肿瘤前缘传播的最短路径和扩散模型建模--对临床靶区定义的影响
摘要：通过对比两种方法来研究肿瘤扩散的模型以此使放射肿瘤科中临床靶区(CTV)的定义更为客观科学。一种方法是采用最短路径模型，即通过在几何GTV-CTV边界添加一个几何用与模型中。另一种方法是采用反应-扩散模型。这两种模型能够捕捉到肿瘤“火源”的不可见部分，并将二者在数学上进行了定义和比较。通过将这两种模型应用于代表非均匀和各向异性介质中肿瘤扩散并存在解剖屏障的例子中，研究结果发现这两种看似不同的模型都会产生与肿瘤生长边界有关的行进波。两种模型的界面形状相似，唯一的不同在于扩散流量受到解剖屏障的抑制以及在复杂的空间非均匀情况下。相较于最短路径模型，扩散模型的界面更加平滑。平滑程度可以通过扩散系数与增殖率之比来控制。此研究意义在于CTV的定义被认为是放疗链中最薄弱的环节。最短路径模型和反应-扩散模型在数学描述和行为上存在许多相似之处，因此反应-扩散模型作为一种基于机制基础可控平滑性的替代模型，具有一定的吸引力。
作者：Thomas Bortfeld and Gregory Buti
论文ID：2202.13027
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2022-07-27