양성자 요법은 표적 체적 외부의 조직에 대한 선량을 최소화하면서 종양 표적에 매우 등각적인 선량 분포를 전달할 수 있습니다. 이 강점을 실현하는 치료 계획을 세우는 것이 선량계측사와 의학물리사에게 최우선 과제입니다.
양성자는 또 다른 유형의 외부 빔 방사선 요법인 X선과 근본적으로 다른 방식으로 선량을 축적합니다. 양성자가 궤도의 끝에 도달하면 에너지가 조직으로 전달되는 속도(keV/µm로 표시되는 선형 에너지 전달(LET))가 증가합니다.
상대 생물학적 유효성(RBE)은 LET 증가의 생물학적 영향을 포착하며 고정 RBE 값 1.1은 종종 임상 양성자 치료에 적용됩니다. 그러나 양성자 RBE는 임상 종점, 조직 유형, 분획 체계, 환자별 방사선 감수성, 물리적 선량 및 실험 측정의 불확실성을 포함한 많은 다른 요인에 따라 달라집니다. 결과적으로 양성자 치료에서 고정된 RBE 값을 사용하면 높은 LET 위치에서 RBE를 과소평가할 가능성이 높아 방사선 유발 독성의 위험이 증가할 수 있습니다.
여전히 LET는 RBE와 밀접한 관련이 있으며 양성자 치료에서 가변 RBE를 결정하는 핵심 요소입니다. 이와 같이 연구자들은 치료 계획 중에 LET를 계산하고 평가하기 위한 접근 방식을 조사하고 있습니다. 그러나 이러한 생물학적 치료 계획 도구는 제한적이며 추가로 개발되고 연구될 때까지 클리닉은 목표 볼륨 외부의 LET를 최소화하기 위해 자체 치료 계획 관행을 식별해야 한다고 말합니다. 오스틴 포트, 의학 물리학자 세인트 주드 아동 연구 병원 테네시에서.
Faught는 "[LET 분포]에 영향을 미치는 방법은 활발한 연구 영역이며 개발 중인 몇 가지 훌륭한 방법이 있습니다."라고 설명합니다. "우리가 직면한 문제는 자체적으로 개발한 맞춤형 소프트웨어나 공급업체 제공 응용 프로그램의 특별 연구 버전을 통해 이러한 소프트웨어를 쉽게 사용할 수 없다는 것입니다. [그리고] 우리가 목표로 삼아야 하는 것에 대한 정량적 지침을 제공하는 연구는 거의 없습니다."
치료 계획 전략
광자 치료를 위한 LET 기반 계획 평가 및 최적화를 향한 단계에서 Faught와 그의 팀은 강도 변조 양성자 치료(IMPT)를 위해 임상 팀이 상업적으로 사용할 수 있는 계획 전략에 대한 조사를 수행했습니다. 그들의 연구는 응용임상의학물리학 저널, 양성자 치료 치료 계획자를 위한 몇 가지 지침을 소개합니다. Faught는 "우리는 쉽게 사용할 수 있는 치료 계획 기술과 이것이 LET에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 살펴보고 싶었습니다."라고 설명합니다.
연구자들은 선량 가중 LET(LETd) 원통형 물 팬텀과 XNUMX건의 소아 뇌종양 사례에 적용된 XNUMX가지 전방 기반 치료 계획 접근법 사이(Faught는 방사선 유발 독성이 팀의 초점 영역이라고 언급함). 그들은 이러한 계획 전략을 반대편 측면 빔을 사용하는 계획(팬텀용) 또는 원래 임상 계획(환자용)과 비교했으며, Monte Carlo XNUMX차 계산을 사용하여 선량과 LET를 모두 평가했습니다.d.
연구원들은 치료 필드 기하학이 높은 LET 영역의 위치에 가장 큰 기여를 한다는 것을 발견했습니다. 높은 LET와 관련된 생물학적 불확실성의 잠재적 영향을 완화하기 위해d, 그들은 치료 계획자가 치료 빔 사이에 큰 교차 각도를 사용하고 중요한 구조에 바로 근접하여 정지하는 빔을 피하도록 제안합니다.
Faught는 "이것은 치료 영역의 수와 주변 건강 조직에 대한 방향을 신중하게 선택하는 것이 효과적일 수 있다는 것을 의미하므로 좋은 소식입니다."라고 말합니다. "약간의 의식적이고 선행적인 생각을 통해 모든 치료 계획자가 계획 과정에서 고려할 수 있는 것입니다."
연구원들은 또한 범위 시프터를 사용하면 평균 LET가 크게 감소한다는 사실을 발견했습니다.d 임상 목표 볼륨에서. 결과적으로, 그들은 병원에서 결과 LET를 계산할 수 있는 경우에만 범위 시프터 및 현장 배치 제한의 대체 전략을 사용하는 것이 좋습니다.d 대체 계획 전략에 대해 평가합니다.
연구의 표본 크기가 작기 때문에 연구자들은 LET에서 명확한 경향을 확립할 수 없었습니다.d 임상 사례의 변형. 그들은 LET의 변화와 종양 제어 또는 정상 조직 합병증의 확률 변화 사이의 관계를 평가하지 않았습니다.
LET 기반 계획은 양성자 치료를 최적화합니다.
높은 LET 지역에 대한 각 계획 접근법의 효과는 미미했지만 Faught는 팀의 치료 계획 전략 및 권장 사항이 증거 기반이며 임상 실습에 쉽게 적용할 수 있다는 점을 인식하는 것이 중요하다고 말합니다.
“저는 한 분야에서 우리가 치료 계획 시스템 내에서 LET를 계산할 수 있는 상용 도구의 이점을 얻을 수 있기를 바랍니다. 더 좋은 점은 LET를 염두에 두고 최적화할 수 있는 방법이 있었으면 합니다. 이 연구는 이러한 도구를 더 널리 사용할 수 있을 때까지 좋은 가교 역할을 했습니다.”라고 Faught는 말합니다.
