不同子野数前列腺癌调强放射治疗剂量的验证分析
王凯，程惠华，雷勇，林建海
南京军区福州总医院 放疗科，福建福州 350025
[摘 要]目的通过比较前列腺癌调强放疗剂量验证的结果，评价不同子野数的治疗计划临床治疗的准确性。方法选取OMP治疗计划系统中7例前列腺癌调强治疗计划，保持其他优化目标不变，分别生成30～50，50～70，70～100这3个子野计划，比较这3个计划的Gamma通过率。结果这3个不同子野数计划在3 mm/3% 、3 mm/5%阈值下的Gamma通过率都大于90%。结论研究所用这3个不同子野数的计划均能用于临床治疗，且子野数越少，计划的通过率越高。
[关键词]前列腺癌；调强放射治疗；子野数；剂量验证；Gamma通过率
前列腺癌已成威胁男性健康的一大疾病，严重影响患者生活质量[1]。根据《2014版中国前列腺癌诊断治疗指南》，2009年中国前列腺癌的发病率约为9.92/10万。随着人类平均寿命的增长以及前列腺癌特异性抗原在临床的广泛应用，被诊断出前列腺癌的人越来越多[2]。目前调强放射治疗技术（Intensity Modulation Radiation Therapy，IMRT）已广泛应用于前列腺癌的放射治疗，它能改善靶区剂量分布的均匀性，同时减少周围正常组织的受限射量从而降低并发症的发生率[3]，但IMRT的复杂性也对其质量保证和质量控制提出了更大挑战。进行绝对剂量和相对剂量的验证是安全实施IMRT的必要和可靠保证，本文通过二维矩阵验证分析比较不同子野数的前列腺癌调强计划，得到了能够满足临床剂量分布要求的最优计划。
1 材料与方法
1.1 材料和设备
1.1.1 资料
随机选取2014～2015年在我院行前列腺癌调强放疗术病例7例，照射野全部实行调强剂量验证。
1.1.2 所用设备
Varian公司600C/D（配备60对多叶光栅），IBA公司二维电离室矩阵MatriXX，IBA公司OmniPro I'mRT 1.6系统分析软件，核通公司Oncentra Master Plan（OMP）计划系统，等效固体水。
1.2 方法
1.2.1 建立验证模体
在CT定位机上垫2 cm等效固体水模，调节到水平位置后放上二维电离室矩阵MatriXX，放4.7 cm等效固体水模（MatriXX有效测量点深度为0.3 cm，与等效固体水合计5 cm的测量深度）形成验证模体。调整MatriXX的位置，使其测量点中心与激光灯中心重合，进行CT扫描，扫描的图像通过网络传输到OMP计划系统，建立验证模体。
1.2.2 生成验证模体
医生根据ICRU 83号报告对7例前列腺癌病例勾画靶区和危及器官，处方剂量GTV-PTV均为72 Gy/40 f。同一个病例做3个计划，采用7野静态调强照射，设野角度：0、51、102、153、207、258、309；计算网格大小：3 mm×3 mm×3 mm；最小子野跳数5 MU，最小子野面积：3 cm2；子野数分别为30～50，50～70，70～100。调整限制参数得到能满足临床剂量学的计划（30以下子野很难满足临床剂量学，故本文中不作讨论）。7个病例共21个计划移植到验证模体中，计划等中心与MatriXX测量点中心重合，设野角度和机架角度均归零，其他设野参数（设野，子野）不变生成验证计划，共147个照射野等中心的平面剂量数据输出到OmniPro I'mRT 1.6系统中。
1.2.3 分析方法
使用OmniPro I'mRT 1.6软件系统对设野剂量数据进行采集和分析处理，用放射治疗计划系统（Radiation Therapy Planning System，TPS）生成的平面剂量图和MatriXX实际测得的平面剂量图进行Gamma通过率检验。参照AAPM 53号报告剂量位置误差限定建议，分析方法的误差阀值设定为2 mm/2%，3 mm/3%和3 mm/5%。在3 mm/3%和3 mm/5%阀值下通过率大于90%的为计划通过，调强计划可执行[4-5]。
1.2.4 统计方法
采用SPSS 9.0软件对数据进行统计学分析，数据以均数x表示。样本通过率呈非正态分布，以P＜0.05为差异具有统计学意义。
2 结果
3种不同子野数的计划在3 mm/3% 、3 mm/5%阈值下的Gamma通过率都大于90%，均能满足临床要求；子野数越少，在3种阈值下的Gamma通过率越高。不同子野数计划的Gamma通过率在2 mm/2% 、3 mm/3%阈值下有统计学意义（P＜0.05），在3 mm/5%阈值下无统计学意义（P＞0.05）。具体结果，见表1。
表1 不同子野数计划下Gamma平均通过率
3 讨论
调强放射治疗由于子野多、MU大，子野与子野之间的转换及到位精度严重影响着放疗质量，所以必须对逆向调强计划进行精心的设计与准确的剂量学验证。陈敬彬等[6]的研究表明，用二维电离室矩阵进行调强放疗计划验证是可行的。本文在此基础上用二维电离室矩阵对前列腺癌病人不同子野数的计划进行剂量验证分析，使前列腺癌计划设计满足临床剂量学要求，并在此基础上提高验证通过率，保证前列腺癌病人照射剂量的精确。
TPS的误差可以从设计到治疗实施的各个环节中产生，并体现在剂量验证通过率上。本研究使用相同的TPS与治疗机在同一时间进行验证，排除了TPS原始数据的误差、算法的误差以及治疗实施时机器误差等，将影响验证通过率的因素聚焦在在子野数上。从结果分析可以看出3组不同子野数计划都可以应用于临床治疗，且子野数越少其验证通过率越高。
综上所述，IMRT是利用准直器（Multi-level Commission，MLC）运动来实现的，每一个射野内通过MLC运动会分成一定数量的子野，而每一个子野的形状、跳数各不相同，它们之间存在着复杂的关系，导致在调强放疗中剂量出错可能性比较大。其采用比较陡峭的剂量梯度，且这种陡峭剂量分布临近肿瘤和重要器官的边界[7]，所有这些子野合成的剂量分布是难以想象和预见的，这点与射野均匀的三维适形治疗完全不同[8]。相比头颈部的鼻咽癌放疗，前列腺癌靶区形状简单，关注的危及器官相对较少，主要是膀胱、直肠、小肠、骨股头等，且耐受剂量相对较高，可以用比较少的子野完成比较好的计划。在其他条件参数一致的情况下减少生成子野数可以调高调强子野的利用率，减少治疗时间，降低因为调强计划治疗时间过长带来的误差（如直肠的蠕动等），提高生物学剂量。因此在保证计划质量的同时减少子野数，在前列腺癌的调强放射治疗中有较大意义。
[参考文献]
[1] Siegel R,Naishadham D,Jemal A.Cancer statistics,2013[J].CA Cancer J Clin,2013,63(1):11-30.
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[5] 时勇,张芬,张开闲,等.利用二维电离室矩阵进行调强放疗计划剂量验证的探讨[J].中国医疗设备,2014,29(9):120-121.
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[8] 胡逸民.肿瘤放射物理学[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
Abstract：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.
Key words：prostate cancer; intensity modulated radiation therapy; number of sub fields; dose verifcation; pass rate of Gamma
[中图分类号]R73；R81
[文献标识码]A
doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.06.032
[文章编号]1674-1633(2016)06-0117-02
收稿日期：2015-07-13
通讯作者：程惠华，主任医师，主要从事肿瘤放射治疗的临床研究。