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LED无影灯编辑分析PIanIQ软件在肺癌自动计划质量评价中的应用研究

目前,手术无影灯编辑分析针对放射治疗计划评估的标准参数是以临床规范设定的目标作为基准,该目标的设定是基于患者统计研究所得,具有统计学意义,但缺失了患者的特定性"。对于几何结构较为复杂的(如靶区与危及器官距离较近,重叠部位较多)病例,临床设定的目标往往难以达到,手术无影灯编辑分析而针对几何结构简单的病例,临床目标极易达到,如果此时停止进一步优化,可能得到质量次优的放射治疗计划。另外,剂量师的临床经验丰富程度以及可消耗在各计划上的时间及精力等因素也是影响放射治疗计划质量的重要因素。针对每-位患者的解剖结构,如果能够得到一个理想的剂量分布或剂量参数,针对该放射治疗计划的个体化评估将变得更加简便快捷,手术无影灯编辑分析如果将理想状态下的剂量参数应用到逆向调强计划设计当中,必将能够提高放射治疗计划的质量与效率。Sun Nuclear公司开发的PlanIQ软件具有上述功能[56),本研究目的是探讨PlanIQ软件在临床肺癌自动计划评价中的应用价值。PlanIQ是由Sunnuclear公司开发的,无影灯编辑分析一款用于放射治疗计划评估的专业软件,其主要功能是为放射治疗计划 评价打分。PlanIQ 软件中包含一个特殊模块可行性 剂量体积直方图((FeasibilityDoseVolumeHistograms,FDVH),该模块能够根据危及器官与靶区之间的几何关系,模拟计算从靶区边界开始,临床处方剂量以四种(理想、困难、挑战和可能)剂量衰减模式进行跌落,无影灯编辑分析从而可以定量计算出危及器官在不同剂量衰减模式下的受照剂量情况,并给出相应的剂量体积直方图(DoseVolumeHistograms,DVH)曲线。本研究应用FDVH模块获取危及器官在“困难”剂量衰减模式下得到的DVH参数,并将该参数运用到新的放射治疗计划(NewPlans,NP)组自动计划设计之中。FDVH模块计算过程中参数设置为:能量为6MV光子,计算网格大小3mm,运用剂量梯度算法。注:黑色曲线及其上方为“可能”区域,无影灯编辑分析黑色与绿色曲线之间为“挑战”区域,绿色与红色曲线之间为“困难”[域,红色曲线及下方为“理想”区域。本研究采用Pinnacle'9.10计划系统进行自动计划(AutoPlanning,AP)设计,该系统主要是模仿剂量师计划设计思维,LED无影灯分析由剂量师设计射野方向和初始目标函数,在优化的过程中根据靶区与危及器官之间的相互关系以及权重自动生成剂量适形辅助结构,并为辅助结构添加相应的目标函数,利用反复迭代算法优化,直到得到最优解。基于AP技术生成的治疗计划能够支持后续人为微调。LED无影灯分析随机选取2019年3月至10月在本院已接受放射治疗的20例肺癌病例作为研究对象,年龄36~62岁,中位年龄51岁,均无放射治疗禁忌症。患者均采用仰卧位,热缩膜固定,平静呼吸状态下采用飞利浦16排大孔径模拟 定位机进行CT扫描,扫描层厚为3mm,经网络传输至Pinnacle'9.10系统进行靶区与危及器官的勾画0例肺癌患者临床放射治疗计划(ClinicalPlan,CP)均由:LED无影灯分析经验丰富的剂量师在Pinnacle’9.10计划系统上采用AP技术设计完成,并通过医师审核完成放射治疗。CP组治疗计划设计参数如下:能量为6MV光子,80对5mm宽度MLC,机架角度为360°(-180°~180°)单射野双弧,每3°为-个控制点,剂量衰减界限1.5cm,采用生物优化函数,最大迭代次数80次,计算网格为3mm;NP组计划设计参数与CP组基本-致,但危及器官的临床剂量学参数有差异,该剂量学参数是通过FDVH计算得出,无影灯厂家编辑分析CP组剂量学参数均为剂量师的经验值。