山東大學(xué)附屬山東省腫瘤醫(yī)院 李成強

放射物理技術(shù)的進步推動著腫瘤放射治療的發(fā)展。本屆ASTRO會議放射物理研究熱點為人工智能，另外四維影像和治療、影像組學(xué)和質(zhì)子放療等領(lǐng)域也有創(chuàng)新性的研究報道。

人工智能深度推動放射物理領(lǐng)域的發(fā)展

人工智能(AI)在全球范圍內(nèi)的關(guān)注熱度日漸升高，其在放療領(lǐng)域的應(yīng)用也如火如荼。今年ASTRO第三個主席專場(Presidential Symposium)內(nèi)容即契合了人工智能在放射物理領(lǐng)域的研究熱點。

美國MD Anderson癌癥中心的Brock首先報告，人工智能在放射物理領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)初見端倪，比如靶區(qū)和危及器官的自動勾畫，放療計劃的自動設(shè)計(較為成熟的計劃系統(tǒng)軟件包括瓦里安基于先驗知識的RapidPlan，飛利浦Pinnacle系統(tǒng)基于模板的Autoplan，Raystation基于多目標優(yōu)化的MCO)，肺通氣圖模板建立，CBCT圖像的重建等。這些嘗試都已在臨床應(yīng)用中使患者有不同程度的獲益。

報告深入淺出地講解了人工智能、機器學(xué)習(xí)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)間的關(guān)系。人工智能正在重建更好的影像、找到更加準確的腫瘤邊界，并在快速精確的自動分割、放療計劃的優(yōu)選、計劃QA和腫瘤位置確定等方面均有更加優(yōu)異的成績。荷蘭Maastricht大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的Dekker以大數(shù)據(jù)的視角闡述了人工智能在放療領(lǐng)域的應(yīng)用。人工智能將使放療大部分工作流實現(xiàn)自動化，治療決策對患者更加有益。

值得注意的是，在其他物理分會場，各研究熱點都有人工智能參與的實例，比如使用深度學(xué)習(xí)的方式實現(xiàn)實時圖像引導(dǎo)和劑量分布預(yù)測、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)肝臟自動勾畫、基于機器學(xué)習(xí)的組學(xué)特征的快速勾畫、利用深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測非小細胞肺癌局部控制率等。

患者治療過程中有越來越多的圖像資料(多模態(tài)圖像、CBCT圖像、光學(xué)表面圖像等)、越來越多的勾畫信息/計劃信息(再計劃及自適應(yīng)計劃)和加速器執(zhí)行狀態(tài)的檢測(MPC、日志文件等)，相信人工智能會在放射物理領(lǐng)域有很大的施展空間。國內(nèi)物理師也在該領(lǐng)域進行積極的嘗試，希望解決臨床實際應(yīng)用問題的同時，為放射物理的發(fā)展做出卓有成就的貢獻，使患者得到更加精準的放療。

四維影像及其在治療中的應(yīng)用

如何對運動著的腫瘤實施精確的劑量打擊一直是放療關(guān)注的重點和難點。美國杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心Ren和加州大學(xué)Hu分別就4D-CT/4D-CBCT和4D-MR的研究進展和臨床應(yīng)用做了精彩報告。4D-CT方面目前的研究前沿問題是低劑量重建和運動偽影的降低。其中機器學(xué)習(xí)也是低劑量重建的方法之一。

4D-CBCT的重建也有學(xué)者提供了基于先驗知識和機器學(xué)習(xí)的方式。4D-MR具有高的軟組織對比度，靈活的K-空間采樣和圖像重建，將會在放療中起到更多更重要的作用，特別是在MRgRT方面。有待解決的問題包括不規(guī)則呼吸運動下的圖像采集和腫瘤組織對比度的進一步提高。

器官運動影像靶區(qū)勾畫的精度和劑量傳遞精度也有進展。在靶區(qū)的勾畫方面，不同模態(tài)的4D圖像勾畫也存在差異。有研究顯示(1081262)在4D-CT和不同加權(quán)的4D-MR圖像下勾畫的肺癌ITV的體積和形狀與GTV體積和運動間具有差異。

4D劑量投照方面，悉尼大學(xué)Paul Keall團隊長期研究DMLC技術(shù)(即動態(tài)MLC技術(shù)：MLC子野序列跟蹤患者靶區(qū)的運動而動態(tài)變化)，我們關(guān)注到他們在會上報道了肺癌SBRT的MLC追蹤的4D治療，共治療17例患者(70個治療分次)。

MR完美結(jié)合加速器呈現(xiàn)放療設(shè)備進步

放療劑量的精確投照無疑依賴于先進的放療設(shè)備，MR圖像無與倫比的軟組織對比度及無輻射的實時成像等特點，驅(qū)動著全球的放療研究中心努力研發(fā)使用MR與加速器的完美結(jié)合。

醫(yī)科達公司的Unity是世界首臺高場強磁共振放療系統(tǒng)，于2018年6月18日正式獲得CE認證。會上英國曼徹斯特大學(xué)的Eccles報道了該型加速器不同掃描序列下的圖像質(zhì)量，以期為后續(xù)臨床應(yīng)用提供可靠的指導(dǎo)。

美國威斯康辛醫(yī)學(xué)院的Ahunbay報道了在該型加速器上的臨床應(yīng)用前的在線自適應(yīng)放療流程的端到端驗證測試結(jié)果。山東省腫瘤防治研究院作為國內(nèi)首家引進Unity機型的放療中心，加速器已經(jīng)安裝完成正在緊鑼密鼓地進行系列調(diào)試，并將在我院進行臨床測試，這是我院繼瓦里安Halcyon國內(nèi)首次進行臨床測試的加速器后又一進入臨床測試的放療新利器。另外，質(zhì)子放療和生物引導(dǎo)放療同樣備受關(guān)注。