短呼吸停顿下的高速质子治疗
医学物理
2025-10-09 v1
摘要
质子治疗相较于光子放疗具有更优的剂量规整性，在肿瘤部位集中辐射，同时保留周围健康组织。这种优势在解剖结构稳定的部位（如头颈部）方面得到了最有效的实现。然而，对于胸腹部部位，生理运动仍是一个关键挑战：由于质子剂量分布对密度变化高度敏感，交付时间相对于呼吸运动较长可能影响准确性。现有的加速交付策略往往需要 substantial hardware 修改，或难以在常规实践中实现。本文报告了一种优化方案，使在不进行硬件修改的情况下，可在商业同步循环体上实现高速质子交付（每个场5至10秒）。该方法结合了高能穿透束与Bragg峰交付、优化的最近邻扫描序列以及两种脉冲剂量调节方案。应用于8例肺癌病例（靶区体积为100至1000 cc），该方法在10秒内完成完整场的交付，符合短呼吸停顿要求，同时保持规整性、剂量准确性和对风险器官的保护。该框架为实现运动稳健的质子治疗提供了实用途径，提高了精度、效率和患者容忍度。更广泛地说，它为针对移动肿瘤的高速质子交付在临床中广泛采用开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2510.06766,
title = {High-speed proton therapy within a short breath-hold},
author = {Vivek Maradia and Nick Yue and Adam Molzahn and Jingqian Wang and Mark Pankuch and Serdar Charyyev and Billy W. Loo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.06766},
year = {2025}
}