CMSXIO4.64兩種子野分割算法制定鼻咽癌調強計劃比較

莊建發　管凱　魏天安　陳大朝

[摘 要] 目的：探討CMSXIO4.64制定鼻咽癌調強計劃時，SmartSequence（SS）和SlidingWnd （SW）兩種子野分割算法的區別。方法：對9例鼻咽癌患者進行初步通量優化，采用兩種子野分割算法進行子野權重優化（Segment weight optimization，SWO）。比較兩者靶區和危及器官劑量分布、機器跳數、總子野數和治療時間。結果：兩種算法所得計劃均能符合臨床劑量要求，SW子野分割算法形成的計劃在機器跳數、總子野數和治療時間分別是SS的1.51倍、2.03倍、1.30倍，靶區和危及器官劑量未見明顯區別。結論：制定鼻咽癌調強計劃時，相對于SW子野分割算法，SS可以減少子野數和機器跳數以及治療時間。

[關鍵詞] CMSXIO4.64；子野分割算法；鼻咽癌；調強計劃

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

相對于具有子野直接優化算法（driect machine parameter optimization，DMPO）的TPS來講，醫科達CMSXIO4.64制定調強計劃分2步，第一步是初步優化（Initial optimization），根據物理師定義的劑量約束值求解最優化射野參數，確定理想射野強度分布，第二步是采用SS或SW子野分割算法進行子野權重優化（Segment weight optimization，SWO）形成直線加速器可執行的子野序列。本文探討制定鼻咽癌調強計劃時，SmartSequence（SS）和SlidingWnd （SW）兩種子野分割算法區別。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取我科9例鼻咽癌調強放療病例，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，圖像通過院內網傳至物理室，在FOCAL軟件上由主治以上放療醫師勾畫靶區和危及器官和劑量給定。所有計劃均采用醫科達Precise直線加速器6MV X線治療。

1.2 靶區及危及器官勾畫和劑量限制

靶區勾畫依據原則為ICRU50號和62號報告，各計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、顳葉、晶體、垂體、下頜骨等[1]。

1.3 計劃設計

為減少主觀誤差，所有計劃均由同一位物理師采用7野共面均勻照射法制定調強計劃。根據各個患者相應靶區及危及器官劑量要求進行初步優化。在初步計劃滿足劑量要求前提下分別采用兩種子野分割算法進行子野權重優化。

1.4 計劃評價標準

觀察橫斷面劑量分布以及劑量體積直方圖（DVH）對計劃進行分析。靶區的評價指標是最大劑量Dmax和最小劑量Dmin及平均劑量Dmean，適形指數公式為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體積，VT：靶體積，Vref：參考等劑量線所包含所有區域體積，其值等于1表示等劑量線所在的體積剛好與靶區完全一致，等于0則表示兩者完全沒重疊。脊髓等串行器官評價指標是Dmax和Dmin及Dmean；腮腺等并行器官評價指標是Dmax和指定體積對應的劑量。計劃治療時間計算方法是以技術員擺好位，做好所有準備工作，從第一個野出束開始計時至最后一個野出束結束，包含轉機架時間。

1.5 統計學處理

采用SPSS19.0 軟件進行統計學分析，對每個評價指標數據做配對t檢驗。P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 總子野數、機器跳數和治療時間對比

SS和SW兩種子野分割算法形成的計劃總子野數、機器跳數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劃在機器跳數、總子野數和治療時間平均值分別是SS的1.51倍、2.03倍、1.30倍，差異具有明顯統計學意義。

2.2 靶區和危及器官劑量比較

SS 和SW 兩種子野分割算法形成的計劃靶區、危及器官的各項評價指標數據見表2，可看出靶區和危及器官各項評價指標差別不明顯，無統計學意義。

3 討論

鼻咽癌是中國東南沿海城市好發癌種之一，由于解剖位置關系無法手術，IMRT對于鼻咽癌來講是公認的有效治療方式。IMRT相對于適形放療有著明顯優勢，它能夠提高腫瘤靶區劑量，降低正常組織受照劑量[3]，從而達到提高腫瘤局部控制率，延長生存期和改善生存質量目的。但在采用多葉準直器進行IMRT 時，子野數和跳數增加及治療時間延長將導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強計劃時應在不影響靶區和危及器官臨床要求前提下盡量降低子野數和機器跳數。

SS 和SW兩種子野分割算法進行第1次SWO后，絕大部分計劃劑量分布會變差，這是因為SWO后部分不符合要求子野會被移除，通過調整劑量參數并重新優化可以改善劑量分布。本文9例鼻咽癌調強病例數據可以看出在不影響靶區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、機器跳數和治療時間上都有著明顯優勢。子野數和機器跳數減少在降低漏射線和散射線同時可以減少機器硬件損耗，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[7-8]。采用SS子野分割算法進行SWO時可以限制子野最小面積和跳數，避免過小面積和跳數子野出現，從而減少凹凸槽效應和離軸小野機頭散射不確定性，提高劑量分布準確度[9]。

但由于CMSXIO4.64 軟件設計原理所致，采用SS子野分割算法形成計劃子野無序排列，形狀較不規則，導致治療時MLC葉片運動范圍幅度都很大，而SW子野分割算法形成計劃子野是按照從左到右序列排序，形狀較為規則，MLC葉片運動幅度較小，從而減少機器硬件損耗，從這點看SW子野分割算法具有優勢。建議醫科達軟件技術人員進行新版本開發使SS子野分割算法形成子野也是有序且較規則。

通過以上分析，CMSXIO4.64制作鼻咽癌調強計劃時SS子野分割算法相對于SW子野分割算法具有優勢。

參 考 文 獻

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