简介：摘要随着MRI引导在光子束放疗中的应用推广，将实时MRI引导与质子束治疗相结合的理念逐渐受到重视，即MRI引导质子治疗(MRPT)。MRPT技术有望缓解质子治疗过程中不确定性问题，发挥质子的物理优势。然而，由于质子治疗和MRI引导系统之间存在多重电磁相互作用，这导致两套系统相互影响。笔者对MRPT系统的研究进展进行综述，为MRPT系统设计提供一定的参考。

简介：摘要目的基于计划靶体积(PTV)和内靶体积(ITV)概念计划差异，论述PTV概念不适合于肺癌质子调强治疗(IMPT)计划，为临床提供参考。方法基于上海质子治疗示范装置固定束模型和商业化治疗计划系统软件，对6例肺癌患者在平均CT图像上分别制作基于PTV的常规IMPT计划(PTV-IMPT)和基于ITV稳健的IMPT计划(ITV-IMPT)。所有计划均设置3个射束，采用蒙特卡罗剂量算法进行最终剂量计算。评估PTV-IMPT和ITV-IMPT计划的计划质量和稳健性能。结果ITV-IMPT、PTV-IMPT计划的ITV适形指数分别为0.58、0.43，均匀指数分别为0.96、0.92，双肺V5Gy(RBE)分别为13.1%、13.5%，脊髓Dmax分别为8.9、9.5 Gy(RBE)，机器跳数分别为338、401 MU。在分别轻度扰动和重度扰动场景的7种状态下，ITV-IMPT、PTV-IMPT计划的靶区覆盖稳健性指数λ范围分别为0.003～0.032、0.02～0.28，双肺500 Gy(RBE)剂量体积指标ΔV5Gy范围分别为0.06～0.11、0.07～0.13。结论与PTV-IMPT比较，ITV-IMPT具有计划质量高、稳健性好的优势，具有重要的临床价值。因此，临床推荐使用ITV概念设计肺癌的质子调强计划。

简介：摘要目的质子笔形束(PB)剂量计算可实现快速剂量计算，但在处理组织不均匀度大的区域时误差较大，而蒙特卡洛(MC)剂量计算是最精准的方法但非常耗时；深度学习技术可以通过学习PB和MC剂量分布之间的差异，将剂量计算准确度从PB水平提高到MC水平。方法基于HD U-Net神经网络，开发了一个可将肺癌调强质子治疗患者的PB剂量转换为MC剂量的模型。该模型以患者PB剂量和CT图像作为输入来预测MC剂量。27例非小细胞肺癌患者的射束剂量和CT图像在被旋转到同一角度并作归一化后被用于模型训练与测试。模型的准确性通过比较预测剂量与MC剂量的均方误差和1 mm/1%标准的γ通过率等评估。结果模型预测剂量与MC剂量相当吻合，测试病例1 mm/1%标准的平均γ通过率(剂量值超过最大MC剂量10%的体素)达到(92.8±3.4)%。模型预测所有测试病例的MC剂量所需平均时间为(6.72±2.26) s。结论成功开发了可以快速准确地从PB剂量和CT图像预测MC剂量的深度学习模型，并可用于提高肺癌调强质子治疗PB剂量计算精度。

简介：摘要目的评估肺癌质子调强治疗(IMPT)中肿瘤运动所致的相互影响(Interplay)效应，并比较不同次数的等能量层重扫描技术对Interplay效应的缓解效果。方法选取8例肺癌患者进行回顾性分析。所有患者行4DCT扫描，生成10个时相。基于商业化质子治疗计划系统，采用稳健性优化算法，在4DCT图像的参考时相设计临床靶区(CTV)概念的IMPT计划。稳健性优化过程中不确定性因素包括：摆位不确定性±5 mm，射程不确定性为±3.5%，CTV在4DCT中各时相变化不确定性。采用蒙特卡洛算法计算IMPT计划的最终剂量分布。评估Interplay效应时，基于混合形变算法及质子治疗模拟程序，计算患者4D静态剂量和4D动态剂量分布在感兴趣器官(ROI)的DVH差异，定义Interplay效应的评价指标[ΔI (ROI，DVH)]，利用该指标定量评估IMPT计划的Interplay效应；采用等能量层重扫描技术对IMPT计划分别进行3、4、5、6、7次重扫描，并利用ΔI (ROI，DVH)标评估不同次重扫描对Interplay的缓解效果。结果由Interplay效应导致IMPT计划中靶区CTV的D95%、CI、HI的均值分别降低了13.7%、12.7%、24.6%，危及器官中双肺V5Gy、V20Gy、V30Gy分别提高了0.8%、3.4%、2.6%。与未使用重扫描技术相比，不同次数重扫描技术使得CTV靶区覆盖D95%的均值分别提高了4.5%、3.8%、3.8%、3.6%、5.7%。危及器官中双肺平均V20Gy分别减小了1.5%、1.8%、1.7%、1.6%、1.9%。结论Interplay效应导致IMPT计划剂量分布变差，等能量层重扫描技术的应用可以改善靶区剂量分布，建议结合患者自身特征选择最佳重扫描次数。