近日，武漢大學(xué)教授彭浩團隊首次在國際上提出了基于人工智能與深度學(xué)習的輻射劑量實時監(jiān)測，成功利用生成對抗網(wǎng)絡(luò)DiscoGAN的計算框架，并加以人體組織的圖像信息和組織本領(lǐng)的先驗信息，在腦部、肺部和腹部多個區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了接近蒙卡精度的高速劑量計算和驗證(差別小于5%)。相比于傳統(tǒng)的質(zhì)子計劃系統(tǒng)中使用的筆行束計算方法，該計算可以在一秒內(nèi)完成，并且準確度更高。相關(guān)研究成果以《基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)子治療劑量計算框架》為題，發(fā)表于《醫(yī)學(xué)物理》。

目前，全球質(zhì)子治療中心和治療患者數(shù)目的年增長速度超過13%。但大部分質(zhì)子中心集中在美國、歐洲、日本等發(fā)達國家。近年來我國已加入高速建設(shè)質(zhì)子中心的行列。

質(zhì)子放療具有布拉格峰這一顯著的劑量學(xué)優(yōu)勢。它會在布拉格峰后完全停止劑量輸送，但只有實時劑量的測量才能夠確定布拉格峰是否停止在腫瘤內(nèi)，從而充分發(fā)揮其“集中放療劑量在腫瘤內(nèi)而保護周圍的危及器官”的優(yōu)勢。這一點對于確保下一代質(zhì)子閃療FLASH技術(shù)臨床應(yīng)用的安全有效至關(guān)重要。

不過，質(zhì)子治療過程中也有一些不確定性，包括射程誤差、呼吸運動引起的誤差、擺位誤差、病人的解剖結(jié)構(gòu)變化引起的誤差等諸多因素。如果配合武大醫(yī)學(xué)物理團隊已成功開發(fā)的基于人工智能的核信號和聲波信號在線監(jiān)測方法，實時劑量計算框架將能應(yīng)用于質(zhì)子治療的多個質(zhì)控環(huán)節(jié)，包括治療前的劑量驗證，影像引導(dǎo)的病人擺位確認和治療過程中的在線監(jiān)測。并且，端到端的累計劑量誤差分析，可以為整個療程的精準放療提供有效指導(dǎo)和諸多應(yīng)用價值，最終提高病人總體生存率和改善病人的生活質(zhì)量。