循环子和线性加速器产生的扫描质子束用于肺癌SBRT:相互作用效应和缓解

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 辐射瘤学 辐射瘤学
• 放射治疗技术 放射治疗技术

背景情况:

• 对移动目标的笔束扫描 (PBS) 质子疗法面临挑战,原因是扫描束和器官运动之间的相互作用效应.
• 胸部区域的呼吸运动是器官运动的主要驱动因素,影响质子治疗的有效性.

研究的目的:

• 评估不同PBS质子加速器类型和点大小对相互作用效应的影响.
• 评估缓解策略和规划质量,用于非小细胞肺癌 (NSCLC) 治疗中的立体体辐射疗法 (SBRT).
• 为了比较循环加速器生成的质子束 (CPB),线性加速器质子束 (LPB) 和线性加速器质子迷你束 (LPMB).

主要方法:

• 对20名用光子SBRT治疗的NSCLC患者的回顾性分析,对CPB,LPB和LPMB生成了质子疗法计划.
• 使用四维计算机断层扫描 (4DCT) 数据进行了强大的优化计划,评估了单字段优化 (SFO) 和多字段优化 (MFO).
• 通过计算10个呼吸阶段的剂量分布来评估相互作用效应,并以不同程度应用体积重绘 (VR).

主要成果:

• 与LPB和LPMB的MFO计划相比,SFO计划对相互作用效应的敏感性较小.
• 没有重新涂料,CPB的平均GTV V100%RX最高 (99.42%),其次是LPB (97.52%) 和LPMB (94.49%).
• 卷度重新涂料改善了GTV V100%RX,特别是LPMB (4.63%的改善),达到>95%的接受标准.
• 小点机 (LPB,LPMB) 显示出更好的正常肺V20Gy节约,即使使用VR.

结论:

• 具有更大的点尺寸 (CPB) 的质子机在没有重新涂料的情况下,可以产生更强大的计划来防止相互作用效应.
• 为了满足LPB和LPMB的计划接受标准,需要增加VR频率并减少现货大小.
• 虚拟现实增强了小型点位模式的计划稳定性,具有快速的能量变化,尽管运动,但仍然保持了LPMB的肺节省效益.