基于靶区与危及器官重叠度的自动治疗计划设计

作     者：潘兴晨 汪冬 胡丽琴 PAN Xingchen;WANG Dong;HU Liqin

作者机构：中国科学院合肥物质科学研究院安徽合肥230031 中国科学技术大学研究生院科学岛分院安徽合肥230026 

基　　金：安徽省科技重大专项(18030801135) 中国科协青年人才托举工程(2017QNRC001) 

出 版 物：《中国医学物理学杂志》 (Chinese Journal of Medical Physics)

年 卷 期：2021年第38卷第10期

页      码：1203-1208页

摘      要：目的:根据前列腺癌患者的解剖结构建立微分剂量体积直方图(DVH)数学模型来预测危及器官(OAR)子块的DVH,通过精准预测OAR的DVH并自动设计计划来提高治疗计划的质量和效率。方法:从17例前列腺癌计划中随机选择9例作为训练集,其余为测试集。将靶区外扩到覆盖OAR范围并将外扩区域中的OAR依次分隔成层厚3 mm的子块,根据偏正态高斯函数建立子块微分DVH的精确模型,分析靶区和OAR的重叠度与子块微分DVH关系。利用建立在Pinnacle3上的脚本程序获取测试集8例患者OAR各子块,并通过预测各OAR微分DVH来指导计划。结果:靶区与OAR重叠度越小,微分DVH的变化规律越明显。与原手工计划相比,自动计划的均匀性指数和适形度指数稍优于原手工计划(t=-1.871、3.742;P0.05)。自动计划的膀胱V_(70)、V_(60)、V_(50)(t=-2.471、-3.439、-2.376;P0.05)降低。自动计划的直肠V_(70)、V_(60)、V_(50)以及_(V40)(t=-2.540、-3.416、-2.666、-2.777;P<0.05)降低。相关性分析中,自动计划与原手工计划的膀胱V_(70)、V_(60)、V_(50)和V40的差异值与重叠度呈负或正相关(相关系数=-0.357、-0.976、-0.857、0.381;P=0.385、0.000、0.007、0.352),V_(70)和V40的差异值与重叠度无统计学意义。结论:基于靶区与OAR重叠度的精确DVH预测模型的前列腺癌自动治疗计划设计使得靶区剂量提高,OAR照射剂量降低。

主 题 词：前列腺癌 重叠度 自动计划 危及器官 剂量体积直方图 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 100207[100207] 1006[医学-中西医结合类] 1002[医学-临床医学类] 1001[医学-基础医学] 08[工学] 1010[医学-医学技术类] 100106[100106] 100602[100602] 10[医学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1005-202X.2021.10.004

馆 藏 号：203105316...