在肺癌质子疗法中探索光束线动量接受以跟踪呼吸系统变异性:一项模拟研究
Anna Chiara Giovannelli1,2, Andreas Köthe1,2, Sairos Safai1
1Center for Proton Therapy, Paul Scherrer Institute, 5232 Villigen, Switzerland.
Physics in medicine and biology
|August 31, 2023
概括
这项研究表明,在质子疗法中实时瘤跟踪在当前技术下是可行的. 呼吸同步跟踪实现了类似于理想场景的结果,即使在现实的机器限制下,也保持了计划质量.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 辐射瘤学 辐射瘤学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 笔束扫描质子疗法可实现精确的剂量递送.
- 在治疗期间跟踪器官运动对于提高疗效和降低毒性至关重要.
- 目前的质子疗法系统在实时运动适应方面存在局限性.
研究的目的:
- 用笔光束扫描来研究用于跟踪器官运动的质子束传递.
- 定义对下一代质子疗法单元的要求,用于实时图像引导治疗.
- 在现实的机器约束范围内评估用于瘤跟踪的能量校正策略.
主要方法:
- 用4DCT数据对非小细胞肺癌 (NSCLC) 患者进行模拟质子治疗.
- 评估了瘤跟踪的能量校正,重点是动量接受 (dp/p).
- 将呼吸同步跟踪与理想场景进行比较,分析重新扫描和多个领域.
主要成果:
- 能量校正需求随着运动幅度的增加而增加.
- 重新扫描在现实的动量接受 (1.2%和2.4%dp/p) 范围内改善了剂量测量指标.
- 与覆盖率和均性的理想跟踪相比,呼吸系统同步跟踪显示出最小的差异 (1-5%).
结论:
- 瘤跟踪在当前的质子疗法中是可以实现的,未来有发展的潜力.
- 在动量接受范围内进行能量调节,使得有效的瘤运动跟踪成为可能.
- 动量接受率为±5%dp/p可以弥补NSCLC患者的范围偏移,而1.2%dp/p可以保持计划质量.
