AAA算法與PBC算法在肺癌放療計劃中的對比研究

鄭洪元

【摘要】目的 研究AAA算法與PBC算法在肺癌放療計劃中計算的對比應用。方法 回顧20例肺癌患者的放療計劃，經統計分析靶區平均劑量、靶區適形指數、靶區均勻指數、射野總跳數、全肺受量和脊髓最大劑量等相關數據。 結果 肺癌的放射治療計劃應用AAA算法與PBC算法得出的相應數據不盡相同。結論 AAA算法更適合于肺癌放療計劃。

【關鍵詞】 AAA算法；PBC算法；肺癌；放療計劃

Abstract： Objective This paper studied the AAA algorithms and calculation result of PBC algorithm in lung cancer radiotherapy plan.MethodsReview of 20 cases of lung cancer radiotherapy plan, through the statistical analysis of target area, average dose of target region, conformal index target homogeneity index, field total hops, whole lung dose and the maximum dose of the spinal cord and other related data.ResultsThe corresponding data of lung cancer radiotherapy treatment planning using AAA algorithm and PBC algorithm are not the same. ConculusionAAA algorithm is more suitable for lung cancer radiotherapy.

Keywords：AAA algorithm; PBC algorithm; Lung cancer; Plan of radiate treat

【中圖分類號】R4【文獻標識碼】A【文章編號】1671-8801（2014）08-0023-01

1目的

研究AAA（Analytical Anisotropic Algorithm）算法與PBC（Pencil Beam Convolution）算法在肺癌放療計劃中靶區劑量及肺受照劑量的差異。

2方法

回顧性研究瓦里安Eclipse 8.6版本系統里20例肺癌患者的三維適形（3D-CRT）放療計劃，靶區分割劑量2Gy/次，總量66Gy/33次。分別用系統里的AAA_8615算法與PBC_8615算法計算，保證兩種算法的各種射野數量、方向、權重等射野計劃參數一致，僅僅計算方式不同，研究比較靶區平均劑量Dmean、靶區平均適形指數（CI）、靶區劑量平均均勻性指數（HI）、射野總跳數（MU）以及全肺V5、V10、V15、V20、V25、V30、V35、V40、V45、V50、V55、V60和脊髓最大劑量Dmax。

3結果

AAA和PBC兩種算法靶區平均劑量Dmean分別為70.1Gy和71.3Gy（P=0.056），靶區劑量平均適形指數（CI）為0.700和0.712（P=0.171），靶區劑量平均均勻性指數（HI）為1.159和1.105（P=0.003），脊髓最大點劑量Dmax平均為40.05Gy和40.07Gy（P=0.980），AAA算法比PBC算法射野總跳數（MU）數平均增加14MU（P=0.046），全肺V5、V10、V15、V20、V25分別平均增加5.45（P=0.000）、3.14(P=0.001)、2.11(P=0.003)、1.86（P=0.004）、0.99(P=0.023)，全肺V50、V55、V60分別平均下降1.29（P=0.015）、1.31（P=0.002)、1.69（P=0.000），而全肺V30、V35、V40、V45比較無統計學意義（P>0.05）。

4 結論

與PBC算法比較，AAA算法得出的靶區平均劑量Dmean、適形指數CI基本一致，但靶區均勻性指數HI下降，AAA算法低劑量區（小于25Gy）劑量增加，高劑量區（大于50Gy）下降。因為AAA算法是一種基于原、散射線分別計算的卷積分疊加解析模型，與以衰減修正為基礎的PBC算法相比，對不均勻組織的修正更加精確，兩種算法對低密度不均勻組織修正的差別更加明顯[1][2]。研究發現對低密度肺組織包裹的PTV（計劃靶區），PBC算法不能精確的修正射線穿過兩種不同密度組織的跌落效應和躍升效應，過高的估計了PTV內低密度肺組織的吸收劑量，同時過低的估計了半影區的散射貢獻[3][4]。在日常臨床醫生對計劃的參考中，主要是對全肺全肺V5、全肺V10、全肺V20、全肺V30、全肺V50的數值比較感興趣[5]，據此我認為AAA算法更適合于肺癌放療計劃的一種算法。

參考文獻：

[1]胡逸民.腫瘤放射物理學［M］.原子能出版社，1999．

[2]馮寧遠、謝虎臣、史榮，等．《實用放射治療物理學》，北京醫科大學、中國協和醫科大學聯合出版社，1998．

[3]Mackie TR,Helen HL,McCullough Ec.Treatment planning algorithms.In:Khan FM,Potish RA,eds.Treatment Planning in Radiation Oncology.Baltimore:Williams & Wilkins;1998．

[4]劉宜敏、石俊田主譯．放療物理學［M］，人民衛生出版社，2011年5月第1版，P333—337．

[5]鄭小康、陳龍華．三維適形放療臨床實踐－ＣＴ模擬與三維計劃［M］.人民衛生出版社，2011年5月第1版，P61-68