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磁共振成像引导质子治疗:临床挑战,潜在获益和实施途径的综述(二)

2022/5/27 作者:质子中国

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其他癌症

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近日,澳大利亚的几位科学家发表在绿皮杂志Radiotherapy and Oncology上的一篇综述从临床挑战,潜在获益和实施途径综合论述了磁共振成像(MRI)引导质子治疗的临床获益。本综述侧重于MRI引导的质子治疗的临床方面,表明MRI引导的质子治疗结合了最佳的癌症靶向与出色的成像。具有大量肿瘤和正常器官运动的肿瘤部位将从中获益。通过安全剂量递增或生物适应,质子治疗将会有新的选择,还更新了水平和垂直MRI引导的质子治疗系统的设计和束流建模,以及临床实施的路线图。之前一期为大家分享了《磁共振成像引导质子治疗:临床挑战,潜在获益和实施途径的综述(一)》,本期主要论述了在引导放射治疗方面,MRI优于X射线。

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由于质子对解剖变化的敏感性更高,先进的集成(束流内)图像引导对于质子治疗的成功至关重要。在一个完全集成的系统中将质子治疗的最佳癌症靶向与卓越的MRI成像相结合,可以实现质子治疗的预期获益。图2显示了MRI引导的质子治疗的基本原理。有学者之前已经阐述了MRI引导的质子治疗系统的物理、软件和硬件方面,以及MRI与质子相互作用的建模和实验研究。本综述侧重于MRI引导的质子治疗的临床方面。我们描述了质子治疗的临床挑战、增加MRI引导的临床适应证和获益、MRI引导的质子治疗系统设计和概念的最新更新,以及临床实施路线图。临床适应证基于肿瘤解剖特征和周围正常组织,在临床情况下,MRI引导下优异的软组织对比度为高精度质子治疗提供了新的机会,并最大限度地保留了健康组织。将详细讨论从集成MRI引导的质子系统中获益的肿瘤部位。这些包括:分次间变化的肿瘤;分次内变化的肿瘤;需要剂量递增的肿瘤;生物异质性肿瘤。这些被讨论的临床证据均来自于MRI-Linac。

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图2.MRI引导的质子治疗结合两种快速发展的放射治疗技术。然而,这两种技术的整合充满挑战。


MRI引导质子治疗的临床挑战和收益


放疗引导上,MRI优于X射线

目前,阻碍X射线(普通X射线或CBCT)成像引导质子治疗准确实施的挑战包括:无法看到多个肿瘤;在治疗期间无法直接实时跟踪移动的肿瘤;解剖变化和器官运动。在质子治疗中,为了覆盖肿瘤和解剖学的不确定性,治疗容积被扩大、替代物(例如基准标记、呼吸时相)用于辅助靶向限制了临床潜力。可能会有未知的肿瘤移动导致肿瘤部位离开射野,或正常器官进入射野。


每日X射线引导使患者暴露于小剂量的额外电离辐射。即使是低剂量的辐射也可能增加辐射诱发的第二种癌症的风险。儿童和<30岁接受放疗的年轻成人患者发生辐射诱发的第二次癌症的风险相对增加到最大。CBCT的每次典型成像剂量为0.2~5 cGy。对于50岁时接受照射的成年患者,一个疗程25分次乳腺放疗,每周进行MV-CBCT成像建模,发现对侧乳腺癌的10年超额相对危险从单纯治疗的0.8升高到增加影像引导后的0.9。对比计划研究表明,质子治疗使整体辐射剂量减少了三分之二。质子对正常组织的辐射剂量减少会降低辐射诱发的第二次癌症的风险。不涉及电离辐射的MRI引导将进一步降低影像引导引起的二次癌症的风险。


来自MRI-Linac的经验表明,MRI有出色的软组织成像能力,因此可以通过MRI引导最大限度地发挥质子治疗的临床潜力。MRI可以对复杂的肿瘤和正常组织进行出色的成像并且可以实时执行,具有实时修改剂量的潜力。将MRI与质子治疗结合,可以实现MRI引导质子治疗,可以达到更准确、更有效的剂量输送。MRI影像引导允许:出色的肿瘤定义的软组织对比可视化;在治疗期间直接实时跟踪肿瘤运动的能力;更好地可视化观察正常器官和正常运动;功能性MRI引导向肿瘤的生物异质区域进行差异剂量递送。集成系统(束流内成像)中的MRI引导可实现日常和实时引导。每日治疗前MRI引导监测需要通过每日适应性重新计划解剖变化。治疗期间实时MRI引导可监测“出束中”期间可能需要解决的肿瘤移动。MRI引导的质子治疗可以将获益于质子治疗的癌症类型扩展到包括存在大量肿瘤和生理运动的肿瘤部位。MRI引导的质子治疗可以提高治疗的准确性,以更少的消融剂量和分次加速治疗过程,方便患者,并提高了治疗成本效益。


接下来,小编将继续为大家带来磁共振成像引导质子治疗的临床挑战、潜在获益和实施途径,敬请期待


参考文献:Pham TT, Whelan B, Oborn BM, et al. Magnetic resonance imaging (MRI) guided proton therapy: A review of the clinical challenges, potential benefits and pathway to implementation. Radiother Oncol. 2022 May;170:37-47.


质子专区介绍:
相比传统放疗,质子治疗作为“精准治疗”的新一代代表,利用质子射线所具有的独特物理特性,以极快的速度、很小的放射剂量进入人体,迅速到达肿瘤组织并释放全部剂量,而肿瘤后方和侧方的正常组织及器官受到的照射剂量几乎为零,从而实现以最大的照射剂量杀伤肿瘤组织的同时又最大限度地避免了周围组织及器官的损伤,实现更加精确的“精准治疗”。
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磁共振引导质子

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