使用每日光束计算机断层扫描成像用于儿科自适应性质子疗法的断片间身体表面监测

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 辐射瘤学 辐射瘤学
• 影像科学 影像科学

背景情况:

• 每天的解剖学变化可能会影响放射治疗的准确性.
• 质子疗法提供精确的剂量传递,但对范围不确定性敏感.
• 精确监测患者的设置和解剖学变化对于有效治疗至关重要.

研究的目的:

• 开发和验证一种新的方法,用于检测每天的身体表面变化,使用圆束计算断层扫描 (CBCT).
• 量化这些表面变化对儿科患者质量质子疗法计划的影响.
• 为了确定表面变化和水等效路径长度 (WEPL) 变化之间的相关性.

主要方法:

• 收集了21名儿科非中枢神经系统 (CNS) 患者的模拟CT,每日CBCT和重复CT图像.
• 从CBCT数据计算的表面变化 (ΔSurface_CBCT) 和WEPL变化 (ΔWEPL_合成CT) 与模拟CT相比.
• 使用重复CT扫描来确定地面真相变化 (ΔSurface_重复CT, ΔWEPL_重复CT)

主要成果:

• 实现的平方根平均值 (RMS) 误差为1.3mm的表面变化和1.6mm的WEPL变化.
• 证明了 ΔSurface CBCT 和 ΔWEPL 合成 CT 之间的强有力的线性相关性 (R² = 0.97).
• 表明3.9-6.3毫米的表面变化可以将临床目标体积 (CTV) D_min和D_99%降低5%.

结论:

• 5毫米的身体表面变化显著降低了质子平面质量,使CTV D_min降低了11.7%.
• 开发的基于CBCT的方法准确地估计了WEPL变化.
• 由于每天的解剖学变化,适应性治疗策略对于维持儿科患者的质子疗法疗效至关重要.