近年来，乳腺癌发病率一直居女性恶性肿瘤发病率前列。据世界卫生组织发布的2020年全球新癌症数据，乳腺癌已成为全球常见癌症。在乳腺癌的治疗中，质子治疗(PT)受到越来越多的关注。鉴于现代治疗可延长早期乳腺癌患者的预期寿命，关于放疗诱导的继发性癌症风险(SCR)开始受到人们越来越多的关注，特别是对年轻患者。
有研究表明，全乳放疗可导致继发性肺癌的额外死亡率为2.9%，高于晚期心脏毒性反应导致的预期死亡率。质子治疗由于其独特的剂量学优势，可以有效地减少周围危及器官的剂量，尽可能的降低放疗诱导的继发性癌症风险。研究人员使用RayStation治疗计划系统来计算和优化质子治疗计划，并假设RBE值恒定为1.1，并使用蒙特卡罗算法计算剂量分布(相关统计不确定性设置为1%)。束流能量范围为70到228Mev。质子束光斑在空气中等中心点的半高宽在低和高能量时分别是大约16毫米到4毫米。切向3D-CRT和VMAT技术的光子放疗方案则使用Monaco治疗计划系统进行计算和优化。其中，MC算法用于计算VMAT的剂量分布(相关统计不确定度为1%)，而切向3D-CRT则使用CCC算法进行计算。对于VMAT技术，研究人员使用两个部分弧(约240度)照射，而切向3D-CRT计划则基于野中野切向技术加SVC淋巴结前野照射。
所有计划均采用每体素2mm³的剂量网格。每种治疗技术的处方剂量相同，均为总剂量50Gy，分次剂量2Gy。为简便起见，所有剂量单位均用Gy表示。对于质子来说，这些是Gy(RBE)值，因为其包含了常数RBE因子的乘积。
结果与3D-CRT和VMAT相比，PT的适形性更好，且射野外的剂量分布明显更低。正如研究人员预期的那样，当SVC节点只包含在靶区中时，1组患者危及器官的总体剂量较低。在这种情况下，切向3D-CRT向同侧肺照射的剂量约为PT的3倍，而对侧器官的剂量低于1Gy。与第1组相比，第2组患者由于累及IMN，对同侧肺的PT剂量增加了2.5~2.8，且对患者固定设备依赖性较低(FB或DIBH照射)。相比于质子照射，VMAT的剂量大约是PT的两倍；而对于对侧危及器官，PT和VMAT的剂量有显著差异：PT的平均剂量远低于1Gy,而VMAT对对侧肺和乳腺的平均剂量分别约为6~7Gy和5Gy，且对FB或DIBH依赖性较小。
独立于EAR计算采用的剂量响应模型，可以始终观察到PT与切向3D-CRT相比具有相同的低SCR趋势(见表2)。当进行配对显著性检验时，两种技术之间总是能观察到显著差异。对于PT来说，EAR大成分来自同侧肺，由于剂量非常低，对侧危及器官的SCR接近零。对于切向3D-CRT，EAR中不可忽视的部分是沉积在对侧肺和乳腺的剂量，线性模型约为10%，线性区和平台模型约为30%。此外，根据线性指数模型和平台模型，PT中包含IMNs的EAR增加了约28%。增加的风险主要是来源于同侧肺成分，而对侧危及器官受影响较小。
VMAT照射的风险比PT高约5倍。所有成对比较的p值均小于0.01。与PT照射相反，VMAT照射时，由于低、中剂量的扩展分布，每个危及器官对整个EAR的贡献约为1/3。当比较自由呼吸条件下的SCR时，靶区复杂性的影响也很明显。VMAT治疗的第2组患者对侧乳腺的EAR明显更高，其绝 对值依赖于剂量反应模型，FB和DIBH之间的差异很小。此外，50岁时接受VMAT治疗的患者对侧乳房SCR比30岁的患者减少了约60%。
该项研究人员表明，接受质子放射治疗对于淋巴结受累的乳腺癌患者是有益的。再加上远端危及器官(如心、肺)的剂量受量较低，乳腺癌患者选择质子治疗具有较高的成本效益，尤其是对于靶区包含IMN时，质子治疗提供的增益大。在这种情况下，特别是对于年轻乳腺癌患者，质子治疗可能是替代VMAT照射的选择。
