碳离子治疗中的射程边界缩减：使用放射性离子束的潜在益处
医学物理
2024-09-24 v1 核实验
摘要
重离子放疗，特别是 12C 束，是最先进的癌症治疗形式之一。靶区内尖锐的剂量梯度和高生物有效性使其成为治疗深部及放射抵抗性肿瘤的理想工具，但与此同时，其对射程预测中的微小误差十分敏感。为减轻这些不确定性并确保肿瘤的均匀覆盖，会在肿瘤体积上添加安全边界，但在照射期间这会导致周围健康组织不可避免的损伤。为充分利用尖锐布拉格峰的优势，人们大力建立所谓的图像引导放疗的精确射程验证方法。尽管正电子发射断层扫描在 12C 离子治疗中已广泛使用该目的，但低计数率、生物冲刷以及活度分布的宽形状仍将其精度限制在几毫米。相反，直接用于治疗放射性束将产生改善的信号并与剂量跌落更匹配，潜在实现精确的体内束流射程监测。我们进行了治疗计划研究，以评估由放射性 11C 束治疗所实现的射程不确定性缩减对保护肿瘤邻近关键器官的潜在影响。我们证明：(i) 11C 离子的湮灭图原则上可反映患者剂量分布中甚至毫米级的偏移；(ii) 与 12C 计划相比，使用 11C 束的治疗计划在满足危险器官约束方面显著改善；以及 (iii) 与 12C 治疗相比，射程不确定性缩减的 11C 治疗可预期对串列与并行关键器官产生更轻的毒性。
引用
@article{arxiv.2210.04684,
title = {Range margin reduction in carbon ion therapy: potential benefits of using radioactive ion beams},
author = {Olga Sokol and Laura Cella and Daria Boscolo and Felix Horst and Caterina Oliviero and Roberto Pacelli and Giuseppe Palma and Micol De Simoni and Manuel Conson and Mara Caroprese and Ulrich Weber and Christian Graeff and Katia Parodi and Marco Durante},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.04684},
year = {2024}
}