物理学驱动的创新：促进质子治疗的普及
医学物理
2026-04-28 v1
摘要
质子治疗利用带电粒子在组织中的有限范围，实现射频类医疗技术无法复制的剂量分布。然而，该技术仅覆盖不足 1% 的潜在获益患者群体，这一差距源于成本和复杂性，而非临床证据。本综述将质子治疗的采纳重新框定为物理学问题。我们确定了两个根本性瓶颈：一是成本，源于加速器设计、束流输送和辐射屏蔽的比例规律；二是运动，源于顺序铅笔束扫描与呼吸肿瘤位移之间的时空错位。我们追溯了从集成式能量选择、吊装式加速器到直立固定束系统等紧凑型架构如何逐步减小设施规模，趋向类似 LINAC 的简单性和成本效益。一种经济物理学框架纳入固定和可变运行成本，表明交付速度对患者成本的影响力大于资本成本降低。 demonstrated across fundamentally different architectures 同时抑制了相互作用效应，实现了所需的患者通过率，确保了财务可行性。解决运动问题的同一物理学也为广泛采纳奠定了经济论点。新兴方向，包括质子弧治疗、FLASH 辐照和自适应交付，定义了该技术向全球普及的路径。
引用
@article{arxiv.2604.24704,
title = {Physics-driven innovations toward the democratization of proton therapy},
author = {Vivek Maradia and Martin Bues},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.24704},
year = {2026}
}