不同子野數前列腺癌調強放射治療劑量的驗證分析

王凱，程惠華，雷勇，林建海

南京軍區福州總醫院 放療科，福建福州 350025

不同子野數前列腺癌調強放射治療劑量的驗證分析

王凱，程惠華，雷勇，林建海

南京軍區福州總醫院 放療科，福建福州 350025

目的通過比較前列腺癌調強放療劑量驗證的結果，評價不同子野數的治療計劃臨床治療的準確性。方法選取OMP治療計劃系統中7例前列腺癌調強治療計劃，保持其他優化目標不變，分別生成30～50，50～70，70～100這3個子野計劃，比較這3個計劃的Gamma通過率。結果這3個不同子野數計劃在3 mm/3% 、3 mm/5%閾值下的Gamma通過率都大于90%。結論研究所用這3個不同子野數的計劃均能用于臨床治療，且子野數越少，計劃的通過率越高。

前列腺癌；調強放射治療；子野數；劑量驗證；Gamma通過率

前列腺癌已成威脅男性健康的一大疾病，嚴重影響患者生活質量[1]。根據《2014版中國前列腺癌診斷治療指南》，2009年中國前列腺癌的發病率約為9.92/10萬。隨著人類平均壽命的增長以及前列腺癌特異性抗原在臨床的廣泛應用，被診斷出前列腺癌的人越來越多[2]。目前調強放射治療技術（Intensity Modulation Radiation Therapy，IMRT）已廣泛應用于前列腺癌的放射治療，它能改善靶區劑量分布的均勻性，同時減少周圍正常組織的受限射量從而降低并發癥的發生率[3]，但IMRT的復雜性也對其質量保證和質量控制提出了更大挑戰。進行絕對劑量和相對劑量的驗證是安全實施IMRT的必要和可靠保證，本文通過二維矩陣驗證分析比較不同子野數的前列腺癌調強計劃，得到了能夠滿足臨床劑量分布要求的最優計劃。

1 材料與方法

1.1 材料和設備

1.1.1 資料

隨機選取2014～2015年在我院行前列腺癌調強放療術病例7例，照射野全部實行調強劑量驗證。

1.1.2 所用設備

Varian公司600C/D（配備60對多葉光柵），IBA公司二維電離室矩陣MatriXX，IBA公司OmniPro I'mRT 1.6系統分析軟件，核通公司Oncentra Master Plan（OMP）計劃系統，等效固體水。

1.2 方法

1.2.1 建立驗證模體

在CT定位機上墊2 cm等效固體水模，調節到水平位置后放上二維電離室矩陣MatriXX，放4.7 cm等效固體水模（MatriXX有效測量點深度為0.3 cm，與等效固體水合計5 cm的測量深度）形成驗證模體。調整MatriXX的位置，使其測量點中心與激光燈中心重合，進行CT掃描，掃描的圖像通過網絡傳輸到OMP計劃系統，建立驗證模體。

1.2.2 生成驗證模體

醫生根據ICRU 83號報告對7例前列腺癌病例勾畫靶區和危及器官，處方劑量GTV-PTV均為72 Gy/40 f。同一個病例做3個計劃，采用7野靜態調強照射，設野角度：0、51、102、153、207、258、309；計算網格大小：3 mm×3 mm×3 mm；最小子野跳數5 MU，最小子野面積：3 cm2；子野數分別為30～50，50～70，70～100。調整限制參數得到能滿足臨床劑量學的計劃（30以下子野很難滿足臨床劑量學，故本文中不作討論）。7個病例共21個計劃移植到驗證模體中，計劃等中心與MatriXX測量點中心重合，設野角度和機架角度均歸零，其他設野參數（設野，子野）不變生成驗證計劃，共147個照射野等中心的平面劑量數據輸出到OmniPro I'mRT 1.6系統中。

1.2.3 分析方法

使用OmniPro I'mRT 1.6軟件系統對設野劑量數據進行采集和分析處理，用放射治療計劃系統（Radiation Therapy Planning System，TPS）生成的平面劑量圖和MatriXX實際測得的平面劑量圖進行Gamma通過率檢驗。參照AAPM 53號報告劑量位置誤差限定建議，分析方法的誤差閥值設定為2 mm/2%，3 mm/3%和3 mm/5%。在3 mm/3%和3 mm/5%閥值下通過率大于90%的為計劃通過，調強計劃可執行[4-5]。

1.2.4 統計方法

采用SPSS 9.0軟件對數據進行統計學分析，數據以均數x表示。樣本通過率呈非正態分布，以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

3種不同子野數的計劃在3 mm/3% 、3 mm/5%閾值下的Gamma通過率都大于90%，均能滿足臨床要求；子野數越少，在3種閾值下的Gamma通過率越高。不同子野數計劃的Gamma通過率在2 mm/2% 、3 mm/3%閾值下有統計學意義（P＜0.05），在3 mm/5%閾值下無統計學意義（P＞0.05）。具體結果，見表1。

