Geng C, Gates D, Bronk L, Ma D, Guan F,
РЕЗЮМЕ
Мы разработали простой в применении метод оптимизации пространственного распределения желаемой физической величины для терапии заряженных частиц. Основная методология требует нахождения оптимальных решений для весов пучков составляющих частиц, которые вместе образуют желаемое пространственное распределение указанной физической величины, например, доза или усредненная по линейной передаче энергии (LETd) в пределах целевой области. Мы выбрали протоны, ион 4He и ионные пучки 12C, чтобы продемонстрировать осуществимость и гибкость нашего метода. Кристаллы брэгговской девичьей дозы в воде для всех ионных пучков и LETd для протонных пучков были получены из симуляций Geant4 Monte Carlo. Алгоритмы оптимизации были реализованы с использованием языка программирования Python. Затем были получены высокоточные результаты оптимизации пространственного распределения желаемой физической величины для разных случаев. Относительная разница между реальной стоимостью и ожидаемым значением данной величины была приблизительно в пределах ± 1,0% во всей целевой области. Примеры оптимизации включают плоский дозируемый пик Брэгга (SOBP) для трех выбранных ионов, дозу SOBP для протонов и дозу SOBP для протонов. Относительная разница была приблизительно в пределах ± 2,0% для случая с плоским распределением LETd (целевое значение = 4 кэВ / мкм) для протонов. Эти одномерные алгоритмы оптимизации могут быть расширены до двух или трех измерений, если имеются соответствующие физические данные. Кроме того, эту стратегию оптимизации физических величин можно удобно расширить, чтобы включить оптимизацию биологических доз, если будут задействованы соответствующие биофизические модели.
Полный текст:
linkinghub.elsevier.com
www.clinicalkey.com
europepmc.org
www.ncbi.nlm.nih.gov