呼吸运动状态对动态调强放疗剂量分布影响的研究

作者：吴先想; 牛振洋; 费振乐^*; 刘苓苓; 崔相利; 魏敏; 王磊

来源：中华放射医学与防护杂志, 2019, (03): 197-201.

• 呼吸运动
• 靶区体积
• γ通过率
• 剂量分布
• 动态调强放疗

目的 探讨不同幅度、周期、方向的呼吸运动对动态调强放疗(IMRT)计划中靶区剂量分布的影响。方法 选取30例肺癌病例,按靶区体积大小分为A(72.0～200.2 cm3)、B(271.7 ～380.0 cm3)、C(498.9～684.9 cm3)3组,每组10例,平均体积分别为151.5、327.1和583.3 cm3。使用呼吸运动模拟平台带动含二维电离室矩阵的模体沿枪靶方向运动。分别转动准直器至0°和90°,在不同呼吸运动幅度(0、4、8、12和15 mm)与周期(3、4和5 s)下,采集模体等中心层面剂量。其中周期为4 s测量5次,以绝对剂量及γ通过率(3 mm/3%)为指标,分析采集剂量与治疗计划系统(TPS)输出的剂量分布差异。结果 在两个方向上,呼吸运动降低了靶区边缘内侧剂量,提高了靶区边缘外侧剂量。呼吸运动周期之间的γ通过率差异最大达3.54%(t＝2.301,P<0.05)。当呼吸运动幅度超过8 mm时,γ通过率<90%,且随幅度增大而减小。静态与呼吸运动之间γ通过率的差值和靶区体积呈负相关,A、B、C 3组的平均γ通过率依次增大。5次叠加剂量的γ通过率高于单次剂量平均γ通过率,且差异有统计学意义(t＝－9.36～－5.95,P<0.05)。结论 动态IMRT靶区剂量分布主要受呼吸运动幅度及自身体积影响,部分幅度下呼吸运动周期对剂量分布有影响。多次剂量实施后,可消除部分单次剂量实施误差。医师需要根据呼吸运动幅度对靶区进行合理外扩,同时优化呼吸运动方向上靶区边缘组织受量。对于靶区体积过小以及呼吸运动幅度过大的患者,应采取呼吸管理技术提高靶区剂量实施的精准性。

• 单位
  中国科学院; 安徽医科大学; 生命科学学院