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1.泸州市人民医院肿瘤科，四川泸州 646000；2.武汉普仁医院康复医学科，湖北武汉 430000 3.西南医科大学附属医院肿瘤科，四川泸州 646000

[摘要] 目的在Pinnacle放疗计划系统中，比较不同的网格大小的计算时间以及组织器官的吸收剂量的差别。方法选择2016年1月到2016年12月已经验收执行的鼻咽癌放疗计划10例，宫颈癌放疗计划10例。分别将计算网格调整为2 mm×2 mm、2 mm×4 mm、4 mm×4 mm重新计算，并统计出靶区与危及器官的吸收剂量以及计算时间。采用t检验，比较不同网格计算结果的差别，以P＜0.05为具有统计学差异。结果 2 mm×2 mm网格平均剂量计算时间为371.52 s，2 mm×4 mm为106.43 s，4 mm×4 mm为44.44 s；两两之间具有统计学差异（P＜0.05）。靶区与危及器官的吸收剂量：两两之间不具有统计学差异（P＞0.05）。结论在组织器官的剂量对比中，选用2 mm×2 mm和2 mm×4 mm的计算网格两者之间的差别较小，而2 mm×4 mm的计算网格用时缩短了三分之二。因此，2 mm×4 mm的计算网格在临床应用中值得推荐。

[关键词] 调强放疗计划；计算网格；鼻咽癌放疗；放疗计划系统

引言

计算网格是放射治疗计划剂量计算过程中的重要参数，在对计算网格的研究结果表明，计算的网格大小越大，优化计划输出结果时间越短，但计算结果精度降低 [1-4] ；因此，临床工作中需要平衡寻求高精度的计算结果和高效产出计划的矛盾。刘翔宇等 [5] 报道了采用PBC（Pencil Beam Convolution）算法，计算网格从10 mm降低到1.25 mm时，计算用时增加约3倍。王文婷等 [1] 报道了2 mm×2 mm，3 mm×3 mm，4 mm×4 mm三种正方形计算网格大小的验证计划通过率，其中2 mm×2 mm的γ通过率全部大于95%，而4 mm×4 mm为0；并建议临床剂量计算采用2 mm×2 mm计算网格。

本研究拟通过介于2 mm×2 mm计算网格和4 mm×4 mm计算网格之间，引入2 mm×4 mm长方形的计算网格，并与2 mm×2 mm计算网格在计算结果和计划输出时间上进行比较。讨论2 mm×4 mm的网格代替2 mm×2 mm网格在临床使用上的可行性。

1 材料与方法

1.1 病例材料

选择2016年1月到2016年12月鼻咽癌放疗计划10例，宫颈癌放疗计划10例；放疗计划都采用2 mm×2 mm计算网格。鼻咽癌靶区勾画以及计划制作根据中国鼻咽癌临床分期工作委员会报告 [6] ；宫颈癌靶区勾画以及计划制作根据黄曼妮 [7] 的报告。

1.2 比较方法

在放疗计划系统Pinnacle 8.0中，针对以上已经验收的20例放疗计划为基础，只改变计算网格的大小重新计算各组织器官以及靶区的剂量和获得计算结果的时间（t）。网格大小分别为：2 mm×2 mm、2 mm×4 mm和4 mm×4 mm。

1.3 比较参数

鼻咽部比较参数包括：脊髓（cord）最大剂量Dmax以及脊髓外扩5mm的PRV（Planning Organs At Risk Volume）最大剂量，脑干（stem）最大剂量D max 和PRV stem 最大剂量、左右晶体最大剂量D max 、95%的鼻咽部GTV nx （GTV:Gross Tumor Volume; nx: nasopharynx）所受到的最小剂量（D 95 GTV nx ），95%的颈部淋巴结GTV nd （nd：node）所受到的最小剂量（D 95 GTV nd ），左右视神经最大剂量D max 、视交叉最大剂量D max 、左侧腮腺50%体积受到的照射剂量D 50 ，以及右腮腺D 50 。

宫颈癌病例比较参数包括：50 Gy包绕的直肠体积（V 50 ）直肠、膀胱V 50 、小肠D max 、左股骨头D max 、右股骨头D max 、计划靶体积（Planning Target Volume，PTV）的D 95 。

1.4 统计学分析

在SPSS 19.0统计分析软件中，采用两独立样本t检验统计差异，以P＜0.05为具有统计学差异。

2 结果

20例放疗计划的结果产出时间为：2 mm×2 mm网格平均剂量计算时间为371.52 s，2 mm×4 mm为106.43 s，4 mm×4 mm为44.44 s；两两之间比较，差异具有统计学差异（P＜0.05）。

