乳腺癌根治术后胸壁调强放疗的浅表剂量研究

摘要

在调强放射治疗（Intensity Modulated Radiotherapy, IMRT）中，浅表剂量一直备受关注，尤其是对于靶区靠近皮肤的乳腺和头颈部放疗。浅表剂量过高易使皮肤发红发溃，影响放疗进程，剂量过低易引起局部复发。对乳腺癌的胸壁调强放射治疗而言，病人治疗的实际浅表剂量与治疗计划系统（Treatment Planning System,TPS）计算结果存在差异，这可能与 TPS算法误差和呼吸引起的胸壁运动有关。本文利用胶片叠加外推法、蒙特卡罗模拟以及HexaMotion六维运动平台对患者胸壁呼吸运动的模拟，分析了四种常用的商业 TPS浅表剂量算法误差以及呼吸运动对乳腺癌根治术后胸壁调强放疗的浅表剂量影响。
　　1.定量分析四种常用算法的浅表剂量计算精度
　　采用BEAMnrc和DOSXYZnrc模拟治疗用加速器机头，并在不同角度（0°，30°和60°）入射、10cm×10 cm开野照射、SSD为100 cm的条件下计算30 cm×30 cm×30 cm水模体中心轴的剂量分布，结合胶片叠加外推法（5层免洗胶片叠加，有效测量深度为0.189，0.567，0.945，1.323和1.701 mm）实际测量该尺寸模体的浅表剂量（0-2 mm），来评估四种常用商业算法（AXB，CCC，AAA，PBC）在浅表区域剂量计算的准确性。结果表明，在浅表区域，胶片叠加外推法测量结果与MC模拟结果符合很好：对于0°，30°，60°照射，两者平均剂量差异分别为1％，2%和5%，相对皮肤剂量差异0.84%,1.88%和3.90%；AXB, CCC, AAA和PBC四种算法与MC模拟值在0°，30°和60°照射时浅表区域的平均剂量差异分别为(2.41±1.55%，3.11±2.40%，1.53±1.05%)，(3.09±3.00%，3.10±3.01%，3.77±3.59%)，(3.16±1.50%，8.70±2.84%，18.20±4.10%)和(14.45±4.66%，10.74±4.54%，3.34±3.26%)。综上可得，AXB算法在浅表区域计算精度最高，其次是CCC算法，而类笔形束的AAA和PBC算法呈现了较大的角度依赖性和计算差异，因此在使用这两类算法评估浅表剂量时应注意。
　　2.定量分析胸壁呼吸运动对浅表剂量的影响
　　采用Meta分析获得乳腺癌患者因呼吸运动造成的三维方向的平均、最小和最大振幅。利用瓦里安RPM门控系统测得我院放疗中心8例乳腺癌根治术患者的平均呼吸周期。基于获得的振幅和周期参数，利用Quirk研究团队提供的呼吸曲线生成器产生不同振幅的三维呼吸曲线，来驱动HexaMotion平台模拟患者胸部的三维运动模式。将上述8例患者的实际治疗计划（逆向全调强计划）移植到运动模体，用胶片叠加外推法分别测量模体左侧0°、30°和60°位置处，在不同运动振幅和静止情况下的浅表剂量，分析三维呼吸运动对浅表区域（0-1.5mm）剂量的影响。结果表明，采用平均振幅的呼吸曲线时，1.5 mm深度内的平均相对剂量比静止状态高0.15-7.97%，p值小于0.05，差异有统计学意义；且呼吸状态下的外推皮肤（70μm）剂量比静止外推剂量高，在0°和60°处，p值小于0.05，差异有统计学意义。最小的呼吸振幅产生了最大相对剂量差异，在0°、30°和60°处分别为4.9±2.6%、8.0±7.2%和5.4±2.5%，在0°和30°位置时，随着振幅增加，相对剂量差异没有明显变化趋势，而在60°位置处，最小振幅、平均振幅和最大振幅驱动下对应的平均相对剂量差异分别是5.4±2.5%，1.9±1.3%，1.8±1.6%，随着振幅增大，相对剂量差异减小。综上可得，呼吸运动能提高乳腺癌胸壁调强放疗的浅表剂量，但较小的呼吸幅度改变对浅表剂量影响无明显趋势。

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第一章 绪论

1.1乳腺癌根治术后胸壁调强放疗的现状

1.2浅表剂量研究现状

1.3本文结构安排

第二章 多种剂量算法的浅表剂量分析

2.1蒙特卡罗方法计算浅表剂量

2.2胶片叠加外推法测量浅表剂量

2.3计划系统计算浅表剂量

2.4剂量分布比较

2.5结果分析

2.7小结

第三章 呼吸运动对乳腺癌根治术后胸壁放疗浅表剂量的影响

3.1模体和呼吸曲线的建立

3.2患者选择

3.3浅表剂量测量

3.4数据分析

3.5结果

3.6讨论

3.7小结

第四章 结论

参考文献

中英文缩写对照

作者攻读学位期间的科研成果

致谢