几何不确定性鲁棒优化在肝癌立体定向放疗中的应用

作者：刘登洪; 王雪桃; 钟仁明^*

来源：中国医学物理学杂志, 2022, 39(02): 162-168.

• 肝癌
• 立体定向放疗
• 鲁棒优化
• 几何不确定性

目的：分析基于几何不确定性的鲁棒优化计划对肝癌立体定向放疗（SBRT）剂量分布的影响。方法：选取12例肝癌SBRT患者，对每例制作3个调强计划：①基于PTV(ITV-PTV 5 mm）的常规优化（PTV-Based Plan）；②基于ITV非均匀几何不确定性（本中心计算的不确定性值：进出方向7 mm，左右和前后方向4 mm）的鲁棒优化（Robust Plan_(actual)）；③基于ITV均匀5 mm几何不确定性的鲁棒优化（Robust Plan_(5 mm)）。所有计划都以95%的PTV满足处方剂量作为目标，以等中心均匀偏移4、5、7 mm计算扰动剂量评估鲁棒性。结果：计划①②③的均匀性指数（HI）分别为0.083±0.027、0.099±0.035、0.096±0.026，不具有统计学意义；计划①②③的适形性指数（CI）分别为0.98±0.02、1.02±0.05、1.00±0.04，计划②③相对于计划①的CI具有统计学意义。计划③的正常肝组织平均受量和V_(2500)相对于计划①②分别下降了4.1%、2.5%和5.4%、3.0%，且具有统计学意义（P=0.034、P=0.021和P=0.004、P=0.004），计划②相对于计划①的正常肝组织平均受量和V_(2500)不具有统计学意义（P=0.308和P=0.182），但下降了1.6%和2.5%。对于其鲁棒性，计划②③的5 mm-D_(99%)、5 mm-D_(98%)、5 mm-D_(95%)的剂量-体积直方图带宽（DVHBW）差值相对于计划①更小，随着摆位不确定度的增大，其DVHBW差值越大。结论：在肝脏SBRT治疗中，采用鲁棒优化能够提高靶区剂量分布质量，即使在摆位不确定度有所增加的情况下，仍可以保证ITV的剂量覆盖同时不增加正常组织的照射剂量。

• 单位
  四川大学; 生物治疗国家重点实验室