CMSXIO4.64兩種子野分割算法制定鼻咽癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃比較

莊建發(fā)　管凱　魏天安　陳大朝

[摘 要] 目的：探討CMSXIO4.64制定鼻咽癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃時，SmartSequence（SS）和SlidingWnd （SW）兩種子野分割算法的區(qū)別。方法：對9例鼻咽癌患者進(jìn)行初步通量優(yōu)化，采用兩種子野分割算法進(jìn)行子野權(quán)重優(yōu)化（Segment weight optimization，SWO）。比較兩者靶區(qū)和危及器官劑量分布、機(jī)器跳數(shù)、總子野數(shù)和治療時間。結(jié)果：兩種算法所得計(jì)劃均能符合臨床劑量要求，SW子野分割算法形成的計(jì)劃在機(jī)器跳數(shù)、總子野數(shù)和治療時間分別是SS的1.51倍、2.03倍、1.30倍，靶區(qū)和危及器官劑量未見明顯區(qū)別。結(jié)論：制定鼻咽癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃時，相對于SW子野分割算法，SS可以減少子野數(shù)和機(jī)器跳數(shù)以及治療時間。

[關(guān)鍵詞] CMSXIO4.64；子野分割算法；鼻咽癌；調(diào)強(qiáng)計(jì)劃

中圖分類號：R739.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-5200（2015）02-023-03

相對于具有子野直接優(yōu)化算法（driect machine parameter optimization，DMPO）的TPS來講，醫(yī)科達(dá)CMSXIO4.64制定調(diào)強(qiáng)計(jì)劃分2步，第一步是初步優(yōu)化（Initial optimization），根據(jù)物理師定義的劑量約束值求解最優(yōu)化射野參數(shù)，確定理想射野強(qiáng)度分布，第二步是采用SS或SW子野分割算法進(jìn)行子野權(quán)重優(yōu)化（Segment weight optimization，SWO）形成直線加速器可執(zhí)行的子野序列。本文探討制定鼻咽癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃時，SmartSequence（SS）和SlidingWnd （SW）兩種子野分割算法區(qū)別。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取我科9例鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療病例，其中男6例，女3例；分期為T2期1例，T3和T4期各4例；年齡最大63歲，最小37歲，平均48.7歲；均采取仰臥位，熱塑面膜固定，在西門子CT模擬機(jī)上行層厚為3 mm，范圍為顱頂至氣管分叉處的掃描，圖像通過院內(nèi)網(wǎng)傳至物理室，在FOCAL軟件上由主治以上放療醫(yī)師勾畫靶區(qū)和危及器官和劑量給定。所有計(jì)劃均采用醫(yī)科達(dá)Precise直線加速器6MV X線治療。

1.2 靶區(qū)及危及器官勾畫和劑量限制

靶區(qū)勾畫依據(jù)原則為ICRU50號和62號報(bào)告，各計(jì)劃靶體積處方劑量要求分別為PGTVnx 為69.3 ～70.95 Gy， PGTVnd 為69.3 ～70.95 Gy，PTV1為60.0～64.0Gy，PTV2為56.0～58.0Gy。危及器官包括腦干、脊髓、左右腮腺、視交叉、視神經(jīng)、顳葉、晶體、垂體、下頜骨等[1]。

1.3 計(jì)劃設(shè)計(jì)

為減少主觀誤差，所有計(jì)劃均由同一位物理師采用7野共面均勻照射法制定調(diào)強(qiáng)計(jì)劃。根據(jù)各個患者相應(yīng)靶區(qū)及危及器官劑量要求進(jìn)行初步優(yōu)化。在初步計(jì)劃滿足劑量要求前提下分別采用兩種子野分割算法進(jìn)行子野權(quán)重優(yōu)化。

1.4 計(jì)劃評價標(biāo)準(zhǔn)

