陽子線治療は、標的体積外の組織への線量を最小限に抑えながら、腫瘍標的に高度に適合した線量分布を提供できます。 この強みを実現する治療計画を作成することは、線量測定士と医学物理士にとって最優先事項です。
陽子は、別の種類の外照射療法である X 線とは根本的に異なる方法で線量を蓄積します。 陽子がその軌道の終わりに到達すると、そのエネルギーが組織に伝達される速度 (keV/µm で表される線形エネルギー伝達 (LET)) が増加します。
相対生物学的有効性 (RBE) は、LET の増加の生物学的影響を捉えており、1.1 の固定 RBE 値が臨床陽子治療に適用されることがよくあります。 しかし、プロトン RBE は、臨床エンドポイント、組織の種類、分画スキーム、患者固有の放射線感受性、物理的線量、実験測定における不確実性など、他の多くの要因に依存しています。 その結果、陽子線治療で固定の RBE 値を使用すると、LET が高い場所の RBE を過小評価する可能性が高くなり、放射線による毒性のリスクが高まる可能性があります。
それでも、LETはRBEと強く相関しており、陽子線治療における変数RBEを決定するための重要な要素です。 そのため、研究者は治療計画中に LET を計算および評価するためのアプローチを調査しています。 しかし、これらの生物学的治療計画ツールは限られているため、それらが開発されてさらに研究されるまで、診療所は目標量外の LET を最小限に抑える独自の治療計画手法を特定する必要があります、と述べています。 オースティン・ファット、医学物理学者 セントジュードチルドレンズリサーチホスピタル テネシーで。
「[LET 分布] にどのように影響を与えるかは活発な研究分野であり、開発中の優れた方法がいくつかあります」と Faught 氏は説明します。 「私たちが直面している問題は、社内で開発されたカスタム ソフトウェアがなければ、またはベンダー提供のアプリケーションの特別な調査バージョンを通じて、それらがすぐに利用できないということです…[そして]私たちが何を目指すべきかについて定量的なガイダンスを提供する研究はほとんどありません。」
治療計画戦略
光子治療の LET ベースの計画評価と最適化に向けた一歩として、Faught と彼のチームは、強度変調陽子線治療 (IMPT) の臨床チームが市販している計画戦略の調査を行いました。 彼らの研究は、 ジャーナル・オブ・アプライド・クリニカル・メディカル・フィジックス、陽子線治療計画者向けのガイダンスを紹介します。 「すぐに利用できる治療計画のテクニックと、それらが LET にどのように影響するかを調べたかったのです」と Faught 氏は説明します。
研究者らは、用量加重 LET (LET) の違いを評価しました。d) 円筒形の水ファントムに適用された XNUMX つの前向き治療計画アプローチと XNUMX つの小児脳腫瘍症例 (Faught は、放射線誘発毒性がチームの焦点領域であると指摘しています)。 彼らは、これらの計画戦略を、反対側の横ビームを使用した計画 (ファントムの場合) または元の臨床計画 (患者の場合) と比較し、モンテカルロ二次計算を使用して線量と LET の両方を評価しました。d.
研究者は、治療野の形状が高 LET 領域の位置に最も大きく寄与していることを発見しました。 高LETに関連する生物学的不確実性の潜在的な影響を軽減するd、彼らは、治療プランナーが治療ビーム間の大きな交差角度を使用し、重要な構造のすぐ近くで停止するビームを避けることを示唆しています.
「これは、治療野の数を慎重に選択し、近くの健康組織に対するそれらの向きを効果的にすることができることを意味するため、素晴らしいニュースです」と Faught 氏は言います。 「意識的で前向きな考えがあれば、それはすべての治療プランナーが計画プロセス中に考慮に入れることができるものです。」
研究者はまた、レンジシフターを使用すると平均LETが大幅に減少することも発見しましたd 臨床ターゲット ボリュームで。 その結果、彼らは、クリニックが結果のLETを計算できる場合にのみ、レンジシフターとスポット配置制限の代替戦略を控えめに使用することを推奨しています.d 別の計画戦略に対して評価する。
研究のサンプルサイズが小さいため、研究者はLETの明確な傾向を確立できませんでした.d 臨床例の変化。 彼らは、LET の変化と腫瘍制御または正常組織の合併症の確率の変化との関係を評価していません。
LET ベースの計画は、陽子線治療を最適化します
高 LET 領域に対する各計画アプローチの効果は控えめでしたが、Faught 氏は、チームの治療計画戦略と推奨事項が証拠に基づいており、臨床診療に容易に組み込むことができることを認識することが重要であると述べています.
「XNUMX つの教訓として、治療計画システム内で LET の計算を可能にする商用ツールの恩恵を受けることができれば幸いです。 さらに良いことに、LET を念頭に置いて最適化する方法があれば幸いです。 この研究は、これらのツールがより広く利用できるようになるまでの良い架け橋になりました」と Faught は言います。
