一种用于质子治疗的与离子无关的现象学相对生物效能(RBE)模型
医学物理
2022-06-15 v1
摘要
背景：质子治疗采用1.1的相对生物效能(RBE)，尽管已有临床证据表明RBE存在变化。针对碳离子辐射的RBE变异性临床研究已开展数十年，若能建立与离子无关的RBE模型，则可增进对临床质子RBE的理解。本工作测试了一种线性且简单的此类模型，其使用束流量Q = Z^2/E（Z = 离子电荷，E = 每核子动能），并与常用的、质子特异的、基于线性能量转移(LET)的Wedenberg RBE模型进行比较。材料与方法：Wedenberg与Q模型均预测RBEmax与RBEmin（分别为趋近于零剂量与极高剂量时的RBE），从离子依赖性与预测能力两方面进行比较。使用涵盖115篇各类离子发表文献的实验体外数据集。结果：观察到Q模型的模型参数对不同离子相似（与LET相反）。Q模型在训练时无任何质子数据先验知识。对于质子RBE，实验数据与Wedenberg或Q模型相应预测值之间的差异高度可比。结论：提出并测试了一种使用Q替代LET的简单线性RBE模型，该模型能够利用仅基于其他粒子RBE数据训练的模型参数，在一个大型体外数据集中预测临床质子能量范围内的质子RBE。因此，加入来自碳离子治疗的（临床前）临床知识或可减小质子RBE建模中占主导的生物不确定性。这将转化为质子治疗计划中与RBE相关的不确定性降低。
引用
@article{arxiv.2206.06871,
title = {An ion-independent phenomenological relative biological effectiveness (RBE) model for proton therapy},
author = {Liheng Tian and Christian Hahn and Armin Luehr},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.06871},
year = {2022}
}
备注
27 pages, 10 figures (4 in the supplementary)