強度変調陽子線治療に対するActual線量分布に基づくNTCPモデルの構築

基于调强质子束治疗实际剂量分布的NTCP模型构建

• 批准号: 22K07760
• 负责人: 馬場 大海
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: National Cancer Center Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07760/
• 关键词: 強度変調陽子線治療; NTCPモデル; RBE; 照射ログ情報; NTCP; 生物学的効果比

本研究では、強度変調陽子線治療患者に対してより正確な有害事象発生予測を行うことを目的として、日々の患者構造情報および装置情報、さらに陽子線の深さごとに異なる生物学的効果を考慮した線量計算システムを開発し、より実際の投与線量に近い線量分布と有害事象発生情報をもとに強度変調陽子線治療のNTCPモデルの構築を行うことを目指している。本研究は大きく分けて「Actual線量分布を計算可能なシステム開発」「開発システムで再計算された治療患者のActual線量情報及び診療情報のレトロスペクティブ解析」「NTCPモデルの構築」で構成されている。令和4年度は、Actual線量分布を計算可能なシステム開発を予定していた。Actual線量分布の計算には、日々の照射情報＆CT画像、物理線量分布、線量平均LET分布、可変RBEモデルが必要である。陽子線照射装置のビームライン中には、その場所での陽子線の位置や強度、ビームサイズを計測するモニタが挿入され、これらの計測情報は照射ログ情報としてシステムに保存されている。今回、任意の照射ログ情報＆CT画像から簡易モンテカルロ法(SMC)を用いて物理線量分布、線量平均LET分布を計算するシステムを開発した。また、計算精度検証のため、線量平均 LET の計算方法として最も一般的なフルモンテカルロ法(FMC)を利用する。FMCコードであるGeant4を用いてスキャニング照射装置のジオメトリ構築及び物理線量分布、線量平均LET分布計算を行ない、開発システムとの比較検証を実施した。その結果、各エネルギーにおけるペンシルビームの深部線量＆線量平均LET分布はGeant４とよく一致していた。

This study focuses on the development of biological effects of varying intensity modulation on the treatment of patients, on the correct prediction of harmful event occurrence, on the purpose, on the patient's structure information, on the device information, on the depth and diversity of the radiation, and on the calculation of radiation dose. The intensity of the dose and the distribution of the dose and the occurrence of harmful events are adjusted according to the intensity of the dose and the construction of the NTCP. This study consists of three parts: "Calculation of actual dose distribution, possible system development,""Development system re-calculation, analysis of actual dose information of treated patients and diagnosis information," and "NTCP system construction." The calculation of the Actual linear distribution in the fourth year is possible. Calculation of Actual Radiation Distribution, Daily Radiation Information &CT Image, Physical Radiation Distribution, Radiation Average LET Distribution, Optional RBE The position, intensity and measurement information of the positron rays at the positions of the positron rays in the irradiation system of the positron ray irradiation device are stored in the irradiation system. This paper presents a new method for calculating the distribution of physical radiation and the distribution of radiation average LET by using the simple method (SMC) for radiation information and CT images. The calculation method of linear average LET is the most common method for calculating accuracy. The FMC has been used for the construction and comparison of the radiation device, the calculation of the physical radiation distribution and the average LET distribution of the radiation, and the implementation of the development model. The results show that the average LET distribution of the deep line quantity and line quantity of each generation is consistent with that of Geant4.