肺癌立体定向放射治疗旋转容积调强计划控制点优化设计

作者：刘娜; 刘子成; 崔相利; 李兵兵; 李洁; 费振乐; 张明军^*; 刘苓苓^*

来源：中国医学装备, 2022, 19(03): 11-16.

• 肺癌
• 立体体部定向放射治疗(SBRT)
• 控制点(CP)
• 容积旋转调强放射治疗(VMAT)
• Monaco放疗计划系统

目的:研究Monaco治疗计划系统的放射治疗计划控制点(CP)个数在早期非小细胞肺癌(NSCLC)的体部立体定向放射治疗(SBRT)计划中的影响,为优化肺癌SBRT旋转容积调强计划的CP参数设置提供依据。方法:选取医院收治的9例早期周围型NSCLC患者,其中1例患者左、右肺各有肿瘤,分别行左、右侧两个计划处理(共10幅靶区图像),治疗计划CP使用Monaco治疗计划系统,为每例患者设置SBRT旋转容积调强计划的7个CP参数,其个数分别为10、30、50、80、100、150和200个(记为CP_(10)、CP_(30)、CP_(50)、CP_(80)、CP_(100)、CP_(150)和CP_(200)),以CP_(100)的肺癌SBRT计划进行优化得到计划1(plan1),其他计划在优化参数不变的情况下只改CP。通过方差分析和最小显著性差异(LSD),对比分析靶区剂量分布、危及器官(OAR)受量、计划效率中靶区均匀性指数(HI)、适形性指数(CI)、跌落指数(GI)、机器跳数、计算时间和子野个数,以及执行效率中的Gamma通过率。结果:CP_(30)处的D_(2%)、D_(50%)和HI呈减小趋势,与CP_(100)处相比分别减少1.56%、1.28%和10%。CP_(30)处的CI和GI呈增加趋势,与CP_(100)处相比分别增加1.28%和1.17%;CP_(30)处的靶区内最大剂量D_(2%)、平均剂量D_(50%)和HI呈减少趋势,与CP_(10)处比较分别减少3.53%、1.91%和15%,差异有统计学意义(F=31.137,F=17.556,F=35.617;P<0.05);而CP_(30)处的CI和GI分别比CP_(10)处增加2.63%和2.16%,差异有统计学意义(F=6.026,F=9.437;P<0.05)。在OAR中食管D_(0.03cm~3)和胸壁D_(2cm~3)在CP_(30)处与CP_(100)处相比分别增加7.56%和减少3.69%;在OAR中食管D_(0.03cm~3)和胸壁D_(2cm~3)分别从CP_(30)处增加8.88%和减少2.95%,差异有统计学意义(F=2.315,F=6.622;P<0.05)。CP_(30)处与CP_(50)～CP_(200)处的计划相比,机器跳数少、计算时间短且子野个数少,差异有统计学意义(F=3.554,F=130.838,F=3.737;P<0.05);所有计划Gamma通过率均>90%。结论:在肺癌SBRT旋转调强计划中,当治疗计划为CP_(30)时,可保证靶区剂量最佳,优化计划和执行效率高,且对OAR影响小。

• 单位
  安徽医科大学; 安徽医科大学第二附属医院; 中国科学院合肥物质科学研究院; 生物医学工程学院