三维治疗的设计和运作的未来方向.

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1、三维治疗的设计和运作的未来方向：一个物理学家的展望.陈立新翻译钱剑扬审校广州中山医科大学肿瘤防治中心放疗科（510275）我被邀请对所能目睹的放射肿瘤治疗计划的设计和运作的未来进行展望。我选择的时间是到2035年，它并不遥远，但却涉及到了下一代的放射肿瘤医师和科学工作者。我认为未来的重大进步将由新一代来实现，尽管它本质上更多的是演变，而不是变革。回顾我的职业生涯，我就会想起老师和前辈们曾问起，以后的25年到35年里物理（对放射治疗）的贡献可能极小而生物学家将获得重大的进步，我为何还愿意从事应用于放射肿瘤的医学

2、物理方面的工作。事实上，（当时）一些人认为癌症很可能在我们这一代（下一代）被征服。现在，我的同事也作出类似（前辈们）的预测。我希望他们是对的，但遗憾的是我并不认同。放射肿瘤学仍然可以从技术改进中获得重大的收益。事实上，放射肿瘤学刚刚进入一个激动人心的新时代（我称之为三维放射治疗（3DRT）时代），它是上一代人众多技术进步的结晶。现代医学影像技术充分显示了癌症病人的三维解剖结构，这使放射肿瘤医师可以更精确地确定肿瘤区域以及它与周围正常组织的关系。计算机性能不断快速发展（每十八个月速度大概提高一倍）而成本不断降低

3、。这些进步促进了计算机断层扫描模拟（ＣＴ模拟）和三维放射治疗计划系统的发展。在二十一世纪的头十年里，它们很可能代替传统的模拟机和二维剂量计算系统，成为放射肿瘤学中的临床应用的标准。由计算机控制的先进治疗运作系统正处于第一代发展阶段，它提供了调强放射治疗（IMRT）技术，以达到精确适形剂量分布。改进了的调强放疗系统很可能成为本世纪第二个十年的临床应用标准。然而，如同放射肿瘤学在技术上所取得的进步一样，医学总体也进入了一个新的社会经济时代（我称之为“效益管理”（managedcare）时代），降低成本是主要动力。

4、有人争论说三维放射治疗时代同“效益管理”时代相矛盾并且不一致。现在，由于完善三维放射治疗之前，仍然需要大量的探索和发展，这可能是事实。但这种观点没有远见，因为，随着三维治疗计划及运作系统更加整体化和进一步发展后，它会更快，更准确，更容易使用。通过对更准确定义的靶区给予更高的剂量，降低相邻正常组织的剂量分布，三维放射治疗时代除了能提高病人的生存率与改善病人的生活质量之外，还能明够确地提高生产力和降低成本。有人可能不同意并且试图坚持旧的放疗设计及运作方法，我认为这是严重错误的。更多放射肿瘤学家和放射物理学家接受新

5、技术并使之完善得越快，越有利于我们应付正在发生的其它改变（“效益管理”）。那些抵制三维放射治疗时代的人争辩说，没有研究结果证明它的好处，它太贵，劳动强度太大。虽然早期的兆伏级直线加速器时代的放射肿瘤的先辈们没有确凿的数据回答类似的问题，但他们确有先见之明。今天的放射肿瘤学的领头人必须也要有这样的远见，要大声疾呼：进行不断的研究和开发，支持进一步发展和实施三维技术。因为仍然有许多工作要做。现在，我将指出探索和发展的几个领域，我认为这些领域对下一代放射肿瘤学将是重要的。我向那些从事后装放疗技术改进以及从事质子治疗

6、工作的人员表示歉意。我赞成和支持他们的努力；限于篇幅，我这篇文章主要是关注于光子束外照射的放射治疗设计和运作。但这里阐述的许多进步对于后装和质子治疗方面也有积极的影响。CT模拟机尽管当前的CT模拟机提供了强有力的新三维能力，为了快捷而有效的治疗计划，仍然有几个方面需要提高。例如：需要一个更大的CT臂架孔径，目前的扫描直径只有70厘米，限制了治疗的摆位。需要更大的CT图象的重建尺寸（现在直径只有52厘米）。CT模拟机的治疗床面，要求能模仿治疗的直线加速器几何形状。为了从实体病人转移到虚拟的病人去设计计划，然后再

7、回到实体病人实施治疗，也需要改进记录系统。对于CT模拟机，还未有一个满意的方法考虑呼吸器官或其他器官运动影响。三维计划影像以图象为基础的三维放射治疗计划正日渐需要能将所获得的补充信息融合到计划过程中，这些信息包括核磁共振或其他形式诸如：单光子发射的计算机断层扫描技术（SPET）和正电子发射断层扫描照片技术(PET）的信息。某些部位，核磁共振(MR)已知是一个更好的确定大体肿瘤边界的的影像方法，而SPET和PET则提供具体的功能信息，如：肺部功能和组织乏氧等。为发展使用多种模式的影像以更精确定义靶区，研究自动处

8、理图像的相关作业将成为三维放射治疗的一个重要领域。到2035年前，我们很可能见到一个有多种形式影像能力的放射治疗模拟机。体积定义在当前三维放射治疗的进展中，一个重要的贡献就是ICRU50号报告所公布的命名标准。这个报告提供了一种语言和准则将靶区的不确定性结合到计划过程中。某种程度上，这份报告是放射肿瘤学中一些最重要的探索和发展所需要的一个路标。例如，改进方法减少由摆位误差以及组织运动产生的靶区的不确