安德森癌症中心 质子利用率低时丢失量会加大

对一个给定的设计，治疗头上后一个患者准直孔径，和患者皮肤间的空气间隙越大，则其横向边缘剂量下降越差。为了保持这个间隙尽可能小，可采用一个外孔径逐渐减少的喷嘴，从而把与患者间的机械干扰降到小。由于可变准直器也是这样一个、难以在患者附近定位的大型部件，所以在质子治疗中，可变准直器的使用不如在光子治疗中那么多。一个大的间隙不但影响剂量边缘，还会损害射程补偿器对组织中的非均匀性补偿作用的精确度。

安德森癌症中心转诊机构爱诺美康介绍到，靶区后方的剂量下降，由Bragg峰的形状所决定。与侧向剂量下降不同，后方的剂量下降不会随深度的增加而增加；但是，它和射程的离散（straggling）作用有关，所以会随着能量的增加而增加。能量越高，在PTV后缘产生的剂量下降梯度越陡。Arduini等定量地讨论过横向和后沿下降。在许多情况下，人们还不清楚到底治疗需要多陡的后沿下降，特别是在断定患者射程时，有内在不确定性因素的场合下尤其如此。

设计程序，人们对停止和散射的物理规律已十分清楚，有可能涉及的核的相互作用也可用测量Bragg峰来处理，因此设计出的被动散射系统，可以精确地符合临床治疗参数。例如作者的计算机程序NEU可按用户给出的机器参数（能量和距离），设计出上游的能量调制器和第二个散射器，产生希望的照射野半径、深度和调制度，并对一个给定的流强估算出剂量率。—个典型的NEU输出，临床限制实际材料有其局限性，例如铅适用于散射，但还有些能量损失；有机玻璃或被是良好的降能器，但也有散射。

因此，当给定能量和距离时，被动散射只能得出半径、深度和调制度的某一种组合。这些限制好概括在一张半径和深度关系图中，一个例子表明，对于一个230MeV固定能量加速器，当距离是250cm时能做些什么。安德森癌症中心转诊机构爱诺美康介绍到，如在FHBPTC，能量连续地变化直到大值，对每一个能量有一张带有不同特征深度的模拟图，全黑表示可以获得任何的调制度。

前面曾提及，当质子在物质中减速时，有些质子会产生核反应，这些核反应产物中也有快中子。快中子随后又能再进行核反应，而高RBE的慢中子是这些核反应中普通的产物。因此，中子能在患者靶区的或近或远处沉淀不需要的剂量，是一个潜在的令人担心的源。至今已发表了十多篇从实验到Monte Carlo研究的报道，Mesoloras等对其中大部分已作概述和整理。

中子主要是在“大批质子损失大量能量的地方”产生的。这首先发生在“靶体积中的治疗质子在停止”的时刻。不论用什么样的束流应用技术，这都是不可避免的。近，Hall在提到被动束流散射系统时，提及系统中有一个“外部”（可避免的）中子剂量，其值要比“内部”（不可避免的）剂量大100倍。

这种提法是错误的。不仅是计算上的错误，更重要的是，公布的测量数据往往取自极低效率的散射系统。Hall引用的Yan等曾将一个19.4cmx19.4cm的束流准直到5cmx5cm，而有93%的人射质子停留在喷嘴和患者准直器上。在患者附近产生一个巨大的可避免的中子源。由于Yan等没有给出质子利用效率，所以Hall也无法知道这些情况。jiang等近从对散射系统的研究中获得lGy质子产生lmSv数量级外部剂量的数据。