几何不确定性鲁棒优化在肝癌立体定向放疗中的应用

摘要

目的:分析基于几何不确定性的鲁棒优化计划对肝癌立体定向放疗(SBRT)剂量分布的影响。方法:选取12例肝癌SBRT患者,对每例制作3个调强计划:①基于PTV(ITV-PTV 5 mm)的常规优化(PTV-BasedPlan);②基于ITV非均匀几何不确定性(本中心计算的不确定性值:进出方向7 mm,左右和前后方向4 mm)的鲁棒优化(RobustPlanactual);③基于ITV均匀5 mm几何不确定性的鲁棒优化(RobustPlan_(5 mm))。所有计划都以95%的PTV满足处方剂量作为目标,以等中心均匀偏移4、5、7 mm计算扰动剂量评估鲁棒性。结果:计划①②③的均匀性指数(HI)分别为0.083±0.027、0.099±0.035、0.096±0.026,不具有统计学意义;计划①②③的适形性指数(CI)分别为0.98±0.02、1.02±0.05、1.00±0.04,计划②③相对于计划①的CI具有统计学意义。计划③的正常肝组织平均受量和V_(2500)相对于计划①②分别下降了4.1%、2.5%和5.4%、3.0%,且具有统计学意义(P=0.034、P=0.021和P=0.004、P=0.004),计划②相对于计划①的正常肝组织平均受量和V2500不具有统计学意义(P=0.308和P=0.182),但下降了1.6%和2.5%。对于其鲁棒性,计划②③的5 mm-D_(99%)、5 mm-D_(98%)、5 mm-D_(95%)的剂量-体积直方图带宽(DVHBW)差值相对于计划①更小,随着摆位不确定度的增大,其DVHBW差值越大。结论:在肝脏SBRT治疗中,采用鲁棒优化能够提高靶区剂量分布质量,即使在摆位不确定度有所增加的情况下,仍可以保证ITV的剂量覆盖同时不增加正常组织的照射剂量。