直肠癌光子与质子治疗后继发癌症风险的计算机体模研究：剂量学与风险模型分析

本文通过计算机体模研究比较了直肠癌调强放射治疗（IMRT）与调强质子治疗（IMPT）后继发癌症风险。研究采用机械模型计算器官等效剂量（OED）和终生归因风险（LAR），发现IMPT显著降低结肠等器官风险（结肠LAR：IMRT 2.247% vs IMPT 1.475-1.537%），但膀胱因低剂量区风险模型特性例外。2野斜向IMPT方案风险最低，为临床优化放疗策略提供重要依据。

　　

Highlight

计算体模

本研究采用美国佛罗里达大学与国家癌症研究所（UF/NCI）开发的男性成人计算体模，其体重70 kg、身高170 cm（BMI 24.2 kg/m²），与泰国60-75岁男性平均体型相符。该系列体模可精确模拟不同体型患者的辐射剂量分布。

剂量体积直方图（DVH）与验证

图1-2显示，IMPT计划的剂量分布和DVH曲线均优于12野IMRT。通过蒙特卡洛工具（TOPAS）验证发现，IMPT中次级中子剂量贡献主要来自束流组件与患者相互作用，其剂量在远离靶区器官中可忽略不计（如骨骼肉瘤风险＜0.001%）。

讨论

IMPT在多数器官中展现出更低LAR值，但膀胱因机械模型中"低剂量高敏感"特性成为例外（图4）。结肠作为最高风险器官，其IMRT与IMPT的LAR差值达0.71%，凸显质子治疗在降低继发癌风险方面的优势。次级辐射对远处器官的影响在IMPT中可忽略，而IMRT因机头漏射需警惕。

结论

在评估的多种方案中，2野斜向IMPT计划展现出最优风险收益比，为直肠癌放疗方案选择提供了量化依据。该发现特别适用于需长期生存管理的老年患者群体。

Declaration of competing interest

作者声明无利益冲突。

Acknowledgements

感谢朱拉蓬皇家学院医学院提供的Ethos治疗计划系统，以及美国国家癌症研究所提供的计算体模支持。本研究受朱拉蓬公主60诞辰医学物理学者发展奖学金资助（合同号64/01）。