质子笔形束扫描(PBS) FLASH放射治疗的剂量学、正常组织保护和肿瘤控制
“Dosimetry, normal tissue sparing and tumor control with proton pencil beam scanning(PBS) FLASH radiotherapy”
报告人:Michele Kim
单位:宾夕法尼亚大学佩尔曼医学院
报告对目前国际上采用FLASH质子束流进行放射治疗中涉及到的剂量学、正常组织保护以及肿瘤控制进行了介绍,并给出了近期研究成果及后续的工作展望。研究人员在质子束流入口范围及SOBP区域分别测试得到了确切的FLASH效应,测试实验在固定束实验室进行,装置输出能量为230MeV,束流的准直采用EBT3胶片。与临床治疗流程相似,采用基于CT的方法进行初始治疗计划并对治疗中的束流位置验证。利用脉冲发生器通过控制系统的束流调节单元来调节质子束束流,通过连接到静电计的预设计数器,输出停止电流脉冲来实现对预定剂量的关断。研究人员后续将开展对采用双散射技术与笔形束扫描PBS技术,在全腹照射下的FLASH效果进行比较。
丹麦粒子治疗中心的Brita Singers Sørensen等人比较了CONV剂量率和FLASH剂量率质子PBS对体内急性皮肤反应的影响。在该研究的FLASH组中观察到明显的正常组织保护效应。研究建立了不同程度的小鼠腿部急性皮肤损伤的全剂量反应曲线,以量化PBS质子FLASH对正常组织的保护作用。结果发现量化比值为1.44-1.58,这意味着使用质子FLASH时,如果需获得相同的生物效应,需要增加44-58%的剂量。这是第一个量化质子PBS的FLASH因子的研究。
美国辛辛那提儿童医院医疗中心的Shannon Cunningham等人为确定在毒性降低的情况下依然保持FLASH肿瘤控制,在免疫功能完善的小鼠模型中量化了治疗诱导的惰性(MOC1细胞衍生)和侵袭性(MOC2细胞衍生)的小鼠鳞状细胞癌消退。实验结果表明,Conv和FLASH照射组均表现出显著的肿瘤生长延迟。在两种剂量率模式下,肿瘤在MOC1细胞放射后18天后和MOC2细胞放射后10天生长减缓。在不同时间点观察Conv和Flash60剂量率之间的无明显差异。实验结论,与Conv治疗相比,FLASH PBS治疗对肿瘤生长的控制效果相当,而且毒性显著降低。
后续工作: 1、研究FLASH下的各种剂量率参数和各种时间结构类型,发现与生物学结果最相关的要素; 2、正在开发具备FLASH技术的旋转机架,同时计划采用适形FLASH方法进行犬科临床试验。