基于TPS和蒙特卡罗计算的12C肿瘤放射治疗In-beam PET剂量监测研究

基于TPS和蒙特卡罗计算的12C肿瘤放射治疗In-beam PET剂量监测研究

束流中PET成像作为碳离子放射治疗剂量监测的有效手段，能够对碳离子放疗期间的物理剂量分布以及生物剂量分布展开实时监测。通过联合放射治疗计划系统（TPS）以及蒙特卡罗（MC）模拟，分别针对静态均匀水模体以及腹部肿瘤CT图像实施治疗计划设计、MC计算以及PET成像，进而比较TPS肿瘤靶区剂量分布、MC模拟剂量分布以及PET成像三者间的一致性。在TPS和MC模拟中，相对生物学效应（RBE）的计算均运用线性二次模型（LQ）。研究结果表明，TPS和MC所计算的静态均匀水模体、单野治疗腹部肿瘤的物理剂量、RBE加权剂量在SOBP区域的平均误差均处于0.5%和2%以内。当碳离子束流能量处于120 - 400 MeV/u时，束流方向剂量深度分布与PET成像在SOBP区域的位置差异均在8 mm以内。束流中PET可充当碳离子放射治疗中位置验证以及剂量验证的有效手段。

In-beam PET 成像是碳离子放射治疗剂量监测的有效手段，可以对碳离子放疗过程的物理剂量分布和生物剂量分布进行实时监测。结合放射治疗计划系统(TPS) 和蒙特卡罗(MC) 模拟分别对静态均匀水模体和腹部肿瘤CT 图像进行治疗计划设计、MC 计算和PET 成像，比较TPS 肿瘤靶区剂量分布、MC 模拟剂量分布和PET 成像三者之间的一致性。TPS 和MC 模拟中相对生物学效应(RBE) 的计算均采用线性二次模型(LQ)。研究结果显示，TPS 和MC 计算的静态均匀水模体、单野治疗腹部肿瘤的物理剂量、RBE 加权剂量在SOBP区域的平均误差均在0.5% 和2% 以内。碳离子束流能量为120~400 MeV/u 时，束流方向剂量深度分布与.PET 成像在SOBP 区域的位置差异均在8 mm 以内。In-beam PET 可作为碳离子放射治疗中位置验证和剂量验证的有效手段。