术前或单独放疗治疗未出现转移的食管癌能够显著提高患者生存率，然而，放疗也会导致晚期治疗相关心肺并发症。尽管对于胸壁放疗心肺并发症的研究多针对淋巴瘤和乳腺癌幸存患者，但食管癌患者胸壁放疗的毒性反应也不应被低估。既往2项临床研究表明接受放化疗治疗的食管癌患者发生心肺毒性反应的几率高达29%和33%，其中一项研究中有2例患者（共纳入139名患者）死于继发心肌梗死。一项比较食管癌患者3D适形放射治疗（3D-CRT）和调强适形放射治疗（IMRT）远期疗效的研究结果表明与IMRT相比，3D-CRT组的患者心脏病致死和不明原因死亡的累计发生率都有所增加。

这些研究结果表明现代放射治疗技术的剂量优势或可以更好地保护心肺组织。带电粒子，如质子，出射剂量非常小，理论上能够更好地保护肿瘤靶肿瘤周围的健康组织，如心肺等。然而，关于食管癌质子放射治疗（PBT）与IMRT优势比较的研究非常少。因此，来自于美国MD Anderson癌症中心放射肿瘤科的Jingya Wang博士等人共同进行了一项研究，比较被动散射质子治疗与IMRT在减少食管癌患者心/肺剂量方面的区别，并明确了影响质子治疗计划疗效的解剖和治疗计划制定参数。

他们对2007-2010年55位食管癌患者的被动散射PBT和IMRT治疗计划的心/肺中位剂量和覆盖情况进行了分析。利用肿瘤和心/肺剂量之间的几何学关系（计划靶体积与脊柱之间的距离、未被放射线波及的心脏的百分率）预测这些正常组织受到的照射剂量。

剂量-体积分析表明，对于肺和心脏来说，质子治疗的照射范围更小，剂量更低（5-30Gy）；尽管光子放疗照射范围也小，但剂量高（40-50Gy）。计划靶体积与脊柱之间的距离以及未被放射线照射的心脏体积都与IMRT和PBT心/肺中位剂量呈线性相关，并用于预测治疗中心/肺中位剂量。与IMRT相比，所有纳入研究的患者的初始PBT治疗计划的肺部中位剂量更低，但仅有92%的病例心脏中位剂量低于IMRT。导致初始PBT治疗计划的剂量分布情况不理想、心脏中位剂量高的原因包括剂量安排不合理（如AP/PA*）、加权和/或肿瘤的特定解剖结构（临床靶区包括心脏或包绕整个心脏）。使用1:2加权的左侧/PA束流对初始质子治疗计划进行再次优化，除肿瘤解剖结构特殊的患者外，其余大多数病例的心脏剂量得到了显著改善。并且，重新优化后，除肿瘤解剖结构特殊的患者外，其余所有患者的PBT治疗计划的肺/心中位剂量都显著优于IMRT。

结果表明，所有55名接受放化疗治疗的食管癌患者中，接受被动散射PBT治疗的患者心脏和肺的中位剂量低于IMRT，由于能够提高肿瘤控制率，且考虑到正常组织毒性反应问题，因此像质子放疗这种先进放射治疗技术正是临床需要的。使用1:2加权左侧/PA束流的被动散射PBT治疗的患者心肺中位剂量显著低于IMRT，因此这种方法应该作为减少食管癌放射源性心肺毒性反应的质子治疗计划制定方法被采纳。