Novel Optimization Methods and Treatment Planning System for Clinically-Deliverable Truly-Hybrid Proton-Photon Radiotherapy

用于临床可交付的真正混合质子-光子放射治疗的新型优化方法和治疗计划系统

基本信息

  • 批准号:
    10442285
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 35.27万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2026-08-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary Radiotherapy (RT) aims to deliver tumoricidal dose to clinical target volume (CTV) while sparing organs at risk (OAR), for which proton and photon beams are naturally complementary to each other: protons are generally better for OAR sparing, while photons are more robust to delivery uncertainties for CTV coverage. The hybrid proton-photon RT has a long history. However, as it generates proton and photon plans separately without fully utilizing joint proton-photon optimization during the planning stage, current hybrid RT is pseudo- hybrid and very limited in plan quality, treatment sites, and broad applicability. The key to leapfrog from pseudo-hybrid to truly-hybrid RT is new joint proton-photon optimization method that synergizes complementary proton and photon beams. The hypothesis is that truly-hybrid RT via appropriate joint proton- photon optimization will be more favorable than proton or photon-only RT, in terms of CTV coverage robustness and OAR sparing optimality. Broad applicability of truly-hybrid RT to patients: (A) Clinical applicability: unlike pseudo-hybrid RT that is limited in plan quality and treatment sites, truly-hybrid RT may become a new paradigm for general cancer RT, owing to its superior plan quality and thus potentially clinical outcomes to proton-only or photon-only RT. (B) Clinical workflow: our truly-hybrid plans can be individually and safely delivered on existing proton and photon machines, and this effort envisions patients being treated in an integrated cancer center like ours with both proton and photon equipment, under the direction of a single physician, using shared immobilization devices, simulation procedure and structure set, and integrated treatment planning and delivery system. (C) Patient coverage: truly-hybrid RT can be made broadly available to many cancer patients through existing infrastructures in US, since (1) most hospitals with proton centers also have photon centers; (2) 76% of cancer patients live in the states with operational proton centers, while 85% are within 100-mile (2-hour-driving) distances to these proton centers; (3) cancer patients are more willing to travel for advanced treatment options. Proposed effort: Inspired by unprecedented plan quality and broad applicability of truly-hybrid RT via our joint proton-photon optimization method, the next step is to test the hypothesis prospectively via clinical trials. However, a missing prerequisite to advance truly-hybrid RT from research to clinic is a treatment planning system (TPS) that can generate clinically-deliverable hybrid plans. To meet this urgent need, this effort will develop novel optimization methods and TPS for clinically-deliverable truly-hybrid RT, which is a radical step towards prospective clinical trials for testing the hypothesis. Aim 1: Optimization methods and TPS for clinically-deliverable truly-hybrid RT. Aim 2: Optimization methods for accurate and efficient MCO truly-hybrid planning. Aim 3: Deep learning based optimization methods for efficient truly-hybrid planning.
项目概要 放射治疗 (RT) 旨在将杀肿瘤剂量传递至临床靶区 (CTV),同时保留器官 风险(OAR),其中质子束和光子束自然是互补的:质子是 一般来说,对于 OAR 保护效果更好,而光子对于 CTV 覆盖范围的传递不确定性更加稳健。 混合质子-光子RT有着悠久的历史。然而,由于它分别生成质子和光子计划 如果在规划阶段没有充分利用联合质子-光子优化,当前的混合 RT 是伪的 混合型,并且计划质量、治疗地点和广泛适用性非常有限。跨越的关键 伪混合到真正混合 RT 是一种新的联合质子-光子优化方法,可以协同作用 互补的质子和光子束。假设是真正的混合 RT 通过适当的联合质子 就 CTV 覆盖范围而言,光子优化将比质子或纯光子 RT 更有利 鲁棒性和 OAR 保留最优性。 真正混合放疗对患者的广泛适用性: (A) 临床适用性:与伪混合放疗不同, 由于计划质量和治疗部位有限,真正的混合放疗可能成为一般癌症放疗的新范例, 由于其卓越的计划质量以及纯质子或纯光子 RT 的潜在临床结果。 (B) 临床工作流程:我们真正的混合计划可以在现有的质子和 光子机器,这项工作设想患者在像我们这样的综合癌症中心接受治疗 质子和光子设备,在一名医生的指导下,使用共享固定 设备、模拟程序和结构集,以及综合治疗计划和实施系统。 (C) 患者覆盖:真正的混合放疗可以通过现有技术广泛提供给许多癌症患者 美国的基础设施,因为(1)大多数拥有质子中心的医院也有光子中心; (2) 76%的癌症 患者居住在质子中心运营的州,其中 85% 位于 100 英里(2 小时车程)范围内 到这些质子中心的距离; (3)癌症患者更愿意出差寻求先进的治疗选择。 拟议的工作:受到前所未有的计划质量和真正混合 RT 的广泛适用性的启发,通过我们的 联合质子-光子优化方法,下一步是通过临床试验前瞻性地检验假设。 然而,将真正的混合放疗从研究推进到临床的一个先决条件是治疗计划 系统(TPS),可以生成临床可交付的混合计划。为了满足这一迫切需要,这项努力将 为临床可交付的真正混合 RT 开发新颖的优化方法和 TPS,这是根本性的一步 进行前瞻性临床试验来检验该假设。 目标 1:临床可交付的真正混合 RT 的优化方法和 TPS。 目标 2:准确高效的 MCO 真正混合规划的优化方法。 目标 3:基于深度学习的优化方法,实现高效的真正混合规划。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Hao Gao其他文献

