针对脑肿瘤的图像引导粒子治疗的实践模式：欧洲粒子治疗网络开展的特定地点多机构调查

《Physica Medica》：Patterns of practice of image guided particle therapy for brain tumours: A site specific multi-institutional survey of the European particle therapy network

proton治疗脑肿瘤的图像引导实践调查与德尔菲共识分析。通过多中心问卷和德尔菲方法，确定影像引导质子治疗（IGPT）的最低要求：标准体位固定、CT/MRI多模态成像、刚性配准、PET staging。但存在治疗计划鲁棒性标准、验证频率及剂量追踪等共识缺失。研究提出需统一临床指南和优化工作流程。

　　这项研究聚焦于欧洲多个质子治疗中心在脑肿瘤图像引导质子治疗（IGPT）中的实践模式，并通过德尔菲（Delphi）共识分析方法探讨了图像引导治疗的最低要求和最佳工作流程。研究结果揭示了当前各中心在多个关键环节上的共识与分歧，同时也指出了未来在该领域需要进一步研究和改进的方向。

### 图像引导治疗的现状与挑战

图像引导治疗在现代放射治疗中扮演着至关重要的角色，尤其是在质子治疗领域。质子治疗因其布拉格峰特性，能够更精准地将辐射剂量集中在肿瘤区域，同时减少对周围正常组织的照射。然而，这种治疗方式对图像引导的要求也更高，因为质子束的路径和剂量分布更容易受到患者解剖结构变化的影响。因此，图像引导不仅是确保治疗精度的基础，更是实现精准放疗的关键环节。

在当前的实践中，所有参与调查的质子治疗中心都配备了用于治疗的笔形束扫描（pencil beam scanning）技术和旋转治疗床（rotating gantries）。这表明，尽管各中心在具体实施细节上存在差异，但在基本设备配置方面达到了较高的统一。值得注意的是，仅有一家中心同时使用了被动散射（passive scattering）技术，这可能反映出该技术在脑肿瘤治疗中的应用仍较为有限，或者某些中心基于特定的临床需求而保留其使用。

在患者定位与固定方面，几乎所有中心都采用仰卧位（supine positioning）作为标准操作，而俯卧位（prone positioning）和针对儿童的专用固定方法则较少使用。这一趋势可能与临床实践中对仰卧位的适应性更强有关，同时也可能受到资源和技术限制的影响。尽管如此，固定设备的选择仍然多样，如面罩（masks）、模具（moulds）等，而少数中心使用咬块（bite blocks）或填充物（bolus）来辅助定位。此外，使用定位标志物（fiducial markers）的情况较为罕见，这可能与这些标志物在脑肿瘤治疗中的实际应用价值有关，或者由于技术难度和安全性考量而未被广泛采用。

在影像技术的选择上，CT和MRI是用于治疗计划的主要手段，几乎所有中心都使用这两种影像技术。相比之下，PET和SPECT的使用则较为有限，仅有一部分中心报告使用PET进行疾病分期或靶区勾画，而SPECT则完全没有被使用。这可能与PET在脑肿瘤治疗中的应用成本、设备可用性以及临床需求有关。虽然PET在某些情况下提供了有价值的功能信息，但其在常规治疗计划中的使用仍需进一步研究和标准化。

影像融合技术方面，所有中心都采用了刚性配准（rigid registration）方法，但只有少数中心在治疗位置进行MRI扫描。刚性配准在治疗计划中的应用广泛，因为其能够有效处理不同影像模态之间的几何差异。然而，MRI在治疗位置的应用较少，这可能是因为MRI设备在治疗室内的布置、扫描时间的限制以及患者体位调整的复杂性。此外，对于影像频率和剂量追踪的实践，各中心之间也存在较大差异，这表明在图像引导治疗的流程优化方面仍需进一步探索。

### 共识分析与标准化建议

通过德尔菲共识分析，研究团队试图在图像引导治疗的关键环节上达成统一意见。这一过程包括三个阶段，每个阶段都通过匿名反馈和总结，逐步引导专家们形成共识。分析结果显示，虽然在某些方面形成了良好的共识，但在其他关键领域仍然存在分歧。

首先，所有专家一致认为，图像引导治疗的最低要求包括使用面罩、轮廓头枕（contoured headrest）和膝盖支撑（knee support）等固定设备。这些设备能够有效提高患者定位的重复性和稳定性，从而减少治疗过程中因体位变化导致的剂量误差。此外，治疗计划中应结合单能CT（SECT）和MRI，其中MRI在靶区和器官风险区（OAR）勾画中具有重要作用。专家们也普遍支持使用金属伪影校正算法（metal artifact reduction algorithms）来处理治疗过程中可能遇到的金属植入物问题。

