Verwendung von Feldgrößenfaktoren zur Charakterisierung der Fluenz einer Protonenmaschine mit einem Reichweitenverschieber

EINFÜHRUNG: Der Reichweitenverschieber (RS) wird zur Behandlung von flachen Tumoren in einem Protonenstiftstrahl-Scansystem (PBS) verwendet. Das Hinzufügen von RS kompliziert sicherlich die Inbetriebnahme des Behandlungsplanungs-Systems (TPS), da die Punktgrößen mit RS erheblich vergrößert werden. In dieser Arbeit präsentieren wir eine effiziente Methode zur Konfiguration eines kommerziellen TPS für ein PBS-System mit einem festen RS. METHODEN: Durch die Kombination einer Spiralabgabe mit angepassten Steuerpunkten konnten wir die Messungseffizienz erheblich verbessern und innerhalb von drei Stunden 250 Feldgrößenfaktoren (FSF) erzielen. Die gemessenen FSFs wurden verwendet, um die Protonenfluenz zu charakterisieren und die Parameter für das im TPS verwendete doppelt-Gaussian Fluenzmodell anzupassen. Umfangreiche Validierungen wurden durchgeführt, indem FSFs, die in Luft und Wasser gemessen wurden, absolute Dosen von verteilten Bragg-Spitzen (SOBP)-Feldern und die für patientenspezifische Qualitätskontrolle (QA) durchgeführten Dosen verwendet wurden. ERGEBNISSE: Die gemessenen in-Luft FSFs stimmten für alle 250 FSFs innerhalb von 3% mit der Modellvorhersage überein und innerhalb von 2% für 94% der FSFs. Die Übereinstimmung zwischen der Modellvorhersage und der Messung lag bei den in-Luft und in-Wasser FSFs sowie den absoluten Dosen für SOBP-Strahlen innerhalb von 2%. Die patientenspezifische QA von 113 Feldern zeigte exzellente gamma Bestehensraten (96,95 ± 2,51%) für die absoluten Dosenvergleiche mit Gamma-Kriterien von 2 mm und 2%. SCHLUSSFOLGERUNG: Die exzellente Übereinstimmung zwischen der Modellvorhersage und den Messungen bewies die Effizienz und Genauigkeit der vorgeschlagenen Methode zur Verwendung von FSFs zur Charakterisierung der Protonenfluenz und zur Konfiguration des TPS für ein PBS-System mit festem RS.