新的数学模型可以改善脑肿瘤的放射治疗

研究人员已经开发出一种新型，以优化放射治疗并显着增加治疗期间丧失的肿瘤细胞的数量。

滑铁卢大学(University of Waterloo)的一名学生在最近的一项研究中概述了这种新的数学模型细胞在肿瘤的位置允许辐射治疗管理到密度区域。

当前通常考虑最佳调度和给药时辐射治疗正在被开出处方，但研究人员发现，如果肿瘤学家也利用细胞密度的信息，并照射肿瘤最密集的区域，这种治疗可以更有效地杀死脑肿瘤细胞。

滑铁卢大学应用数学系的博士候选人卡梅伦·米尼说:“通常情况下，肿瘤中间的细胞密度更高，而越往外的细胞密度越低，但这一事实在目前的放射治疗中并没有得到充分考虑。”“如果我们对肿瘤细胞密度有了更好的理解，那么我们就可以设计出一种更好的治疗方法来杀死更多的细胞。”

在发展他们的数学模型空间优化放射治疗在脑肿瘤中，研究人员在整个治疗过程中设置了总剂量的帽子。然后，它们将肿瘤划分为多个部分：与细胞最密集地填充的区域是另一部分和剩余的细胞。在某些情况下，它们规定了给予每个部分的辐射的剂量，并且在其他情况下，它们允许模型确定最佳比率。

“事实证明，并不是所有情况下你都想要分发辐射剂量平均分，”Meaney说。“我们的模型显示，也许最好的是，如果我们把允许给病人的总辐射剂量，在一个小区域高强度在最密集的情况下，细胞最致密，而不是用半弱强度展开它的大面积。“

根据他们的研究结果，研究人员提出了以下的放射空间优化程序:对肿瘤进行两次成像，确定剂量和治疗计划，确定放射设备的物理限制，然后使用他们的优化第一个放射部分数学模型。

最后，使用增长模型从最初的两个图像推导出来模拟开发瘤分数之间的细胞，肿瘤学家可以在每个辐射应用实例中使用衍生的细胞密度分布作为输入以优化辐射束的形状。

滑铁卢大学数学系研究员Meaney、副教授Mohammad Kohandel、教授Marek Stastna和麻省理工学院教授Mehran Kardar共同撰写的《脑肿瘤放射治疗的空间优化》研究最近发表在该杂志上普罗斯一体。

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