高级别脑胶质瘤术后VMAT与IMRT技术剂量学比较

摘要

目的： 1.比较高级别脑胶质瘤（HGG）术后放疗不同射野数调强适形放疗（IMRT）计划间靶区（PTV）及各危及器官（OARS）剂量分布的差异，并选择最佳射野数的IMRT计划。 2.探讨HGG术后放疗容积旋转调强（VMAT）计划的设计方法。比较单弧VMAT（VMAT1）与双弧VMAT（VMAT2）计划间PTV及OARS剂量分布差异,并选择最优的VMAT计划。 3.比较VMAT和IMRT计划间PTV及各OAR的剂量学差异。 4.比较VMAT和IMRT计划间的机器跳数（MU）、计划优化时间（OT）和治疗时间（TT）差异。 材料与方法： 1.收集10例HGG术后放疗病例，患者仰卧于头颈肩碳纤维板，B枕或C枕，热塑面罩固定。CT增强定位扫描，范围为头顶至颅底下5cm左右，层厚3mm。MR图像采集的体位、范围、层厚尽量与CT定位一致。采用医科达的Oncentra治疗计划系统进行MR-CT图像融合，参考融合的MR图像在CT图像上勾画PTV和OARS。 2.根据剂量限定条件分别设计5、7、9野IMRT计划，处方剂量为PTV:60Gy/30f。根据靶区剂量的评价参数（Dmax、Dmin、Dmean、D95%、D50%、CI和HI）和危及器官的评价参数（Dmax和Dmean），比较：①不同射野数IMRT计划中PTV及OARS的剂量学差；②5、7、9野IMRT计划的横断面等剂量分布曲线和剂量体积直方图（DVH）。选择最佳的IMRT计划记录机器跳数、优化时间和治疗时间。 3.以相同的剂量限定条件对每例患者分别做单弧VMAT（VMAT1）及双弧VMAT（VMAT2）计划设计。根据靶区的评价参数（Dmax、Dmin、Dmean、D95%、D50%、CI和HI）和危及器官的评价参数（Dmax和Dmean），比较：①VMAT1、VMAT2计划间PTV及OAR的剂量学差异，②比较VMAT1和VMAT2计划的横断面等剂量分布曲线和剂量体积直方图（DVH）。选择最佳VMAT计划记录机器跳数、优化时间和治疗时间。 4.将已选择的最优IMRT计划和VMAT计划进行比较，①比较IMRT和VMAT计划间PTV及OAR的剂量学差异，②IMRT和VMAT计划间机器跳数（MU）、优化时间（OT）和治疗时间（TT）的差异；③比较IMRT和VMAT计划的横断面等剂量分布曲线和剂量体积直方图（DVH）。 结果： 1.5野、7野和9野IMRT计划分别用IMRT5、IMRT7和IMRT9表示，其PTV相应的CI分别为0.617±0.076、0.605±0.053和0.616±0.074,p=0.910，表明不同射野数的IMRT计划适形指数没有统计学差异；三组IMRT计划相应的HI分别为0.088±0.032、0.082±0.035和0.086±0.074,p=0.915，可见不同射野数IMRT计划的均匀指数也无统计学差异；不同射野数IMRT计划的危及器官的最高剂量也无统计学差异，p值均大于0.05。在危及器官不超量的前提下，我们选择CI和HI更好，CI优先的计划。 2.单、双弧VMAT（VMAT1、VMAT2）计划中，PTV相应的CI分别为0.715±0.084和0.731±0.081，p=0.261，两组间无统计学差异；HI分别0.108±0.057和0.089±0.052，p=0.090，两组间也无显著性差异；对危及器官受量的评估中发现，除脑干有统计学差异（p=0.035）外，其他危及器官的最高受量两组间无统计学差异p>0.05。在危及器官不超量的前提下，我们选择CI和HI更好CI优先的计划。 3.将选出的IMRT和VMAT计划作比较，PTV的CI分别为0.620±0.065和0.736±0.082，p=0.000，VMAT计划的适形度比IMRT好；均匀指数HI分别为0.083±0.035，0.095±0.056，p=0.353，即两组间无统计学差异；PTV的最大剂量、平均剂量与及中位剂量也是VMAT更接近处方剂量（p<0.05），有统计学差异，而最小剂量和靶区覆盖率（95%靶区所对应的剂量）则无统计学差异（p>0.05）；两组计划在危及器官的受照剂量方面均无统计学差异。 4.IMRT和VMAT计划MU分别为446±117和388±78，p=0.036，可见VMAT计划的机器跳数少，与IMRT计划有统计学差异；OT分别是7.3±2.4和18.4±2.9，p=0.000，显然VMAT更耗时一些；TT分别是4.8±0.4和3.7±0.5，p=0.000，VMAT实施治疗更快。 结论： 1.高级别脑胶质瘤（HGG）术后5野、7野和9野IMRT计划PTV和OARS剂量分布差异不显著； 2.双弧VMAT比单弧VMAT能减少脑干的最大剂量和平均剂量； 3.与IMRT相比，VMAT能提高靶区的适形度，减少机器跳数和放疗时间，但治疗计划优化耗时较长。

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