本报记者 吴风港
放射治疗（简称放疗）一直是肿瘤治疗的重要手段。近年来，在医学和物理的双向奔赴下，新技术、新设备的出现为肿瘤患者的治疗提供了许多有效支撑。近日，由国家卫生健康委国际交流与合作中心、中国生物医学工程学会医学物理分会联合主办的第五届医学物理促进医疗器械行业发展论坛在北京市举办，与会专家围绕医学物理热点研究展开交流。中国医学科学院肿瘤医院放疗科副主任戴建荣在发言中表示，医学与物理不光要为临床和患者服务，也要为医疗器械行业发展作出贡献，临床医务人员和设备研发人员只有在不断交流中相互融合，才能促进医学物理的创新和发展。
放疗技术 持续优化
“FLASH”可翻译为“闪速”或“闪光”，形象地描绘了FLASH放疗技术的特点，即在瞬间释放出较强能量，像强光一样照射肿瘤组织。如果把寻常放疗比作手电筒的光束，那FLASH放疗技术就是探照灯的光束。中国工程物理研究院应用电子学研究所加速器及应用技术中心常务副主任吴岱介绍，FLASH放疗技术是将放疗的剂量率提高数百倍，甚至更高（每秒大于40Gy，Gy为吸收剂量的剂量单位）后，瞬间释放照射在肿瘤组织上，具有治疗时间短、照射次数少、无器官位移影响、副作用小等特点。“可以说，FLASH放疗技术预示着放疗正由物理精准迈向物理、生物双精准。”吴岱说。
放疗实现物理、生物双精准会给肿瘤治疗带来哪些改变？吴岱表示，在理想情况下，FLASH放疗技术可以把30天一周期的放疗缩减至不足1秒，大幅降低放疗带来的副作用，提升患者就医体验。“2019年，一位75岁的男性肿瘤患者被15Gy处方量的射线照射了0.09秒，30天后肿瘤状况即得到缓解。1年后，患者的放射性皮炎症状比接受传统放疗的患者减轻许多。这次临床试验的结果使得FLASH放疗技术引起了世界范围内的广泛关注。”吴岱说。
据吴岱介绍，当前，FLASH放疗技术发展正面临放射源紧缺的问题，国际上普遍用电子和质子作为放射源，但是低能的电子穿透深度不够，高能质子虽然穿透深度足够，但是难以一次性达到较大射野（放疗中射线照射的范围），技术要进步就必须找到更合适的放射源。
2019年，吴岱带领团队提出高能X射线FLASH放疗技术的三条实现途径，即超导加速器、常温直线加速器和花瓣回旋加速器。考虑到当时设备供应有限，他们即在太赫兹自由电子激光装置上开展了实验，并搭建了高平均流强超导加速装置。2020年，团队成功验证了高能X射线的FLASH效应。2023年，团队再次创新实现了X射线FLASH装置小型化，该装置较第一代的超导样机体积缩小了1000倍，可以在医院常规机房中容纳、应用。吴岱说，该项技术可以显著降低肿瘤患者的治疗成本，国内有许多关于FLASH的研究正如火如荼地开展，希望X射线FLASH放疗技术可以造福更多患者。
空间分割 精准打击
巨大肿瘤严重危害患者的生命健康，而传统放疗需均匀照射整个肿瘤区域进行治疗，容易对人体正常组织造成辐射损伤，影响临床效果。空间分割放疗技术可将巨大肿瘤划分为若干部分，在肿瘤各部分的三维空间内，通过射线高剂量和低剂量相结合的方式，实现“对症下药”精准打击的效果，在保证治疗效果的同时，降低对人体正常组织的损伤。
中华医学会放射肿瘤学分会秘书长金晶介绍，空间分割放疗技术主要有两种，一种是格栅（Grid），另一种是晶格（Lattice）。通俗来说，格栅就是对肿瘤进行网格化划分，网格的大小、位置、形状以病灶的实际情况为划分依据。划分好网格后，医生通过图像引导技术对射线的照射位置和方向进行定位，射线则会按照预定的剂量分配方案，沿着网格中的每个网眼进行照射。“格栅主要针对大肿瘤，单次剂量建议大于15Gy，治疗目的分为姑息性或者根治性两种。”金晶说。
晶格则是在格栅的基础上进行三维扩展，技术核心是在肿瘤三维空间内，经直接照射高强度射线，创建出相隔一定距离的多个高剂量区域，而没有被高强度射线直接照射的区域自然形成了低剂量区，通过高低搭配会形成类似山峰山谷样的形状。金晶介绍，上述现象被称为峰谷效应，由峰谷剂量比值（高剂量区相关数值除以低剂量区相关数值）定量表示，比值越大治疗效果越好。
然而，空间分割放疗技术虽然提高了患者的肿瘤控制率并减少了毒性反应，但要以不均匀剂量治疗整个肿瘤的技术原理与传统放疗相去甚远，这使得关于此技术的研究存在剂量如何计算、高剂量区之间的距离如何调整、生物效应如何优化等多个难点。美国北卡罗来纳大学教授常小莎表示：“我们对空间分割放疗技术的探索和实践还不够，攻克此项难点不仅需要技术和勇气，还需要破除常规放疗的经验约束，不断探寻新的解题思路，希望更多人可以参与到空间分割放疗技术的研究中。”
人工智能 影响几何
相比于现在较为热门的大模型（具有大量参数和计算资源的机器学习模型），Agent AI（后简称AAI）是一种能力更强的人工智能，AAI能够感知视觉刺激、语言输入及其他环境数据，并形成具有具体意义的决策辅助。
“随着人工智能的发展，大模型和AAI的应用场景越来越多，很多领域都在不断进行研发，放疗技术也需要参与其中。”上海交通大学医学院附属瑞金医院教授温宁表示，AAI可不断吸纳医学知识、临床信息、临床医生经验等，并以此为基础不断成长和进化，在数据分析整合、决策行动等方面作出建议和决策，让医生节省更多精力，能够更好地服务患者。
温宁介绍，医院以大模型为基础制定胰腺癌多学科诊疗方案时，大模型会将整个手术规划中所有关于胰腺癌的信息和临床指南全部整合后供医生参考，融入足够多医学知识的AAI则可以为临床决策中的很多环节赋能。
大模型是参考，AAI是建议，后者可以在简单问题上为医生节省更多时间，从而有利于优化医疗资源配置。“AI的参与可能会缩短整个放疗流程的时间，患者在AI的辅助下做CT和治疗，可能只需几分钟。”温宁说。
【责任编辑：陈大鹏】