广义等效均匀剂量在鼻咽癌患者放射治疗计划听力保护中的剂量学研究

目的:探讨广义等效均匀剂量(gEUD)的生物优化法在鼻咽癌(NPC)调强放射治疗(IMRT)保护听力的计划设计中剂量学优势。方法:选取医院收治并实施动态IMRT的12例NPC患者,每例患者计划靶区均采用剂量-体积物理优化法。根据调强计划优化条件将危及器官(OAR)耳蜗、内耳分为未限制计划(Plan-A组)、单物理优化法计划(Plan-B组)以及叠加gEUD的生物优化法计划(Plan-B+X组)3组计划方案,分别评价3组计划的双侧耳蜗、内耳接受的最小剂量(D_(min))、平均剂量(D_(mean))、55 Gy剂量的体积百分比(V_(55))和最大剂量(D_(max))。结果:3组计划的双侧耳蜗、内耳的受量均值Plan-B+X组和Plan-B组均低于Plan-A;Plan-B+X组左侧耳蜗的D_(min)、D_(mean)、D_(max)和V_(55)均低于Plan-A组,差异均有统计学意义(t=1.545,t=1.909,t=1.045,t=1.909;P<0.05),右侧耳蜗Plan-B+X组D_(min)、D_(mean)和D_(max)均低于Plan-A组,差异均有统计学意义(t=1.273,t=1.727;t=1.818;P<0.05)。Plan-B+X组左侧、右侧内耳的D_(mean)、V_(55)和D_(max)均低于Plan-A组,差异均有统计学意义(t_(左侧)=1.727,t=1.636,t=1.636;t_(右侧)=1.364,t=1.455,t=1.364;P<0.05)。结论:基于广义等效均匀剂量的生物优化法可有效降低双侧耳蜗、内耳受量,从而改善放射治疗患者不良反应,对于指导NPC患者的放射治疗计划设计具有重要临床意义。

基于混合准则的IMRT计划优化

在适形调强放射治疗计划优化方法中,基于广义等效均匀剂量(g EUD)的生物优化不能较好地控制靶区剂量覆盖特性,基于剂量体积(DV)的物理优化不能反映组织对剂量的非线性反应,为此提出一种基于g EUD生物准则和物理准则(最小剂量和平均剂量)混合准则约束的方法,结合两类准则的优势,更好地兼顾靶区剂量覆盖特性和保护危及器官。采用10例前列腺病例数据仿真,从剂量学和生物学两方面比较和评价。混合准则优化较物理准则优化能够在保证靶区剂量覆盖特性相似的前提下,降低危及器官的剂量,直肠的平均剂量、V_(50)和V_(60),膀胱的平均剂量、V_(65)、V_(70)、V_(75)、正常组织并发症概率(NTCP)和g EUD有统计学显著差异(P<0.05)。混合准则优化与生物准则优化相比,一方面靶区剂量覆盖特性得到很大改善,靶区剂量统计指标和生物指标均有显著性差异(P<0.05);另一方面危及器官得到保护,表现在直肠平均剂量、V_(50)、V_(60)、V_(75)、NTCP和g EUD,膀胱V_(75)和g EUD有显著性差异(P<0.05)。总之,在保证靶区放疗剂量的同时,基于g EUD的混合准则放疗优化能够减少危及器官的照射剂量,为进一步改善靶区剂量覆盖特性、提高治疗增益比提供可能。