质子调强放疗(IMPT)在全身骨髓及淋巴照射中的创新应用：与螺旋断层放疗(HT)的剂量学对比与可行性验证

本研究针对传统全身照射(TBI)毒性高的问题，开发了基于质子调强放疗(IMPT)的全身骨髓/淋巴照射(TMI/TMLI)新技术。通过多等中心设计验证了IMPT在成人(最高182.39 cm)和儿童患者中的可行性，相比螺旋断层放疗(HT)，IMPT显著降低正常组织积分剂量38%，关键器官平均剂量减少1.32-3.94倍，V107%热点体积减少520.97 cc，为造血干细胞移植(HSCT)提供了更安全的预处理方案。

　　

论文解读

在血液系统恶性肿瘤治疗领域，全身照射(TBI)作为造血干细胞移植(HSCT)前的清髓方案虽能提高疗效，但其广泛照射带来的放射性毒性长期困扰临床。传统X射线技术如螺旋断层放疗(HT)虽能实现靶向性更强的全身骨髓/淋巴照射(TMI/TMLI)，但仍无法避免正常组织的累积剂量。质子治疗凭借布拉格峰(Bragg peak)的物理特性——无出射剂量且具有更高相对生物效应(RBE)，理论上可进一步降低器官风险，但受限于照射野尺寸、剂量均匀性控制等技术瓶颈，此前仅见88.13 cm长度的儿童上体部IMPT探索报道。

为解决这一难题，印度Apollo医院的研究团队首次系统评估了IMPT在成人全身体格(最高182.39 cm)和儿童患者中实施TMI/TMLI的可行性。研究通过五等中心十五野(成人)/三等中心八野(儿童)的创新设计，结合重叠亚靶区优化策略，在RayStation TPS中完成蒙特卡洛(MC)算法优化，并与HT计划进行剂量学对比。结果发表于《Radiation Oncology》，证实IMPT不仅可实现全人群覆盖，更在保护正常组织方面展现显著优势。

关键技术方法
研究采用回顾性分析5例成人(平均身高166.16 cm)和1例儿童(96 cm)的CT数据集，通过HFS(头先进)/FFS(脚先进)双体位扫描实现全身覆盖。IMPT计划使用RayStation(v12A)设计多等中心方案，成人采用4+1等中心(上体部60°-320°非共面野，下体部0°/180°野)，儿童采用3等中心8野。HT计划通过Precision TPS设计，采用5 cm射野宽度和2.15-3.5调制因子。剂量验证采用MatriXX-PT二维电离室阵列测量，γ分析标准为3%/3mm。

研究结果
剂量学性能
IMPT在所有亚靶区(脑、胸、肢体等)均实现D_95%≥11.4 Gy_RBE的充分覆盖，与HT相比：

• 靶区均匀性：上体部PTV最大剂量(D_2%)降低0.44 Gy_RBE(12.62 vs 13.06 Gy_RBE)
• 热点控制：亚靶区V_107%减少520.97 cc(上肢PTV)，上体部PTV减少1166.19 cc
• 器官保护：心脏平均剂量降幅达3.94倍，肺/食管分别降至5.5/8.5 Gy_RBE
• 积分剂量：正常组织降低38%(31.45-48.69%)

技术可行性

• 通过自主研发的MATLAB脚本修正质子点位置误差，解决大野照射的交付难题
• 平面剂量验证γ通过率96.77%(±2.45%)，最深验证深度8.99 g/cm²达98.23%
• 治疗时间：最高成人病例76分钟(分5段)，儿童28分钟，较HT延长约1倍

临床意义
这项研究首次证实IMPT可安全用于全身体格的TMI/TMLI，其剂量学优势主要体现在三方面：

1. 毒性控制：关键器官剂量降幅达1.32-3.94倍，可能降低放射性肺炎、心脏毒性等风险
2. 二次癌预防：正常组织积分剂量的大幅减少有望降低继发恶性肿瘤概率
3. 特殊人群拓展：为体格高大患者(如182.39 cm)和儿童提供精准放疗方案

尽管治疗时间延长和需多等中心验证增加了操作复杂度，但研究团队提出的图像引导方案(基于正交片+CBCT组合)可部分抵消时间劣势。作者强调，未来需开展稳健性评估和成本效益分析以推动临床转化，但该技术已为HSCT预处理开辟了"精准清髓"的新路径。