肺癌计划评估涉及的剂量学参数主要包括:双肺V5~V60和Dmean脊髓D1cc、脏D33和Dmean、食管Dmean,其他危及器官在保证靶区剂量的前提下,受照剂量尽可能低。CP和NP两组计划均为临床处方剂量归-至95%的PTV体积,即处方剂量覆盖95%以上靶区体积。借助DVH、剂量统计表和等剂量曲线分布对靶区和危及器官的剂量学参数进行统计分析。参考ICRU83号报告采用近似最大剂量D2%、近似最小剂量D98%、无影灯厂家编辑分析适形指数(ConformityIndex,CI)和均匀性指数(HomogeneityIndex,HI)评估放疗计划中靶区剂量分布情况。CI=(TVp/Vprv)xTVx/Vx),HI=(D2r-D98%) /Ds0%,式中TVRI为处方剂量 线所包裹的靶区体积,Vpv为靶区体积,VxI为处方剂量线所包裹的体积,D2%为x%靶区体积接受的剂量,Vx为接 受x(Gy)剂量对应的相对百分体积;CI评价靶区与处方剂量平面是适形度,其值介于0~1之间,越接近于1表示 适形度越好;HI评价靶区内剂量均匀性,HI越小,说明靶区内剂量越均匀。危及器官受量尽可能低,评价指标主要包括“自动计划设计方法”部分给出的剂量学参数。采用SPSS19.0软件对CP和NP两组放射治疗计划统计学分析,无影灯厂家编辑分析服从正态分布进行配对t检验;不服从正态分布采用相关样本非参数检验,P<0.05为差异有统计学意义。20例肺癌CP组和NP组放疗计划剂量分布均满足临床处方要求。两组放疗计划剂量学参数统计如表1所示,与CP组放疗计划相比较,NP组放疗计划靶区剂量学参数 D9s、D2ys、HI和CI均无统计学差异(P>0.05)20例肺癌病例CP与NP两组放射治疗计划危及器官受量如表2所示,与CP组放射治疗计划相比较,NP组双肺Vio、V20、V3o和Dmen,心脏V30和Dmen,脊髓D1ee以 及食管Dmean均有显著降低(P<0.05),无影灯厂家编辑分析其他剂量学参数无统计学差异(P>0.05)。2.3DVH曲线对比同一例肺癌病例CP与NP计划靶区及主要危及器官DVH曲线如图2所示。由图2可见,与CP计划相比,NP计划靶区(PTV)和心脏剂量曲线无明显差异,NP计划的脊髓、食管和双肺受量明显降低。3讨论.目前,放疗正在向“精确定位、精确计划、精确治疗”的方面飞速发展8-9。能否精确治疗取决于肿瘤组织接受的剂量分布,而剂量分布是由放疗计划系统的性能决定的。 研究如何进一步提高治疗计划质量 及优化效率对于IMRT的临床应用有着重要的意义10-1。LED无影灯分析目前逆向计划设计中的参数设定一般是剂量师利用自身经验知识进行的,其效率较慢且计划质量易受人为主观因素的影响(.12。近年来,为了解决逆向计划设计过程存在的高成本低效率的问题,自动 计划(Auto Paning ,AP )优化方案受到业内广泛关注1320。AP优化方案方法可以自动确定子目标函数的权重因子和射野照射方向等参数,并根据优化结果不断对计划进行改进。 本研究利用PlanIQ软件中FDVH模块通过特殊的算法计算在不同剂量跌落状态下危及器官的受量,评估当前放射治疗计划的质量,济宁华诺医疗编辑并应用FDVH模块提供的剂量学参数,重新优化临床治疗计划,探讨FDVH模块在提升放射治疗计划质量方面的临床应用价值。研究结果显示20例肺癌病例CP与NP两组计划剂量分布均满足临床处方要求,靶区 剂量学参数D9s%、D2%、CI和HI均无统计学差异( P>0.05 )。

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