在PET影像的使用方面，专家们一致认为其在脑肿瘤治疗中具有一定的价值，尤其是在疾病分期和靶区勾画方面。然而，PET的使用频率和具体应用策略仍存在较大差异，这可能与各中心的设备配置、临床需求以及成本效益分析有关。值得注意的是，尽管PET在某些情况下是必要的，但其在常规治疗计划中的使用仍需进一步评估。

对于治疗前的图像引导，专家们普遍认为使用kV/kV影像作为最低要求是合理的，这表明大多数中心在治疗前采用的是基于骨骼结构的刚性配准方法。然而，在治疗过程中的影像频率和具体技术选择上，仍然存在分歧。部分中心建议每周进行影像检查，而另一些则认为可以采用“按需”（ad hoc）的方式。这种差异反映了各中心在资源分配、患者群体特点以及治疗流程优化方面的不同考量。

在影像剂量管理方面，专家们对于是否需要考虑kV/kV或CBCT影像的额外剂量存在不同意见。虽然多数中心认为应记录CBCT影像的剂量，但对kV/kV影像的剂量关注较少。这一现象可能与当前对这两种影像技术的剂量影响认知存在差异有关，同时也反映出在制定统一的影像剂量管理指南方面仍需进一步研究。

### 未来发展方向与建议

尽管当前各质子治疗中心在图像引导治疗方面已经形成了一定的共识，但在多个关键环节上仍然存在差异。这些差异不仅反映了各中心在资源和技术上的不同配置，也揭示了在制定统一的临床指南和优化工作流程方面存在的挑战。为了提高图像引导治疗的标准化水平，研究团队提出了以下建议：

1. **建立统一的临床指南**：由于各中心在图像引导治疗的多个方面存在分歧，有必要制定一套统一的临床指南，涵盖影像模态的选择、配准方法、剂量追踪以及治疗前后的影像频率。这些指南应基于广泛的研究和专家意见，以确保其科学性和实用性。

2. **优化图像引导工作流程**：图像引导治疗的工作流程需要进一步优化，特别是在处理患者体位变化、影像数据融合以及治疗计划的动态调整方面。通过引入更先进的影像技术和自动化工具，可以提高治疗的精准度和效率。

3. **探索新型影像技术的应用**：随着影像技术的不断发展，如双能CT（DECT）和光子计数CT（photon counting CT），这些技术在图像引导治疗中的应用潜力值得进一步研究。尤其是这些技术在减少金属伪影、提高软组织对比度以及改善剂量计算准确性方面的优势，可能为未来图像引导治疗提供新的解决方案。

4. **加强跨学科合作**：图像引导治疗涉及多个学科，包括放射肿瘤学、医学物理和放射治疗技术。因此，加强这些学科之间的合作，不仅有助于制定更全面的指南，还能促进新技术的研发和应用。

5. **提高对影像剂量的关注**：虽然当前对CBCT影像的剂量关注较多，但对kV/kV影像的剂量管理仍需进一步研究。未来应加强对影像剂量的监测和记录，特别是在长期治疗过程中，以评估其对患者健康的影响。

6. **推动适应性治疗策略的发展**：由于患者解剖结构在治疗过程中可能发生改变，因此需要探索适应性治疗策略，以确保治疗计划能够动态调整。这包括对影像数据的实时分析、治疗过程中的影像引导以及治疗后影像的评估。

7. **提高影像数据的整合能力**：当前各质子治疗中心在影像数据的整合方面存在较大差异，尤其是在处理非共面影像或治疗床旋转的情况下。因此，需要开发更高效的影像数据整合工具，以提高治疗的准确性和效率。

8. **加强学术界与工业界的协作**：图像引导治疗的进一步发展需要学术界和工业界的共同努力。通过合作，可以推动新型影像技术和软件工具的研发，使其更好地融入临床工作流程。

### 限制与展望

本研究也存在一些局限性。首先，研究时间跨度较长，受到新冠疫情影响，部分中心的临床实践可能发生了变化。此外，参与调查的中心数量有限，这可能影响结果的代表性。未来的研究应扩大样本范围，涵盖更多质子治疗中心，并关注不同患者群体（如成人和儿童）的图像引导治疗模式。

总体而言，本研究为图像引导治疗在脑肿瘤治疗中的应用提供了重要的参考。尽管各中心在某些方面存在分歧，但已经形成了一定的共识，这为新质子治疗中心的建立和现有中心的流程优化提供了指导。未来的研究应继续探索图像引导治疗的各个方面，包括影像技术的选择、剂量管理、适应性治疗策略以及跨学科合作，以进一步提高质子治疗的质量和效果。