碳离子放射治疗中聚乙烯射程补偿器内核相互作用的影响
医学物理
2016-10-03 v2
摘要
[目的] 最近的一项研究表明，由于核相互作用中的成分差异，聚乙烯 (PE) 会导致每厘米射程偏移产生 0.45% 的额外碳离子衰减。本研究旨在评估 PE 射程补偿器对碳离子放射治疗中肿瘤剂量的影响。[方法] 碳离子辐射被建模为由初级碳离子和次级粒子组成，针对每种成分估算了其在扩展布拉格峰中间的肿瘤深度处的剂量和相对生物有效性 (RBE)。假设这些成分的衰减和产额随深度呈指数行为，计算了 PE 对临床碳离子束剂量的影响，并部分通过实验进行了测试。将该双成分模型整合到治疗计划系统中，并在两个临床病例中估算了 PE 效应。[结果] PE 导致的每厘米射程偏移衰减在剂量上为 0.1%--0.3%，在 RBE 加权剂量上为 0.2%--0.4%，具体取决于能量和射程调制宽度。这在极端情况下转化为 RBE 加权剂量减少高达 3%。然而，在治疗计划研究中，对肿瘤 RBE 加权剂量的影响通常在 1% 的减少范围内。[结论] PE 中初级碳离子的额外衰减部分被增加的次级粒子对肿瘤剂量的贡献所补偿。在实际情况下，与治疗计划、患者摆位、束流输送和临床反应中的固有不确定性相比，PE 射程补偿器通常只会引起微小的误差。
引用
@article{arxiv.1307.4511,
title = {Influence of nuclear interactions in polyethylene range compensators for carbon-ion radiotherapy},
author = {Nobuyuki Kanematsu and Yusuke Koba and Risa Ogata and Takeshi Himukai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.4511},
year = {2016}
}
备注
Figures 4a, 4b, 5a, and 5b were converted from png to eps: % convert -compress LZW fig4a.png eps3:fig4a.eps