由于组织器官不同,RBE会有所变化,需要在临床范围内探讨多种组织器官的分次放射治疗和每分次物理剂量。质子RBE会随着生物参数(如细胞类型和氧合状态)以及物理参数(如每个分次的剂量和线性能量转移[LET])而变化(尽管评估个体LET本身可能具有挑战性)。2019年美国医学物理学会(AAPM)的一个任务组(task group)得出结论,目前过早采用和推荐可变RBE模型在临床上使用并不合适,并且在临床实践中应该继续使用常数RBE=1.1。该任务组还指出,存在例外,比如末端射程位于已知低剂量限制与光子不同的危及器官内,可将RBE增加到1.2或1.3。 临床前的RBE体外实验数据,显示了在治疗区域内特定位置的局部RBE,而不是组织的整体反应。体外实验通常使用单层细胞进行,呈现出一个定义明确但单薄的沿质子轨迹的体积单元:这些实验可以覆盖比体内或临床情况中更大的LET范围,从而导致更高的RBE值,并不能完全代表组织中的情况,其中体积效应起着重要作用:在体内,随着照射正常组织的剂量增加,急性和晚期副作用的严重程度也会增加。克隆生存实验在某种程度上可以代表肿瘤的反应,但作为正常组织损伤的替代指标,其效用显然也会受到限制。此外,肿瘤和健康组织的体内模型数据仍然明显不足。尽管现有数据存在不足之处,但是已经使用各种数据子集(主要是体外数据)开发了几种现象学可变RBE模型。作为一般的趋势,模拟的相对生物学效应(RBE)在低α/β比率和每分次低质子剂量分割的组织中最高。不同模型之间的比较显示在中间展宽布拉格峰(SOBP),即肿瘤体积,模拟的RBE也与1.1的保守临床标准一致。关键的是,在SOBP的远侧边缘(可能位于正常组织中,即在治疗边缘),模拟的RBE存在显著的变化。鉴于模型存在显著的不确定性,并对体外RBE数据的相关性存在疑虑,变量RBE模型当前仍未进入临床应用。 随着质子治疗临床应用越来越侧重于中枢神经系统治疗,RBE在分次末端的升高可能导致脑干等危及器官损伤,一些临床医生已经开始关注质子剂量相对较低且低α/β比率。需要考虑RBE的不确定性,例如在选择束流配置时,得考虑对整体计划质量的影响。还有人认为,通用的RBE值可能导致对放射敏感肿瘤剂量不足,例如髓母细胞瘤。最后,RBE的不确定性可能会阻碍对质子与光子临床试验结果的解释。随着质子治疗中心和相关的临床试验在全球范围内不断增加,探讨可变质子RBE的责任更多地落在临床而非实验室。当可变质子RBE变得临床可用时,LET优化等定量缓解策略将与剂量学惩罚相联系。然而,RBE可能是一个非常局部的效应,在肿瘤和正常组织的剂量分布中都会变化。临床结果,如毒性或肿瘤控制,受到许多不同因素的影响,包括生活方式和个体患者的放射敏感性。因此,基于患者层面响应度量的肿瘤控制和正常组织并发症概率建模的标准队列方法不太可能提供有关体内RBE的清晰数据。结构和功能成像在放疗后评估正常组织变化方面,为在临床环境中评估以体素为单位的局部RBE提供了机会。 方法 由于可变质子RBE的临床涉及正常组织并发症,搜索涵盖质子治疗后不良正常组织副作用及其可能与质子RBE的关联。对于纳入的研究,至少有两位审阅者独立工作,手动提取:原发肿瘤类型;患者队列的大小;所研究的图像变化类型;图像配准方法(可变形或刚性);LET计算方法以及统计学方法的数据。审阅者根据作者的观点将研究分类为是否发现了可变质子RBE的临床证据(是、否或可能)。 接下来,小编将继续为大家讲质子可变RBE的临床证据。(质子中国 编辑报道) Best-in-Physics|首次人体质子治疗瞬发伽马射线谱测量及FLASH剂量测定 混合离子束可提高粒子治疗精度的研究荣获《物理世界》2020年度十大科研突破 生物学和机械学方法协同解决质子治疗的缺陷:(一):质子治疗的优势与缺陷分析 生物学和机械学方法协同解决质子治疗的缺陷(二):FLASH与微型束 生物学和机械学方法协同解决质子治疗的缺陷(三):FLASH与微型束的剂量学问题和时间因素 生物学和机械学方法协同解决质子治疗的缺陷(四):质子弧形治疗 生物学和机械学方法协同解决质子治疗的缺陷(五):立式治疗与研究结论 自适应质子治疗(二):自适应放射治疗的目标、策略及自适应光子治疗的应用 自适应质子治疗(四):室内影像、CT、CBCT和MRI引导的自适应质子治疗及体内射程验证 PBS FLASH质子治疗的研究进展(一):实施FLASH质子治疗现有的挑战 |
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