近期滑鐵盧大學(xué)(University of Waterloo)的研究人員在一項(xiàng)研究中概述了這個新的數(shù)學(xué)模型，該模型可以利用腫瘤中大多數(shù)細(xì)胞的位置信息，將放射治療應(yīng)用到密度大的區(qū)域，并且治療期間殺死的腫瘤細(xì)胞數(shù)量得到了顯著增加。

目前，當(dāng)醫(yī)生為患者制定放射治療方案時，通常會更多的考慮放射的優(yōu)化調(diào)度和劑量。但研究人員發(fā)現(xiàn)，如果腫瘤學(xué)家也使用細(xì)胞密度信息，照射腫瘤細(xì)胞更密集的區(qū)域，可以更有效地殺死腦腫瘤細(xì)胞。

“通常情況下，細(xì)胞在腫瘤的中間為止密度跟高，越靠近邊緣密度越低。但在目前的放射治療中并沒有充分考慮到這一點(diǎn)。如果我們對腫瘤細(xì)胞密度有了更深入的了解，那么我們就可以更好地設(shè)計治療方案來殺死更多細(xì)胞?！癈ameron Meaney，滑鐵盧應(yīng)用數(shù)學(xué)系博士研究生說。

在開發(fā)數(shù)學(xué)模型以空間優(yōu)化腦腫瘤中的放射治療時，研究人員設(shè)定了患者在整個治療期間可以接受的總劑量上限。然后將腫瘤分成多個部分：密集區(qū)域是細(xì)胞為一部分，剩余的細(xì)胞為另一部分。在某些情況下，他們規(guī)定了給予每個部分的輻射劑量，而在其他情況下，他們允許模型確定理想比例。

“事實(shí)證明，并不是在所有情況下都要把輻射計量均勻的分配到各個部分?！盡eaney說，“我們的模型顯示，如果我們允許給予患者的總輻射劑量并且在細(xì)胞較密集的小區(qū)域高強(qiáng)度使用，而不是將其擴(kuò)散到半弱型的大區(qū)域?！?/p>

根據(jù)研究結(jié)果，研究人員提出了以下優(yōu)化輻射空間的方案：對腫瘤進(jìn)行兩次成像，確定劑量和治療方案，確定輻射儀器的物理限制，然后使用他們的數(shù)學(xué)模型設(shè)定初個輻射劑量比例。

利用從初始兩幅圖像中推導(dǎo)出的生長模型來模擬腫瘤細(xì)胞在不同部位之間的發(fā)展變化，腫瘤學(xué)家可以利用每次放射應(yīng)用前得到的細(xì)胞密度剖面作為輸入，優(yōu)化輻射束的形狀。

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