Hao Gao的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Hao Gao', 18)}}的其他基金

Simultaneous dose and dose rate optimization for clinical FLASH proton radiotherapy
临床FLASH质子放疗的同步剂量和剂量率优化
  • 批准号:
    10443225
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
Simultaneous dose and dose rate optimization for clinical FLASH proton radiotherapy
临床FLASH质子放疗的同步剂量和剂量率优化
  • 批准号:
    10632126
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
Novel Optimization Methods and Treatment Planning System for Clinically-Deliverable Truly-Hybrid Proton-Photon Radiotherapy
用于临床可交付的真正混合质子-光子放射治疗的新型优化方法和治疗计划系统
  • 批准号:
    10682384
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
Novel Optimization Methods and Treatment Planning System for Clinically-Deliverable Truly-Hybrid Proton-Photon Radiotherapy
用于临床可交付的真正混合质子-光子放射治疗的新型优化方法和治疗计划系统
  • 批准号:
    10207870
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
Novel Optimization Methods and Treatment Planning System for Clinically-Deliverable Truly-Hybrid Proton-Photon Radiotherapy
用于临床可交付的真正混合质子-光子放射治疗的新型优化方法和治疗计划系统
  • 批准号:
    10682384
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
Novel Optimization Methods and Treatment Planning System for Clinically-Deliverable Truly-Hybrid Proton-Photon Radiotherapy
用于临床可交付的真正混合质子-光子放射治疗的新型优化方法和治疗计划系统
  • 批准号:
    10378011
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
Fluorescence Tomography in Small Animal Imaging using an Ultra-fast RTE Solver
使用超快 RTE 解算器进行小动物成像中的荧光断层扫描
  • 批准号:
    8301578
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
Fluorescence Tomography in Small Animal Imaging using an Ultra-fast RTE S olver
使用超快 RTE 解算器进行小动物成像中的荧光断层扫描
  • 批准号:
    8605736
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
Fluorescence Tomography in Small Animal Imaging using an Ultra-fast RTE Solver
使用超快 RTE 解算器进行小动物成像中的荧光断层扫描
  • 批准号:
    8191901
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:

相似海外基金

Novel Optimization Methods and Treatment Planning System for Clinically-Deliverable Truly-Hybrid Proton-Photon Radiotherapy
用于临床可交付的真正混合质子-光子放射治疗的新型优化方法和治疗计划系统
  • 批准号:
    10682384
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
Novel Optimization Methods and Treatment Planning System for Clinically-Deliverable Truly-Hybrid Proton-Photon Radiotherapy
用于临床可交付的真正混合质子-光子放射治疗的新型优化方法和治疗计划系统
  • 批准号:
    10207870
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
Novel Optimization Methods and Treatment Planning System for Clinically-Deliverable Truly-Hybrid Proton-Photon Radiotherapy
用于临床可交付的真正混合质子-光子放射治疗的新型优化方法和治疗计划系统
  • 批准号:
    10682384
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
Novel Optimization Methods and Treatment Planning System for Clinically-Deliverable Truly-Hybrid Proton-Photon Radiotherapy
用于临床可交付的真正混合质子-光子放射治疗的新型优化方法和治疗计划系统
  • 批准号:
    10378011
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
NanoSystems Biology Cancer Center
纳米系统生物癌症中心
  • 批准号:
    7286066
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 35.27万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了