质子闪光放射治疗中具有传输束和单能扩散布拉格峰的混合逆向规划的可行性研究
摘要：只用透射束进行超高剂量率（FLASH）质子计划在正常组织保护方面存在局限性。已经证明了FLASH剂量率的单能量展布Bragg峰（SESOBPs）对质子FLASH计划是可行的。开发了一种混合反向优化方法，将透射束和SESOBPs（TB-SESOBP）结合起来进行FLASH计划。通过预设计的一般带状槽滤光片将BPs展布开来产生SESOBPs，并借助范围移到中央靶区，使得靶区内的剂量均匀。SESOBPs和透射束在优化过程中通过逐场全采样进行自动点位选择和加权。将TB-SESOBP计划与仅使用透射束（TB-only）计划和透射束与BP结合的计划（TB-BP）进行对比，评估其在五个肺部病例的三维剂量和剂量率分布方面的表现。与TB-only计划相比，平均脊髓D1.2cc显著减少了41％，平均肺部V7Gy和V7.4Gy减少了17％，靶区剂量均匀性略有提高。在TB-SESOBP和TB-BP计划中均达到了可比的剂量均匀性。此外，与TB-BP计划相比，TB-SESOBP计划在相对较大靶区的肺部保护方面取得了显著改善。所有三种计划均实现了FLASH剂量率对靶区的充分覆盖。对于OARs，TB-only计划实现了V40Gy/s = 100％，而其他两种计划则获得了V40Gy/s > 85％。我们已经证明了混合TB-SESOBP计划在质子治疗中实现FLASH剂量率的可行性。混合TB-SESOBP计划在改善OARs保护和保持高靶区剂量均匀性方面具有巨大潜力，并且有可能用于自适应放射治疗中。
作者：Chaoqiong Ma, Xiaofeng Yang, Chih-Wei Chang, Ruirui Liu, Duncan Bohannon, Liyong Lin, Tian Liu, Sibo Tian and Jun Zhou
论文ID：2209.06370
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-07-19