基于臨床質子加速器的DeepPlan筆形束模型構建

張增鵬，陶寅，劉紅冬，陳志，徐榭，4，裴曦，4

1.中國科學技術大學核科學技術學院，安徽合肥，230025；2.中國科學技術大學核醫學物理研究所，安徽合肥230025；3.中山大學附屬腫瘤醫院放療科，廣東廣州510060；4.安徽慧軟科技有限公司，安徽合肥230088

前言

相比光子，質子放射治療具有獨特的Bragg 峰，在靶區給予更高劑量的同時，降低對腫瘤后端器官的輻射損傷［1-2］，因此在全球范圍高速發展。根據國際粒子治療協作組（Particle Therapy Co-Operative Group,PTCOG）的統計，截止2020年3月份，全球正在運營的質子治療中心已達91 個，我國正在運營的質子放療中心僅有2家，仍有7家正在建設中［3-4］。可以看到，隨著越來越多質子中心的投入使用，質子治療在放射治療中的比重會逐漸增大［5］。與此同時，與質子治療相配套的治療計劃系統也會越來越受到重視。目前，質子治療計劃系統幾乎被國外各大廠商壟斷，如瑞典RaySearch 的RayStation，美國Varian 的Eclipse，瑞典Elekta 的Xio 和荷蘭Philips 的Pinnacle等［6-7］。我國質子放療計劃研究起步較晚，國內擁有自主知識產權的放療系統主要有中國科學技術大學放射醫學物理中心研發的DeepPlan 和中國科學院核能安全技術研究所研發的KylinRay［8-9］。兩者質子模塊均采用筆形束算法，通過質子束在體模中的縱向積分深度劑量和橫線束斑展寬計算體模中各體素的劑量沉積。目前由于缺乏質子放療臨床數據，國產質子放療計劃系統開展的臨床數據對比實驗較少。

本研究旨在研究DeepPlan 質子模塊中建立佛羅里達大學質子放療中心（University of Florida Health Proton Therapy Institute，UFHPTI）質子加速器筆形束模型，通過對比UFHPTI質子加速器在筆形束掃描模式下的臨床實驗數據，驗證模型構建的準確性并與UFHPTI配套的商用放療計劃軟件RayStation就前列腺癌臨床數據進行劑量對比。……