LET-based approximation of the microdosimetric kinetic model for proton radiotherapy

陽子線治療のためのLETベースのマイクロドジメトリ運動学モデル

Parisi, A.*; Furutani, K. M.*; 佐藤 達彦   ; Beltran, C. J.*

Parisi, A.*; Furutani, K. M.*; Sato, Tatsuhiko; Beltran, C. J.*

本研究では、陽子線治療における生物学的相対有効性(RBE)モデルの課題に対処するため、LET(線量平均線エネルギー伝達)に基づく近似的なMKM(マイクロドシメトリックキネティックモデル)を開発した。これは、炭素イオン治療で使用されるメカニズムに基づくアプローチを陽子線に適用する試みでる。このLETベースのMKMは、線量平均LETと微生物学的指標の相関を確立し、複数の細胞株に対する生存率のモデリングに成功した。これにより、陽子線治療計画システムで容易に利用可能な物理量に基づくRBEの数学的記述が実現された。

In this study, we have developed an approximate MKM (microdosimetric kinetic model) based on LET (dose-averaged linear energy transfer) to address the challenges of biological relative effectiveness (RBE) models for proton therapy. This is an attempt to apply the mechanism-based approach used in carbon ion therapy to proton beams. This LET-based MKM establishes a correlation between dose-averaged LET and microbiological indices and successfully models survival rates for multiple cell lines. This has resulted in a mathematical description of RBE based on physical quantities that can be readily used in proton therapy planning systems.