散射束。
李左峰教授
佛罗里达大学医学院教授
质子治疗中心医学物理总监、首席物理师
美国医学物理学会（AAPM）成员
AAPM物理师委员会质子治疗RPC顾问组主席