辐射剂量
基于不同相对生物效应模型评估质子放疗生物剂量
中华放射医学与防护杂志, 2021,41(4) : 265-270. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2021.04.005
摘要
目的

评估两种相对生物效应模型计算的生物剂量,并与传统临床质子放疗生物剂量相比较。

方法

使用粒子模拟工具(TOPAS)分别在水箱和两例患者模体(脑部和前列腺)计算物理剂量、剂量平均LET (dose averaged linear energy transfer, LETd)和径迹平均LET (track averaged linear energy transfer,LETt)的全空间分布,并根据两种不同机制相对生物效应模型计算生物剂量DoseLETdDoseLETt,计算传统临床质子生物剂量(Dose1.1)时取相对生物效应为1.1。在水箱中对比3种生物剂量的差异,在患者模体中为了量化3种方法的差异,根据物理剂量大小选取3个点(D1D2D3)的生物剂量相比较。

结果

水箱中DoseLETdDoseLETt随水深度变化表现趋势一致,在质子束射程末端均高于Dose1.1。在患者模体中,DoseLETdDoseLETt最大差异为10.08 cGy,相对差异<5%。DoseLETdDoseLETtDose1.1相比,在脑部肿瘤靶区最大差异分别为71.97和61.91 cGy,相对差异<25%;在前列腺肿瘤靶区内最大差异分别为25.95和19.96 cGy,相对差异<12%;但在靶区外差异很小,脑部和前列腺肿瘤靶区外最大差异分别为5.99和9.92 cGy,相对差异<5%。

结论

基于LETd和LETt的两种相对生物效应模型计算的生物剂量在水箱和患者模体差异很小,但与传统临床质子放疗生物剂量相比时在高剂量区有很大的差异。

引用本文: 陶寅, 张增鹏, 刘红冬, 等.  基于不同相对生物效应模型评估质子放疗生物剂量 [J] . 中华放射医学与防护杂志, 2021, 41(4) : 265-270. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2021.04.005.
参考文献导出:   Endnote    NoteExpress    RefWorks    NoteFirst    医学文献王
扫  描  看  全  文

正文
作者信息
基金 0  关键词  0
English Abstract
评论
阅读 0  评论  0
相关资源
引用 | 论文 | 视频

版权归中华医学会所有。

未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。

除非特别声明,本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。

目前,临床质子放射治疗取相对生物效应(relative biological effects, RBE)为1.1[1],然而大量的实验数据证明质子RBE是可变的,而且与剂量、生物终点、组织类型和平均传能线密度(linear energy transfer,LET)等有关[2,3],忽略RBE在治疗计划中的变化,可能会导致质子治疗计划的偏差以及患者并发症的发生[4]。考虑到相对生物效应的可变性,需要提高在计划评估期间对RBE不确定性的认识,于是相对生物效应模型被开发出来用来预测质子RBE,可以分为两种,一种是基于LQ(linear quare,LQ)模型开发[5,6,7],以LETd为输入参数;另一种是基于DNA损伤修复模型开发[8,9],以LETt为输入参数。此前对比两种模型的研究很少。因此,本研究利用粒子模拟工具TOPAS(tool of particle simulation),重新模拟质子治疗计划并对比两种模型计算的生物剂量,最后与传统临床质子生物剂量做比较。该研究为质子治疗系统面临的RBE模型选择问题提供参考,促进质子可变生物效应在临床治疗计划中的应用。

 
 
展开/关闭提纲
查看图表详情
回到顶部
放大字体
缩小字体
标签
关键词