一种碳离子迷你光束处理规划方法,使用剪刀梁
Wei Wu1,2, Weijie Zhang3, Jiaxin Li1,2
1Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, China.
Medical physics
|May 7, 2025
概括
新型剪刀束 (SB) 方法用于碳小束辐射疗法 (cMBRT) 改善了风险器官 (OAR) 节省和目标剂量统一性. 与传统技术相比,这种方法在OAR中提供了高峰至低谷剂量比率 (PVDR) 和目标覆盖率之间的更好的平衡.
科学领域:
- 辐射瘤学 辐射瘤学
- 医学物理 医学物理
- 癌症治疗 癌症治疗
背景情况:
- 迷你光束辐射疗法 (MBRT) 使用空间分成的剂量分布,其特点是峰值-山谷剂量比 (PVDR).
- 碳MBRT (cMBRT) 与质子MBRT相比,在PVDR和相对生物有效性 (RBE) 中具有优势.
- 实现统一的目标剂量 (UTD) 覆盖,同时保持高PVDR的风险器官 (OAR) 仍然是cMBRT的一个挑战.
研究的目的:
- 引入和评估cMBRT的剪刀束 (SB) 方法.
- 在cMBRT中优化OAR PVDR和目标剂量均性之间的平衡.
主要方法:
- 该SB方法将原始光束划分为主光束和辅助光束,后者以小角度旋转.
- 旋转角的确定是基于OAR和目标位置以及中心到中心距离.
- 蒙特卡洛模拟 (GATE/GEANT4) 用于剂量计算,比较SB与常规迷你光束 (MB) 和交火 (CF) 方法在肺癌,胰腺癌和头癌 (HN) 病例中.
主要成果:
- 与MB (2毫米中心至中心距离) 相比,SB显著增加了OAR PVDR (150%),并与PVDR匹配了4毫米中心至中心距离,差异≤5%.
- 与MB相比,SB提高了目标符合性 (CI) 的118%-167% (4 mm d ctc) 并降低了对肺,肝脏和脑干/脊髓等器官的平均剂量.
- 与CF相比,SB保持了类似的PVDR (≤4%的差异),同时显著改善了OAR节约,包括减少肺,和脑干剂量.
结论:
- 对cMBRT的新型SB方法有效平衡UTD和OAR PVDR.
- 与传统的MB和CF技术相比,SB显示出优越的OAR保护.
- SB方法具有显著的潜力,可以提高cMBRT的治疗比率,改善患者的治疗结果并降低治疗风险.