表1 不同子野數計劃下Gamma平均通過率

3 討論

調強放射治療由于子野多、MU大，子野與子野之間的轉換及到位精度嚴重影響著放療質量，所以必須對逆向調強計劃進行精心的設計與準確的劑量學驗證。陳敬彬等[6]的研究表明，用二維電離室矩陣進行調強放療計劃驗證是可行的。本文在此基礎上用二維電離室矩陣對前列腺癌病人不同子野數的計劃進行劑量驗證分析，使前列腺癌計劃設計滿足臨床劑量學要求，并在此基礎上提高驗證通過率，保證前列腺癌病人照射劑量的精確。

TPS的誤差可以從設計到治療實施的各個環節中產生，并體現在劑量驗證通過率上。本研究使用相同的TPS與治療機在同一時間進行驗證，排除了TPS原始數據的誤差、算法的誤差以及治療實施時機器誤差等，將影響驗證通過率的因素聚焦在在子野數上。從結果分析可以看出3組不同子野數計劃都可以應用于臨床治療，且子野數越少其驗證通過率越高。

綜上所述，IMRT是利用準直器（Multi-level Commission，MLC）運動來實現的，每一個射野內通過MLC運動會分成一定數量的子野，而每一個子野的形狀、跳數各不相同，它們之間存在著復雜的關系，導致在調強放療中劑量出錯可能性比較大。其采用比較陡峭的劑量梯度，且這種陡峭劑量分布臨近腫瘤和重要器官的邊界[7]，所有這些子野合成的劑量分布是難以想象和預見的，這點與射野均勻的三維適形治療完全不同[8]。相比頭頸部的鼻咽癌放療，前列腺癌靶區形狀簡單，關注的危及器官相對較少，主要是膀胱、直腸、小腸、骨股頭等，且耐受劑量相對較高，可以用比較少的子野完成比較好的計劃。在其他條件參數一致的情況下減少生成子野數可以調高調強子野的利用率，減少治療時間，降低因為調強計劃治療時間過長帶來的誤差（如直腸的蠕動等），提高生物學劑量。因此在保證計劃質量的同時減少子野數，在前列腺癌的調強放射治療中有較大意義。

[1] Siegel R,Naishadham D,Jemal A.Cancer statistics,2013[J].CA Cancer J Clin,2013,63(1):11-30.

[2] Maestroni U,Dinale F,Minari R,et al.High-intensity focused ultrasound for prostate cancer:long-term followup and complications rate[J].Adv Urol,2012:960835.

[3] 陳杰,朱云云,朱錦鋒,等.計劃移植技術在肺癌二程加量放療中的應用探討[J].醫療衛生裝備,2011,32(4):72.

[4] 陳開強,柏朋剛,張秀春,等.鼻咽癌調強放療劑量驗證的探討[J].中國醫療設備,2010,25(2):16-18.

[5] 時勇,張芬,張開閑,等.利用二維電離室矩陣進行調強放療計劃劑量驗證的探討[J].中國醫療設備,2014,29(9):120-121.

[6] 陳敬彬,李騰炯.利用電離室矩陣驗證IMRT的絕對劑量和相對劑量[J].醫療裝備,2013,26(2):16-17.

[7] 克利福德,馮平柏.實用腫瘤調強放射治療[M].南京:江蘇科學技術出版社,2006:10-17.

[8] 胡逸民.腫瘤放射物理學[M].北京:原子能出版社,1999:538-548.

Validation of the Dose of Radiation Therapy for Prostate Cancer with Different Numbers of Sub Fields

WANG Kai, CHENG Hui-hua, LEI Yong, LIN Jian-hai
Department of Radiotherapy, Fuzhou General Hospital of Nanjing Military Command, Fuzhou Fujian 350025, China

ObjectiveTo evaluate the accuracy of clinical treatment for the treatment of different numbers of sub fields by comparing the verification results of radiation dose in prostate cancers.Methods7 prostate cancer patients who were treated with the intensity modulated treatment plan were selected from the OMP treatment planning system, and the other optimization objectives were kept unchanged. Three sub feld plans (30～50, 50～70, 70～100) were generated respectively to compare the pass rate of Gamma.ResultsThe pass rates of Gamma with three different sub felds under the threshold 3 mm/3% and 3 mm/5% were more than 90%.ConclusionThree different numbers of sub felds could all be used in clinical treatment, and the fewer the number of sub felds, the higher the rate of the plan.

prostate cancer; intensity modulated radiation therapy; number of sub fields; dose verifcation; pass rate of Gamma

R73；R81

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.06.032

1674-1633(2016)06-0117-02

2015-07-13

程惠華，主任醫師，主要從事腫瘤放射治療的臨床研究。

通訊作者郵箱：chenghuihua@hotmail.com