A Bio-Mathematical Model for Parallel Organs and its use in Ranking Radiation Treatment Plans
A Bio-Mathematical Model for Parallel Organs and its use in Ranking Radiation Treatment Plans
复制标题
平行器官的生物数学模型及其在放射治疗计划排名中的应用
DOI：
10.7785/tcrt.2012.500273
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发表时间：
2012-12
影响因子：
2.8
通讯作者：
Yu Hou
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li Wang;Wenhui Li;Han Bai;Li Chang;Jiyong Qin;Yu Hou
建立一种新的生物数学模型，即基于LQ的平行器官模型，该模型可以克服解释简单剂量-体积信息的局限性，从而对同一患者平行器官的放射毒性进行排序。平行器官由功能亚单位(FSU)组成，每个FSU在功能状态上是平等的和具有代表性的。在线性二次模型(LQ模型)的基础上，我们推导了一个生物数学模型来计算辐射剂量响应的存活细胞数。然后，我们比较细胞存活数，以确定同一患者的治疗计划的排名。使用Elekta Precision 2.12治疗计划系统生成了来自45名随机选择的肺癌患者的90个3D计划。将基于LQ的平行器官模型与广泛使用的Lyman-Kutcher-Burman模型(LKB模型)进行了比较。基于LQ的平行器官模型和LKB模型在计划排序上无明显统计学差异(P=0.475)。根据VX、平均肺剂量(MLD)和基于LQ的平行器官模型对计划进行排序，V5、V10、V20和MLD分别与基于LQ的平行器官模型相比没有显著统计学差异(P均0.05)。所提出的基于LQ的平行器官模型被发现对于同一患者的治疗计划的排序是有效和可靠的。
To develop a new bio-mathematical model, named LQ-based parallel-organ model, that can overcome the limitation of interpreting the simple dose-volume information so as to rank the radio- toxicity of parallel organs in the same patient. A parallel organ consists of Function Subunits (FSUs), with each FSU being equal and representative in functional status. Based on the Linear-Quadratic model (LQ model), we had derived a bio-mathematical model to calculate the survival cell number for radiation dose response. We then compared the cell survival number for the ranking of treatment plans for the same patient. Ninety 3D plans from forty-five randomly selected lung cancer patients were generated using the ELEKTA precise 2.12 treatment planning system. The LQ-based parallel-organ model was tested against the widely used Lyman-Kutcher-Burman model (LKB model). There was no distinct statistical difference in plan ranking between using the LQ-based parallel-organ model and the LKB model (P = 0.475). Ranking plans by the Vx, Mean Lung Dose (MLD) and the LQ-based parallel-organ model shows that there was no distinct statistical difference between V5, V10, V20, MLD and the LQ-based parallel-organ model, respectively (all Ps > 0.05). The proposed LQ-based parallel-organ model was found to be efficient and reliable for ranking treatment plans for the same patient.
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DOI：
10.2307/3583506
发表时间：
1985
期刊：
Radiation research. Supplement
影响因子：
--
作者：
J. Lyman
通讯作者：
J. Lyman
影响因子：
3.5
作者：
McKenna, F. W.;Ahmad, S.
通讯作者：
Ahmad, S.
影响因子：
3.5
作者：
Garcia, L. M.;Leblanc, J.;Raaphorst, G. P.
通讯作者：
Raaphorst, G. P.
DOI：
10.1016/j.ijrobp.2005.01.029
发表时间：
2005-09-01
影响因子：
7
作者：
Marks, LB;Yu, XL;Borges-Neto, S
通讯作者：
Borges-Neto, S
DOI：
10.1259/0007-1285-60-714-573
发表时间：
1987-06
期刊：
The British journal of radiology
影响因子：
--
作者：
M. Marchese;M. Zaider;E. Hall
通讯作者：
M. Marchese;M. Zaider;E. Hall