大场后乳腮手术治疗的传输 FLASH radiotherapy 优化
医学物理
2025-10-21 v1
摘要
我们研究了扫描速度、束流配置和剂量率建模对后乳腮手术患者 (5 剂 32 Gy) 中传输 FLASH 效应的影响，并评估了优化点扫描路径是否可以增强 FLASH。对 5 名左侧后乳腮手术患者进行重新计划，采用单能量 (249 MeV) 切向 TBs 加上临床侧面背景束。FLASH 采用两种模型进行评估：克里eger FLASH 有效性模型 (FEM) 和 Folkerts 平均剂量率 (ADR) 框架。计划采用常规铅笔束扫描、分割场递送和 GA 优化的点序列，其中垂直扫描速度从 10 mm/ms 调整至 20 mm/ms。FLASH 效应对扫描图案和模型选择高度敏感。增加垂直扫描速度从 10 mm/ms 提升至 20 mm/ms，将 CTV 中的 FLASH 增加 22% (ADR) 和 12% (FEM)，皮肤中从 41.4% 增至 58.8% (ADR)，从 8.4% 增至 13.1% (FEM)。分割场递送增加了垂直 spot 列之间的时间分离，实现了优异的 FLASH 效果，包括最高可达 9.2 Gy 的 CTV Dmean 削减。GA 优化缩短了扫描时间，实现的 FLASH 效果相当于分割场递送，CTV Dmean 削减 7.87 Gy (ADR-GA)，皮肤 Dmean 削减 2-3 Gy。这些发现表明，FLASH 结果严重依赖于扫描轨迹、扫描速度和模型选择。此外，基于 GA 的路径最小化点递送优化可进一步改善健康脑区的剂量率分布。
引用
@article{arxiv.2510.17044,
title = {Optimizing Transmission FLASH Radiotherapy for Large-Field Post-Mastectomy Breast Treatment},
author = {Ahmal Jawad Zafar and Sunil William Dutta and Matthew Joseph Case and Zachary Diamond and Duncan Bohannon and Reshma Jagsi and Xiaofeng Yang and Jun Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.17044},
year = {2025}
}