BNCT治療計畫程式THORplan在頭頸部腫瘤臨床治療之實作運用

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研究生：	游慧婷 Yu, Hui-Ting
論文名稱：	BNCT治療計畫程式THORplan在頭頸部腫瘤臨床治療之實作運用
指導教授：	薛燕婉 Hsueh Liu, Yen-Wan
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	原子科學院 - 核子工程與科學研究所 Nuclear Engineering and Science
論文出版年：	2010
畢業學年度：	98
語文別：	中文
論文頁數：	120
中文關鍵詞：	硼中子捕獲治療、頭頸部腫瘤
外文關鍵詞：	BNCT, THORplan
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本篇論文使用THORplan計算兩位復發性頭頸癌病患之BNCT治療計畫。Case 1病人腫瘤體積為32cm3，Case 2腫瘤體積則為138cm3，兩病例之腫瘤皆分布在右下頷骨附近，Case 1腫瘤分布較為集中，而Case 2腫瘤則分布較廣。照射方式有兩種，一是直接從右方對腫瘤進行照射，照射距離為15cm；另一照射方式則是搭配collimator進行照射，Case 1照射距離為22.5cm，Case 2則為24cm，使用射源為最新thory09.sdef射源檔。在硼濃度設定上，設定T/N ratio=3，血液硼濃度10ppm，腫瘤則為30ppm，而骨頭不吸收含硼藥物，硼濃度為0ppm。
根據清華大學與榮總癌病中心合作提出的 BNCT臨床試驗 protocol規定，照射劑量為腫瘤80%體積劑量20~25Gy-eq，而眼睛最大劑量不超過5 Gy-eq、皮膚最大劑量不超過11 Gy-eq。而此兩病例經THORplan計算後，在腫瘤80%體積劑量為20 Gy-eq時，若是直接對腫瘤進行照射，Case 1需46min，而Case 2需51min；倘若使用collimator進行照射，照射時間會略微增加，Case 1需49min，而Case 2需62min。在兩種照射情況下，兩病例之正常組織最大劑量皆符合protocol規定，除了Case 2在直接照射下眼睛最大劑量會超過5 Gy-eq。這是因為Case 2腫瘤較大需要較長的照射時間，而照射時間的增加會提高背景劑量的貢獻，因此Case 2眼睛最大劑量便容易超過劑量限值。
此外，本篇另一重點為劑量修正。本研究發現腫瘤熱中子通率分布會受到硼濃度的影響，，因此定義了一修正因數，腫瘤平均熱中子通率修正因數，在進行劑量修正時不僅就硼濃度本身進行修正外，也對熱中子通率進行修正。
由劑量修正測試結果中，發現使用腫瘤平均熱中子修正因數在腫瘤平均熱中子通率及平均元素劑量上皆有很好的修正準確度，修正誤差在2%以下，但在深度熱中子通率上卻出現較大的修正誤差，甚至會出現大於10%的修正誤差，所幸此困擾可透過選擇適當的預設硼濃度來獲得解決。使用適當的預設硼濃度進行修正可得到更準確的修正結果；若是採用日本連續注射BPA藥物的方式讓血液中硼濃度維持固定濃度，更可以簡化劑量修正工作。另外，當腫瘤欲修正硼濃度與預設硼濃度相差±15ppm內時，在深度熱中子通率上的修正誤差可減少至±1.5%以下，且此時硼濃度變化對熱中子通率影響還很小，在±2%左右，甚至可以考慮忽略硼濃度改變對熱中子通率的影響，直接對硼濃度本身進行修正即可。故適當的預設硼濃度選擇不僅可以提高劑量修正準確度，也能簡化劑量修正工作。

誌謝................................................................................................................................I
摘要...............................................................................................................................II
目錄.............................................................................................................................III
第一章 簡介..................................................................................................................1
第二章 THORpaln3.0治療計畫程式系統..................................................................4
    2.1 THORplan簡介...............................................................................................4
    2.2 THORplan3.0 新功能.....................................................................................4
    2.3 THORplan 流程..............................................................................................8
    2.4 THORPlan3.0 使用說明...............................................................................10
第三章 THORplan治療計畫程式在臨床上之應用..................................................16
    3.1  BNCT臨床試驗流程與時程....................................................................16
        3.1.1 THORplan在臨床試驗之流程及時程.............................................16
        3.1.2 BNCT照射日流程.............................................................................21
    3.2 以THORplan 計算BNCT頭頸癌治療前計畫.........................................23
        3.2.1材料與方法.........................................................................................23
        3.2.2直接照射與使用準直儀(collimator)之結果......................................26
        3.2.3  Case 1 & Case 2結果討論    ..............................................................33
            3.2.3.1 對case 1 避開眼睛照射結果................................................33
            3.2.3.2準直儀(collimator)計算設置...................................................35
            3.2.3.3 實際定位下的治療計畫........................................................42
            3.2.3.4照射角度的討論.....................................................................44
            3.2.3.5治療計畫評估注意事項.........................................................47
        3.2.4 BNCT臨床試驗病人Case 3.............................................................48
            3.2.4.1 腫瘤條件及計算參數設定.....................................................48
            3.2.4.2 THORplan計算結果與討論...................................................49
    3.3 治療計畫報告(Treatment Planning Report).................................................52
第四章 劑量修正........................................................................................................55
    4.1 最終劑量報告...............................................................................................55
    4.2 劑量修正.......................................................................................................55
        4.2.1 劑量修正方法一................................................................................56
        4.2.2 劑量修正方法二................................................................................57
    4.3腫瘤平均熱中子通率修正因數( )...........................................................61
第五章 以數值頭頸部假體計算腫瘤平均熱中子通率修正因素( )..................63
    5.1 數值頭頸部假體模型..................................................................................63
    5.2 腫瘤條件設置...............................................................................................64
        5.2.1 腫瘤大小條件設置............................................................................64
        5.2.2 腫瘤位置條件設置............................................................................64
    5.3腫瘤平均熱中子通率修正因數計算結果....................................................65
    5.4腫瘤平均熱中子通率修正因數與腫瘤大小及深度關係...........................67
    5.5 使用腫瘤平均熱中子通率修正因數進行劑量修正...................................71
第六章 腫瘤平均熱中子通率修正因數( )之劑量修正測試...............................74
    6.1 劑量修正一 (從30ppm修正至75ppm).......................................................74
    6.2劑量修正二 (從45ppm修正至39、54、75ppm)    ......................................77
    6.3 腫瘤預設硼濃度的選擇.............................................................................. 80
    6.4 熱中子通率修正必要性測試.......................................................................82
第七章 結論與未來工作............................................................................................88
參考文獻......................................................................................................................90
附錄.............................................................................................................................92
    附錄A-1 : Case 1直接對腫瘤進行照射之治療計畫報告................................92
    附錄A-2 : Case 1縮短collimator出口與皮膚照射距離射之治療計畫報告..97
    附錄A-3 : Case 1模擬實際BNCT治療定位之治療計畫報告...................... 101
    附錄B-1 : Case 2直接對腫瘤照射之治療計畫報告.......................................105
    附錄B-2 : Case 2縮短collimator出口與皮膚照射距離射之治療計畫報告..109
    附錄C-1 : Case 3從病人右方對腫瘤進行照射之治療計畫報告...................113    附錄C-2 : Case 3從病人前方對腫瘤進行照射之治療計畫報告...................117

                                

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