靶区与危及器官的吸收剂量：2 mm×2 mm和2 mm×4 mm之间的差异不具有统计学意义（P＞0.05）；2 mm×2 mm和4 mm×4 mm之间的差异也不具有统计学意义（P＞0.05）；2 mm×4 mm和4 mm×4 mm之间的差异也不具有统计学意义（P＞0.05）；见表1和表2。

3 讨论

剂量计算作为调强计划的重要环节，其计算精确性对放疗计划质量有着重要影响 [8-12] 。不同的剂量计算网格大小对计算结果的精度的影响不同；同时也影响着验证计划的通过率 [13-17] 。在计算网格大小文献研究报道中，所选取的网格形状都是以正方形为主 [1,5,13] ，如2 mm×2 mm，4 mm×4 mm等。本研究尝试了采用长方形的2 mm×4 mm计算网格进行了研究越小，结果显示：计算网格从2 mm×2 mm调整为2 mm×4 mm之后，计算时间缩短了三分之二以上，当网格调整为4 mm×4 mm时，计算时间缩短至十分之一；这与文献报道的计算网格越大计算耗时越多的结果一致 [17] 。

表1 鼻咽部不同计算网格的剂量均值（cGy）

表2 宫颈癌不同计算网格的剂量均值

在剂量差异的比较上，郭隆佳等 [18] 报道了当采用2.5 mm×2.5 mm和1 mm×1 mm两种计算网格时，剂量学的差异主要存在于各靶区组织的最大剂量。而我们的研究结果显示2 mm×2 mm和2 mm×4 mm两种计算网格的剂量差异不具有统计学差异。这可能的一个原因在于：某一个计算网格中的剂量值是该计算网格所有值的平均量，随着计算网格的变小，当网格达到1 mm×1 mm时，剂量值之间的差异就表现明显；这还需要在进一步细分网格的大小进行验证分析。包括引入更多的组织器官剂量学参数的比较，如平均剂量等。但是，该研究作为初步采用2 mm×4 mm长方形计算网格的一种探索，为临床采用2 mm×4 mm长方形计算网格应用于放疗计划的计算提供了一定的研究基础；利用2 mm×4 mm长方形计算网格代替2 mm×2 mm正方形计算网格具有一定的可行性。

计算精确性对放疗计划质量有着重要影响，虽然更小的计算网格获得的计算结果更逼近真实值，但无止境的追求剂量的精确而不考虑临床工作效率的提高不符合我国现阶段临床工作的需求。我们建议在对于临床工作效率要求比较突出的放疗单位，可以尝试采用2 mm×4 mm长方形计算网格代替2 mm×2 mm正方形计算网格。

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Study on the Dose and the Calculation Time with Difference Grid Sizes for Intensity Modulated Radiation Therapy Plan

XIE Chen 1 , WANG Daijie 1 , ZHANG Hongyan 2 , YANG Bo 3 , PANG Haowen 3 , SUN Xiaoyang 3
1.Department of Oncology, The the People’s Hospital of Luzhou city, Luzhou Sichuan 646000, China;2.Department of Rehabilitation Medicine, Wuhan Puren Hospital, Wuhan Hubei 430000, China;3.Department of Oncology, The Affiliated Hospital of Southwest Medical University, Luzhou Sichuan 646000, China

Abstract: Objective To compare the difference of the dose and the calculation time among the three types grid size in the Pinnacle radiotherapy planning system. Methods From January 2016 to December 2016, 10 cases of nasopharyngeal carcinoma radiotherapy plans and 10 cases of cervical cancerwere plans were selected. The dose and the calculation time were recalculated and compared while the grid size were adjusted to 2 mm×2 mm, 2 mm×4 mm, 4 mm×4 mm. Two independent sample t tests were used to compare the differences with P＜0.05 as a statistical difference. Results The mean value of the calculation time in the grid size of 2 mm×2 mm was 371.52 s, 106.43 s in the 2 mm×4 mm, 44.44 s in the 4 mm×4 mm. There was no statistical difference for the dose among the three types grid size (P＞0.05). Conclusion The difference between 2 mm×2 mm and 2 mm×4 mm was small,while the calculation time in 2 mm×4 mm was reduced by 2/3. Therefore, the grid size of 2 mm×4 mm was recommended in clinical practice.

Key words: intensive radiotherapy plan; computational grid; radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma; radiotherapy planning system

通讯作者：汪代杰，教授，泸州市人民医院肿瘤科主任，主要研究方向为恶性肿瘤的放化疗、晚期癌症的综合治疗。

基金项目：四川省医学科研青年创新课题（Q15020）；四川省卫生和计划生育委员会科研课题(18PJ202)。

调强计划中计算网格大小对剂量与计算时间的影响