物理学 > 医学物理
[提交于 2025年1月28日
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标题: 质子笔形束扫描对移动靶区实时再优化的剂量学影响
标题: Dosimetric impact of real-time re-optimization of proton pencil-beam scanning for moving targets
摘要: 在治疗移动肿瘤时,通过笔形束扫描(PBS)精确传递质子治疗受到交错效应的挑战。尽管已经提出了几种4D优化方法,但最有益的运动管理技术仍然是一个开放性问题。在本研究中,我们希望调查在治疗过程中根据患者呼吸模式的变化进行实时重新优化PBS点权重的剂量学影响,以及对此变化的预期。我们模拟了基于滚动时域控制原理的实时自适应框架在PBS中的实现。我们将患者运动视为由一维振幅信号和4DCT表征,以模拟不同频率的呼吸。该框架跟踪信号并预测未来运动,且预测时间越长,不确定性越大。在每次传递能量层之后,该框架根据传递的剂量和预测的运动重新优化下一层的点权重。对于三位肺癌患者,我们生成了500种可变呼吸模式,以评估该框架的剂量学结果,并将其与之前提出的非自适应方法的实现进行比较。与最佳的非自适应方法相比,自适应框架在接近最差呼吸情景(第5百分位)中将CTV D98从处方剂量的96.4%提高到98.9%,并通过平均四分位距减少超过80%显著减少了变化。目标覆盖的改善没有通常损害目标剂量均匀性或OAR剂量。该研究表明,基于在传递过程中重新优化点权重的运动自适应方法,有望显著提高给定快速准确的患者运动模型的PBS剂量学性能。
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