在线适应性质子疗法工作流程的多机构实验验证

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:

• 在线适应性质子疗法 (APT) 旨在通过根据日常解剖变化调整计划来提高治疗准确性.
• 非适应性工作流程可能难以解释显著的分数间变化,可能会损害剂量递送.
• 不同在线APT策略的实验验证对于临床实施至关重要.

研究的目的:

• 实验验证两个不同的在线自适应性质子疗法 (APT) 工作流:每日APT (DAPT_PSI) 和在线适应 (OA_MGH).
• 将这些适应性工作流程的剂量测量性能与使用Gafchromic薄膜和OSLDs的非适应性 (NA) 方法进行比较.
• 评估APT在人类形状的头幽灵中管理分数间解剖变异的能力.

主要方法:

• 质子疗法计划被优化为一个头子幻影,每小部分的处方为2.0 Gy (RBE).
• 模拟了四个碎片,内部解剖学不同.
• 测试了三个工作流程:DAPT_PSI (完全在线重新规划),OA_MGH (在线调整光束流动) 和NA (沙发轮班校正).
• 使用Gafchromic EBT3膜和光学刺激发光剂量计 (OSLDs) 进行了剂量测量.

主要成果:

• 与NA工作流相比,DAPT_PSI和OA_MGH的马传递率 (3%/3毫米) 显著更高 (分别为91.5%-96.1%和94.0%-95.8%与67.2%-93.1%).
• OSLD证实了所有测试方法的绝对剂量计算的准确性.
• OA_MGH提供了更好的目标覆盖范围,而DAPT_PSI提供了更好的正常组织节约,特别是大脑干.

结论:

• 这项多机构研究提供了两个在线APT工作流概念的首次实验验证.
• 这两种适应性策略在管理断片间解剖变异方面都比非适应性方法具有显著的剂量测量优势.
• 在线适应性质子疗法对于优化剂量递送在患者解剖学发生重大变化的场景中至关重要.