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癌症放射治疗中的物理学家

泰然健康网
2025-04-22 14:33

曼彻斯特大学推出了一门新的癌症放射治疗医学物理学硕士课程，该课程加入了学校现有的研究生课程系列，这些课程旨在让学生从该校的癌症研究专家那里学习，并专攻这一不断增长的领域。该课程重点关注癌症放射治疗患者的整个治疗路径，旨在使学生具备进入临床、学术研究或商业医疗物理领域的技能。

项目主任Alan McWilliam同时也是转化放射治疗物理学的高级讲师，他解释说：“放射治疗是癌症治疗的主要手段，大约50%的癌症治疗都会用到它，可以与手术或化疗、免疫疗法等系统治疗结合使用。拥有超过100年的历史，放射治疗现在高度技术化，允许以精确的方式输送辐射，并且越来越跨学科，以确保每位患者都能获得高质量的、治愈性的辐射治疗。”

癌症先驱

曼彻斯特在开发解决方案以推动医疗保健、患者生活质量和个体福祉方面有着悠久的历史。这门新课程借鉴了科学研究和创新，为那些希望从事医学物理或癌症研究职业的人提供专门技能，涵盖广泛的知识领域。事实上，课程单元汇集了来自学术界的专家，他们开创了图像引导放射治疗、使用真实世界放射治疗数据的大数据分析、用于监测肿瘤氧合的新MR成像技术和质子研究束线。学生将直接受益于这个研究小组网络，能够参加整个课程期间的研究研讨会。

与临床科学家合作

该硕士课程由克里斯蒂NHS基金会信托基金的临床物理学家共同授课，该信托基金是欧洲最大的单一癌症医院之一，也是唯一一家直接连接研究机构的英国癌症医院。放射治疗部门目前在四个地点拥有16台直线加速器、MR引导的放射治疗服务和两个NHS高能质子束服务之一。克里斯蒂目前是世界上仅有的两家同时拥有质子束和MR引导直线加速器的癌症中心之一。对于学生来说，这种合作关系提供了与癌症治疗发展前沿人士合作的机会。

为了反映当前放射治疗的现状，曼彻斯特大学与克里斯蒂合作，确保学生掌握成功、现代医学物理职业所需的技能。课程单元具有很强的临床重点，学生可以接触到允许他们体验和学习临床工作流程的技术。

学生将学习放射治疗的基本原理，从X射线与物质的相互作用，到X射线束生成控制和测量，再到如何规划治疗。除了X射线治疗外，学生还将学习质子束治疗的概念，了解质子的输送方式与X射线的不同之处，以及质子因与物质相互作用的不确定性更大而带来的潜在临床益处和独特挑战。

精确输送辐射

该课程将提供如何在整个患者治疗路径中使用成像来辅助治疗决策和指导辐射输送的深入理解。探讨CT、MRI和PET扫描器在临床路径中的应用，辐射输送领域还补充了关于放射生物学的材料——细胞和组织如何响应辐射。

肿瘤和正常组织对辐射的反应差异称为治疗比。放射生物学教学将重点放在如何最大化这一比率，即如何提高治愈率，同时最小化因照射邻近正常组织而产生的副作用风险。学生还将探索如何增强或修改这一比率，以提高所有形式放射治疗的有效性。

研究和技术

曼彻斯特研究小组的核心优势之一是在评估治疗输送改进或研究成果临床转化时使用常规收集的数据。许多这样的改进不符合全面随机临床试验的条件。然而，有许多实用的方法来评估临床效益。通过学习临床工作流程和转化，这些概念将被探讨，同时研究如何最大限度地利用所有可用数据。

现代医学物理学家需要了解人工智能（AI）。AI正在成为贯穿放射治疗工作流程的自动化工具；例如，组织分割、放射治疗计划和质量保证。该课程深入探讨了AI和机器学习的基础知识，给学生提供机会实现自己的图像分类或图像分割解决方案。对于有领导抱负的学生，来自不同学术、临床或商业背景的客座讲师将详细讲解职业路线和发展知识的方法。

开创新的学习和评估方式

项目主任Alan McWilliam介绍了课程设计和学生评估方式：“我们特别自豪的是课程各单元评估的设计。书面考试已经不复存在，取而代之的是让学生将新知识应用于实际医学物理问题的评估。学生将进行剂量计算和质子沉积的蒙特卡洛模拟，构建图像配准管道，并在‘龙穴’（或‘鲨鱼坦克’）情景中争取资金。这种评估方式将使学生展示对未来职业路径直接有用的技能。”

课程的最后一部分是研究项目，在完成授课部分后进行。学生将从项目中选择一个，嵌入到一个学术或临床小组中。当前队列的示例项目包括训练用于CT图像肌肉分割的AI模型并将其与治疗结果关联；模拟质子输送过程中的瞬发伽马射线以验证剂量；协助超中心肺部治疗的MR引导工作流程的调试。