術(shù)前或單獨放療治療未出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的食管癌能夠顯著提高患者生存率，然而，放療也會導(dǎo)致晚期治療相關(guān)心肺并發(fā)癥。盡管對于胸壁放療心肺并發(fā)癥的研究多針對淋巴瘤和乳腺癌幸存患者，但食管癌患者胸壁放療的毒性反應(yīng)也不應(yīng)被低估。既往2項臨床研究表明接受放化療治療的食管癌患者發(fā)生心肺毒性反應(yīng)的幾率高達(dá)29%和33%，其中一項研究中有2例患者（共納入139名患者）死于繼發(fā)心肌梗死。一項比較食管癌患者3D適形放射治療（3D-CRT）和調(diào)強適形放射治療（IMRT）遠(yuǎn)期療效的研究結(jié)果表明與IMRT相比，3D-CRT組的患者心臟病致死和不明原因死亡的累計發(fā)生率都有所增加。

這些研究結(jié)果表明現(xiàn)代放射治療技術(shù)的劑量優(yōu)勢或可以更好地保護心肺組織。帶電粒子，如質(zhì)子，出射劑量非常小，理論上能夠更好地保護腫瘤靶腫瘤周圍的健康組織，如心肺等。然而，關(guān)于食管癌質(zhì)子放射治療（PBT）與IMRT優(yōu)勢比較的研究非常少。因此，來自于美國MD Anderson癌癥中心放射腫瘤科的Jingya Wang博士等人共同進行了一項研究，比較被動散射質(zhì)子治療與IMRT在減少食管癌患者心/肺劑量方面的區(qū)別，并明確了影響質(zhì)子治療計劃療效的解剖和治療計劃制定參數(shù)。

他們對2007-2010年55位食管癌患者的被動散射PBT和IMRT治療計劃的心/肺中位劑量和覆蓋情況進行了分析。利用腫瘤和心/肺劑量之間的幾何學(xué)關(guān)系（計劃靶體積與脊柱之間的距離、未被放射線波及的心臟的百分率）預(yù)測這些正常組織受到的照射劑量。

劑量-體積分析表明，對于肺和心臟來說，質(zhì)子治療的照射范圍更小，劑量更低（5-30Gy）；盡管光子放療照射范圍也小，但劑量高（40-50Gy）。計劃靶體積與脊柱之間的距離以及未被放射線照射的心臟體積都與IMRT和PBT心/肺中位劑量呈線性相關(guān)，并用于預(yù)測治療中心/肺中位劑量。與IMRT相比，所有納入研究的患者的初始PBT治療計劃的肺部中位劑量更低，但僅有92%的病例心臟中位劑量低于IMRT。導(dǎo)致初始PBT治療計劃的劑量分布情況不理想、心臟中位劑量高的原因包括劑量安排不合理（如AP/PA*）、加權(quán)和/或腫瘤的特定解剖結(jié)構(gòu)（臨床靶區(qū)包括心臟或包繞整個心臟）。使用1:2加權(quán)的左側(cè)/PA束流對初始質(zhì)子治療計劃進行再次優(yōu)化，除腫瘤解剖結(jié)構(gòu)特殊的患者外，其余大多數(shù)病例的心臟劑量得到了顯著改善。并且，重新優(yōu)化后，除腫瘤解剖結(jié)構(gòu)特殊的患者外，其余所有患者的PBT治療計劃的肺/心中位劑量都顯著優(yōu)于IMRT。

結(jié)果表明，所有55名接受放化療治療的食管癌患者中，接受被動散射PBT治療的患者心臟和肺的中位劑量低于IMRT，由于能夠提高腫瘤控制率，且考慮到正常組織毒性反應(yīng)問題，因此像質(zhì)子放療這種先進放射治療技術(shù)正是臨床需要的。使用1:2加權(quán)左側(cè)/PA束流的被動散射PBT治療的患者心肺中位劑量顯著低于IMRT，因此這種方法應(yīng)該作為減少食管癌放射源性心肺毒性反應(yīng)的質(zhì)子治療計劃制定方法被采納。