觀察橫斷面劑量分布以及劑量體積直方圖（DVH）對計(jì)劃進(jìn)行分析。靶區(qū)的評價指標(biāo)是最大劑量Dmax和最小劑量Dmin及平均劑量Dmean，適形指數(shù)公式為CI[2]= VT.ref ×VT.ref/VT ×Vref，CI是用來評價等劑量線的適形度，其中VT.ref：參考等劑量線所包含靶區(qū)體積，VT：靶體積，Vref：參考等劑量線所包含所有區(qū)域體積，其值等于1表示等劑量線所在的體積剛好與靶區(qū)完全一致，等于0則表示兩者完全沒重疊。脊髓等串行器官評價指標(biāo)是Dmax和Dmin及Dmean；腮腺等并行器官評價指標(biāo)是Dmax和指定體積對應(yīng)的劑量。計(jì)劃治療時間計(jì)算方法是以技術(shù)員擺好位，做好所有準(zhǔn)備工作，從第一個野出束開始計(jì)時至最后一個野出束結(jié)束，包含轉(zhuǎn)機(jī)架時間。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，對每個評價指標(biāo)數(shù)據(jù)做配對t檢驗(yàn)。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 總子野數(shù)、機(jī)器跳數(shù)和治療時間對比

SS和SW兩種子野分割算法形成的計(jì)劃總子野數(shù)、機(jī)器跳數(shù)和平均治療時間見表1，可以看出SW子野分割算法形成的計(jì)劃在機(jī)器跳數(shù)、總子野數(shù)和治療時間平均值分別是SS的1.51倍、2.03倍、1.30倍，差異具有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 靶區(qū)和危及器官劑量比較

SS 和SW 兩種子野分割算法形成的計(jì)劃靶區(qū)、危及器官的各項(xiàng)評價指標(biāo)數(shù)據(jù)見表2，可看出靶區(qū)和危及器官各項(xiàng)評價指標(biāo)差別不明顯，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討論

鼻咽癌是中國東南沿海城市好發(fā)癌種之一，由于解剖位置關(guān)系無法手術(shù)，IMRT對于鼻咽癌來講是公認(rèn)的有效治療方式。IMRT相對于適形放療有著明顯優(yōu)勢，它能夠提高腫瘤靶區(qū)劑量，降低正常組織受照劑量[3]，從而達(dá)到提高腫瘤局部控制率，延長生存期和改善生存質(zhì)量目的。但在采用多葉準(zhǔn)直器進(jìn)行IMRT 時，子野數(shù)和跳數(shù)增加及治療時間延長將導(dǎo)致正常組織所受漏射線和散射線劑量增加[4]，因此物理師在制定調(diào)強(qiáng)計(jì)劃時應(yīng)在不影響靶區(qū)和危及器官臨床要求前提下盡量降低子野數(shù)和機(jī)器跳數(shù)。

SS 和SW兩種子野分割算法進(jìn)行第1次SWO后，絕大部分計(jì)劃劑量分布會變差，這是因?yàn)镾WO后部分不符合要求子野會被移除，通過調(diào)整劑量參數(shù)并重新優(yōu)化可以改善劑量分布。本文9例鼻咽癌調(diào)強(qiáng)病例數(shù)據(jù)可以看出在不影響靶區(qū)和危及器官劑量要求前提下，SS子野分割算法相對于SW在子野數(shù)、機(jī)器跳數(shù)和治療時間上都有著明顯優(yōu)勢。子野數(shù)和機(jī)器跳數(shù)減少在降低漏射線和散射線同時可以減少機(jī)器硬件損耗，長期生存者更是可以降低因散射帶來二次癌概率[5-6]。治療時間減少能縮短患者受固定時間，提高病人舒適度，還可以提高放療生物效應(yīng)[7-8]。采用SS子野分割算法進(jìn)行SWO時可以限制子野最小面積和跳數(shù)，避免過小面積和跳數(shù)子野出現(xiàn)，從而減少凹凸槽效應(yīng)和離軸小野機(jī)頭散射不確定性，提高劑量分布準(zhǔn)確度[9]。

但由于CMSXIO4.64 軟件設(shè)計(jì)原理所致，采用SS子野分割算法形成計(jì)劃子野無序排列，形狀較不規(guī)則，導(dǎo)致治療時MLC葉片運(yùn)動范圍幅度都很大，而SW子野分割算法形成計(jì)劃子野是按照從左到右序列排序，形狀較為規(guī)則，MLC葉片運(yùn)動幅度較小，從而減少機(jī)器硬件損耗，從這點(diǎn)看SW子野分割算法具有優(yōu)勢。建議醫(yī)科達(dá)軟件技術(shù)人員進(jìn)行新版本開發(fā)使SS子野分割算法形成子野也是有序且較規(guī)則。

通過以上分析，CMSXIO4.64制作鼻咽癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃時SS子野分割算法相對于SW子野分割算法具有優(yōu)勢。

參 考 文 獻(xiàn)

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