胸中下段食管癌放疗计划中使用广义等效均匀剂量进行优化的剂量学分析

作     者：曾华驱 张慧 吴齐兵 ZENG Huaqu;ZHANG Hui;WU Qibing

作者机构：安徽医科大学生物医学工程学院安徽合肥230032 高州市人民医院放疗中心广东茂名525200 中国科学技术大学附属第一医院肿瘤放疗科安徽合肥230032 安徽医科大学第一附属医院放疗科安徽合肥230032 

基　　金：广东省医学科学技术研究基金项目(B2022275) 茂名市科技专项(2022S010) 

出 版 物：《中国医疗设备》 (China Medical Devices)

年 卷 期：2023年第38卷第12期

页      码：57-62页

摘      要：目的研究食管癌容积调强计划中基于剂量体积(Dose-Volume,DV)目标优化的基础上添加不同的广义等效均匀剂量(Generalized Equivalent Uniform Dose,gEUD)优化参数a值再进行优化对剂量分布的影响。方法回顾性选择16例胸中下段食管癌患者为研究对象,为每例患者设计6种食管癌容积调强(Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT)计划,其中仅使用DV进行优化的命名为DV,基于DV给心脏添加a=1,全肺a=1,脊髓a=20进行优化,命名为DV_a1;基于DV为心脏和全肺添加mean目标参数,脊髓a=20进行优化,命名为DV_mean;基于DV为心脏添加a=1,全肺a=0.1,脊髓a=20进行优化,命名为DV_a0.1;基于DV为心脏添加a=3,全肺a=3,脊髓a=20进行优化,命名为DV_a3;基于DV为心脏添加a=1,全肺a=1,脊髓a=40的目标函数进行优化,命名为DV_a40。所有计划均满足靶区目标剂量覆盖靶区体积达到95%以上。比较靶区的适形性(Conformity Index,CI)和均匀性(HomogeneityIndex,HI),双肺的V5、V10、V20、V30和平均剂量,心脏的V30、V40和平均剂量,脊髓的最大剂量。结果计划DV、DV_a1、DV_a3、DV_mean之间的CI无显著性差异(P>0.05),DV_a3的HI显著低于DV和DV_a1(P<0.001和P=0.016),且低于DV_mean,但没有显著性差异(P=1.000)。DV_a0.1相比DV、DV_mean、DV_a3可以显著降低全肺V5(P<0.05),但比DV_a1、DV_mean、DV_a3显著增加V20(P<0.003),DV_a3可以显著降低全肺的V30(P<0.02)和心脏的V40(P<0.001)。DV_a1相比DV_mean可以降低全肺和心脏的平均剂量,但差异不显著(P=0.189和P=1.000)。DV_a40相比DV_a1和DV可以显著降低脊髓最大剂量(P=0.014和P<0.001)。结论在基于剂量体积计划的基础上对危及器官添加gEUD upper优化目标可以在保证靶区剂量覆盖的同时显著降低危及器官受照射剂量。g EUD upper优化目标参数a的不同取值可以实现危及器官不同程度剂量体积大小的降低,使用a=1的目标优化往往比添加平均剂量目标函数优化更能降低危及器官的平均剂量。

主 题 词：生物优化 剂量体积优化 等效均匀剂量 容积调强 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-1633.2023.12.011

馆 藏 号：203124924...