设计一个开放访问的动态点扫描质子弧系统控制器,用于对交付效率进行定量和全面的调查
Xiaoda Cong1, Gang Liu2,3,4, Peilin Liu1
1Department of Radiation Oncology, Corewell Health William Beaumont Hospital, Michigan, Royal Oak, USA.
Medical physics
|December 27, 2025
概括
我们开发了控制器-SPArc,这是用于质子弧治疗的开放访问控制器. 调整缓冲窗口和门架速度显著影响处理时间和动量,这对于优化动态质子弧交付至关重要.
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:
- 质子弧疗法提供了连续的治疗交付与门架旋转.
- 在质子弧系统中,控制器设计对于管理辐射序列和门架运动至关重要.
研究的目的:
- 开发一个新的,开放式访问的质子弧系统控制器 (控制器-SPArc).
- 在质子弧疗法中研究机械参数和治疗交付时间之间的关系.
主要方法:
- 利用控制理论在机械约束范围内优化辐射序列.
- 计算的治疗交付时间考虑了容忍窗口,缓冲窗口和门架速度.
- 在五个不同的癌症部位 (肝脏,头部/部,内,肺部,前列腺) 测试了控制器-SPArc.
主要成果:
- 缓冲窗口的大小显著影响动态治疗交付时间;较大的缓冲器增加交付时间.
- 当缓冲窗口大时,机架加速/减速速度对于效率至关重要.
- 缓冲窗口的设置也会影响动态治疗期间的总动量变化.
结论:
- 推出控制器-SPArc,这是第一个用于动态质子弧治疗模拟的开放式控制器.
- 提供了一个测试硬件,控制器和动态SPArc技术处理规划方面的进展的平台.


