原标题：德国OncoRay中心：放射反响模型提醒质子RBE可变性
跟着世界范围内有渐渐的变多的质子医治中心相继开业，质子医治技能已成为公认的肿瘤放射医治挑选。 现在的临床医治方案通常将质子的相对生物学效应(RBE)设为1.1。 但是，在质子医治范畴，正在进行关于可变RBE是否应该更好地替代这个稳定值的剧烈争辩。
很多的体外试验标明，在射束方向存在一个可变的RBE。尽管尚不清楚这种改动是否影响临床成果，但最近一项对儿科肿瘤患者的研讨标明，质子医治三个月后MR图画的改动与剂量和线性能量传递(LET, RBE的首要决定因素之一)相关——这标明存在一个可变的质子RBE值。
日前，为了进一步研讨质子RBE问题，德国德累斯顿OncoRay中心(HZDR研讨所肿瘤放射研讨中心)领导的一个团队树立了一个放射反响模型结构来评价临床质子医治中的RBE可变性，并将模型应用于4例在德累斯顿质子医治中心(UPTD)承受质子医治的胶质瘤患者。他们的发现标明，依据质子医治后临床相关结尾(脑放射性坏死)的判别提示存在RBE的可变性。
由左至右：Jan Eulitz、Benjamin Lutz和Armin Lühr，他们树立了一个依据蒙特卡罗核算的质子放射反响模型。(图片来自：Armin Lühr)
“现在，关于这个RBE主题的谈论文章不计其数。但是，咱们信任只要依据清晰且高质量的临床患者医治数据才能在很大程度上处理临床RBE问题，”文章作者Dr. Armin Lühr说道，“因而，咱们应该树立一个坚实的剖析和模型结构。”
模仿方案
Dr. Lühr和他的搭档开发了一个UPTD蒙特卡罗模型来模仿被迫散射质子医治方案并猜测剂量和LET散布。他们将此作为剖析临床副作用的放射反响模型结构的根底，以在承受质子医治的患者中研讨RBE。
本研讨剖析的胶质瘤患者承受了辅佐质子(化疗)医治，总剂量为60 Gy (RBE)，一切患者随后在t1加权比照增强的MR随访图画中均呈现了形态学改动。这些改动提示发作了正常安排并发症，研讨人员以为与放射性坏死有关。
研讨人员一起创建了一种剂量验证办法，并对4例患者进行了医治方案模仿，随后将蒙特卡罗核算的剂量散布与临床质子医治方案体系(TPS)的核算成果进行了比较剖析。蒙特卡罗模仿核算的临床靶量(CTV)均匀剂量仅比医治方案体系核算得到的CTV均匀剂量低0.58%，最大差异为1.98%，标明该蒙特卡罗模型可以牢靠模仿医治方案。一起，剖析得出剂量差异首要发作在射野后端边际和高剂量梯度区域；在这些区域内，TPS的精确度遭到笔形束剂量算法的约束。
蒙特卡罗模仿的质子医治方案(A)和TPS质子医治方案(B)的比较，以及两者的相对剂量散布差异(C)。
反响模型
运用蒙特卡罗模型，研讨人员树立了一个放射反响模型结构。他们依据图画改动与剂量或径迹均匀LET (track-averaged LET)的体素相关性或两者的组合开发了两个单变量和两个多变量逻辑回归模型。
研讨人员运用每个模型来猜测4例胶质瘤患者的图画改动。成果与观察到的图画改动共同，这些改动是经过将医治后的MR图画融合到方案CT中来确认的。联合运用剂量和LET作为猜测因子，与晚期脑安排损害的相关性最高；在遗失穿插验证中，曲线下面积值高达0.88。
勾画的T1加权比照增强MR图画中改动的部分和2例患者的CTV区域(左列)；由两个多变量逻辑回归模型核算猜测的或许发作显着的改动的区域(中心列和右列)。
“咱们想测验是否可以单独用剂量来解说晚期放射性坏死的空间散布，或许咱们是否需要用剂量结合LET值作为猜测因子来进行解说。咱们咱们都以为这项剖析是第一个清晰的依据，即质子医治后临床相关的晚期反响是可变RBE存在的依据，” Dr. Lühr解说道。
在这两个多变量模型中，研讨人员还核算了耐受剂量TD50，即在该剂量下50%体积的脑安排将发作放疗毒性反响。两种模型均显现TD50跟着LET的添加而下降，标明生物学效应添加。
研讨人员得出定论，他们的模型结构提醒了大脑中存在空间改动的剂量反响，而且可以正常的运用剂量和LET作为猜测因子猜测MR图画改动的空间散布。关于承受质子医治的胶质瘤患者，研讨人员所观察到的图画改动与剂量和LET添加之间的相关性或许标明临床RBE并非仅仅1.1的常量。
“由于剂量和LET猜测模型的杰出体现，咱们咱们都以为运用它可以猜测大脑中放射性坏死危险升高的区域，” Dr. Lühr说，“但是，为了猜测个别患者的肯定危险，咱们应该剖析更大的患者数据。”他指出，这项研讨成果也鼓舞研讨小组持续经过更多的患者临床数据去验证上述定论，其他质子医治中心也可以用类似的方法从头剖析他们的患者数据，以寻觅类似的作用。
“我信任临床RBE在CTV中绝大多数都是稳定的，由于那里只要很小的LET改动。这在临床上具有很高的实用价值百科，并可完成医治处方剂量的共同性。但是，在CTV之外，在质子医治方案中运用可变的临床RBE或许有助于下降放疗毒性危险，特别是关于承受高剂量CTV邻近的健康安排。”
信息来历：Physics World
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