像素化几何形状中包括次级质子的质子线性能量转移分析计算值

Analytical calculation of proton linear energy transfer in voxelized geometries including

secondary protons

像素化几何形状中包括次级质子的质子线性能量转移分析计算值

本文章为德国慕尼黑质子治疗中心RPTC专项质子照射法临床效果研究, 目的是为了分析像素化几何形状中包括次级质子的质子线性能量转移分析计算值

Abstract摘要

为了整合与质子照射法临床治疗规划的照射模型, 本研究扩展了带3D分析算法以计算像素化患者几何形状中线性能量转移(LET)效应的FoCa室内治疗归划系统.

本研究内支持了主动性扫描及被动性照射导入的方式.

分析计算值比蒙特卡罗(MC)方法要快很多, 且可以应用为逆向治疗规划的优化性套件来使用, 使得创建逆向规划中基于线性能量转移目标的想法成为可能.

通过结合包括1项有关带笔形束线性能量转移核心次级质子新颖校正法的1D分析方法, 本研究计算出了线性能量转移的效应.

接着, 这些线性能量转移核心被插入进FoCa中的质子回旋迭加算法.

本研究在Geant4中检测了对比蒙特卡罗模拟效果的分析性线性能量转移分布效应.

研究中, 选择了代表以下各部位的简易性幻影及患者规划组群, 见:

●前列腺,

●肺,

●大脑, 以及,

●头颈部

针对低度(1.7keV μm(-1)以下)线性能量转移区域来说, 计算算法可以重新产生6%的蒙特卡罗线性能量转移效应(1个标准差), 以及22%以内高于此基准的高度线性能量转移区域.

在治疗规划系统中, 采用照射模型, 本研究可以继续扩展剂量和线性能量转移的分布结果, 这包括放射生物效应(RBE)的计算值.

通过包含放射生物效应加权的剂量限制, 本项应用也使得在逆向治疗规划的过程中对照射治疗的放射生物优化性成果成为了可能.