在布拉格峰值质子FLASH放射治疗中使用单切换通用范围变换器的新型治疗规划策略
Qi Zhang1,2, Hong Quan2, Yiling Zeng2
1Cancer Center, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China.
Medical physics
|January 12, 2026
概括
这项研究引入了一种新的单能布拉格峰值质子FLASH放射治疗方法,使用通用范围转换器,显著减少治疗时间并改善癌症治疗的剂量合规性.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 辐射瘤学 辐射瘤学
- 质子疗法是一种治疗方法.
背景情况:
- 布拉格峰 (BP) 质子FLASH辐射疗法 (FLASH-RT) 提供超高剂量率 (UHDR) 符合剂量分布.
- 在FLASH-RT中实现剂量一致性可能需要复杂的患者或光束特定调制装置.
- 多能BPFLASH-RT经历了由于能量层切换而减少的FLASH效应.
研究的目的:
- 为单一能源BP FLASH-RT提供一个新的优化框架,使用通用范围变换器 (URS) 的单一开关.
- 为了使合规FLASH-RT具有更普遍的方法,减轻与能量层切换相关的问题.
主要方法:
- 对单能BPFLASH-RT (URS计划) 的剂量和URS厚度的同时优化.
- 实现可切换的URS来模拟低能级,而无需光束能量切换,创建一个单一的URS切换计划 (sURS计划).
- 在10例脑癌和10例肺癌病例中,基于梯度的斑点放置优化和对比URS/sURS计划与多能强度调制质子疗法 (IMPT) 计划.
主要成果:
- 与IMPT (21.4-42.3s) 相比,URS和sURS计划符合临床剂量和稳定性标准,能量层显著减少,交付时间缩短 (0.7-0.9s).
- 符合性指数从URS的0.63-0.68提高到0.72-0.77,接近IMPT的符合性 (0.82-0.85).
- 单次URS切换使正常组织暴露于基于ADR的V40Gy/s从49.1-57.8%降低到44.6-55.2%,而IMPT显示无足轻重的UHDR覆盖.
结论:
- 开发的优化框架促进了基于URS的单个开关计划,以提高FLASH-RT.RT的符合性.
- 这种方法实现了对正常组织的超高剂量率覆盖,提高了治疗效率和安全性.
