等效均匀剂量的数理基础及在调强放疗应用价值的研究

摘要

目的 对等效均匀剂量(EUD)的数理特征在调强放疗(IMRT)临床应用中的意义进行研究.方法 用数学方法和MATLAB数值分析软件对α值趋向+∞、-∞、0、1情况下EUD的特征进行分析.在随机选取的两组IMRT病例计划中,分别用基于DVH和EUD的优化方法对靶区和危及器官剂量进行逆向设计,对两者在计划剂量分布、优化效率、约束条件、复杂性等指标进行比较,同时利用数学分析结果考察基于EUD优化中α不同取值对计划结果的影响.结果 分析结果表明α取值与EUD表达有直接关系,两种分析结果一致.用EUD方法优化时,当靶区和危及器官α值分别设置在-∞α＜0、α=1、0＜α＜+∞(α≠1)时,该器官EUD分别表现为接近最小剂量、平均剂量和最大剂量.当α=0时,EUD收敛于吸收剂量的几何平均值,其临床意义和用途需要进一步分析研究.两组病例IMRT计划研究表明,在f用EUD优化过程中调整权重w和α值可使优化系统用较少次数迭代计算得到满意剂量分布,靶区和危及器官的EUD在不同α值下表达不同.结论 EUD数理特征的研究使EUD优化IMRT计划对不同组织设置α值提供了数理依据,α的赋值能较大影响靶区和危及器官中EUD的表达,对计划结果、优化重点、优化效率都有明显影响,具有一定的临床应用价值.