一项有关4D蒙特卡罗模拟效应显示出调强程度在肺癌质子照射法治疗中如何影响运动效果的分析

Four-dimensionalMonteCarlosimulationsdemonstratinghowtheextentofintensity-modulationimpactsmotioneffectsinprotontherapylungtreatments一项有关4D蒙特卡罗模拟效应显示出调强程度在肺癌质子照射法治疗中如何影响运动效果的分析本文章为德国慕尼黑质子治疗中心RPTC专项质子照射法临床效果研究,目的是为了对一项有关4D蒙特卡罗模拟效应显示出调强程度如何在肺癌质子照射法治疗中影响运动的效果进行分析Abstract摘要Purpose:目的本研究是为了对比带有不同调制水平下肺癌治疗调强质子照射法(IMPT)的运动影响.Methods:方法10名肺癌患者的点扫描式IMPT治疗规划被制作出,导入剂量为每分次2.5Gy(RBE)和12Gy(RBE),以及两个不同的能量依赖点大小(σ∼8-17mm与∼2-4mm).每一照射野的目标一致性IMPT规划被生成,限制在20%的范围(IMPT20%).这些治疗规划与完整的IMPT(完整性IMPT)作出比较,这种完整规划在单一照射野一致性方面是没有限制的.4D蒙特卡罗模拟效应在患者4DCT几何体上被实施,包括了可变形图像配准以及结合了质子导入系统详细的时序结构.通过在采用等效均匀剂量(EUD),V95以及D1-D99的规划CT上对比4D模拟结果(4D-IMPT20%,完整性4D-IMPT)与3D蒙特卡罗模拟结果(3D-IMPT20%,完整性3D-IMPT),运动影响被除了定量化的处理.正常肺部中的效果采用平均肺部剂量(MLD)和V90%被做出了定量处理.Results:结果对于2.5Gy(RBE)的导入方案来说,在4D-IMPT20%条件下,大的点大小面积平均EUD达到了99.9%±2.8%,这是相比完整性4D-IMPT所取得的100.1%±2.9%效果.小一些的点大小面积对应值为88.6%±8.7%(4D-IMPT20%)及91.0%±9.3%(完整性4D-IMPT).EUD值在完整性4D-IMPT导入中的69.7%幅度下显示的要稍高一些.在74.7%完整性4D-IMPT规划中,V95也显示出稍高一些,暗示了与IMPT20%对比来讲,完整性的IMPT规划会出现较少的剂量不足效果.然而,靶区剂量一致性在4D-IMPT20%照射规划的大部分内显示为带有改善的效果.高一些的EUD和V95参数值效应解释出,完整性的IMPT降级一致性原来是由于在靶区内出现热点的缘故,这也许是从目标剂量内的较尖锐梯度效果所导致的.在IMPT20%和完整性IMPT导入间的最大变化在拥有最大运动幅度的患者中被观测到.这些患者可能会采用门控或是另外的运动抑制技术,但此诚所不为本研究的重点范畴之列.Conclusions:结论对于本研究所涉及的治疗参数来讲,在完整性IMPT和IMPT20%间的差异仅仅可能对带有大的(20mm)运动幅度效果患者是具有临床显著性意义的.