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一、旋转调强与静态调强治疗脑转移瘤的剂量学比较研究目的:比较旋转调强(RapidArc)和静态调强(IMRT)大分割立体定向放射治疗(HFSRT)脑转移瘤的剂量学差异,为临床选择更佳的治疗技术提供依据。方法:选择10例病灶为2-4个脑转移瘤CT定位图像,勾画大体肿瘤体积(GTV)和危及器官(OARs),并对每例患者分别设计IMRT、旋转调强单弧(RA1)和双弧(RA2)治疗计划,处方剂量50Gy/10次,所有计划以PTV平均剂量进行归一,计划要求至少95%计划靶区体积(PTV)受到处方剂量照射,通过剂量-体积直方图(DVH)对三种计划中靶区剂量分布、适形度CI、均匀性HI、危及器官和正常组织受量照剂量以及分次治疗机器跳数(MU)和治疗时间进行比较。结果:三种计划均能满足临床剂量学要求。IMRT、RA1、RA2计划中受照100%和107%处方剂量的体积(V100%、V107%)平均分别为97.3%±1.6%、97.7%±1.5%、98.2%±1.1%和28.1%±16.9%、19.1%±4.8%、15.6%±3.3%;CI平均值分别为0.868、0.863和0.895,HI平均值分别为7.7、7.5和6.5。RA2计划V100%、V107%、CI和HI均好于IMRT和RA1,差异具有统计学意义(P<0.05),RA1与IMRT相当。与IMRT相比,RA2计划脑干、左侧视神经、左侧晶体和右侧晶体最大剂量平均分别减少了1.6Gy、6Gy、3Gy、1.5Gy和3Gy。RA1和RA2计划正常组织受照5Gy的体积(V5)均高于IMRT,差异具有统计学意义(P<0.05);受照15Gy、20Gy的体积(V15、V20)RA2低于IMRT(P<0.05);在处方剂量相同的条件下,每次照射RA1、RA2所需MU比IMRT平均减少了36.8%和27.2%。IMRT、RA1和RA2三种计划分次治疗时间分别约为6.5分钟、1.25分钟和2.5分钟。与IMRT相比,RA1和RA2的治疗时间分别减少80%和40%。结论:以IMRT、RA1、RA2技术实现的多发脑转移瘤HFSRT,靶区剂量分布以及危及器官受量都能够满足临床剂量学要求。与IMRT技术相比,RA2使靶区得到较为适形、均匀的剂量分布,而且能减少危及器官的剂量,机器输出跳数少,治疗时间短,具有一定的剂量学优势。二、质子束治疗脑转移瘤剂量学分布研究目的:评价质子束治疗脑转移瘤的剂量学分布,并与IMRT及RapidArc计划进行对比研究,探讨质子束治疗潜在剂量优势。方法:选择8例脑转移瘤患者CT定位图像,分别勾画大体肿瘤体积(GTV)和危及器官(OARs),在山东省肿瘤医院对每例患者分别设计IMRT计划、旋转调强单弧(RA1)和双弧(RA2)治疗计划,并将CT图像、靶区及OARs轮廓传输至万杰医院质子治疗中心Eclipes Proton治疗计划系统设计质子治疗计划。处方剂量50Gy/10次,计划要求至少95%靶区体积受到处方剂量照射,通过DVH图对PBT、IMRT、RA1和RA2靶区、危及器官以及靶区外正常组织剂量分布进行比较。结果:PBT治疗计划能达到满意的剂量分布。IMRT、RA1、RA2和PBT计划CI平均值分别为0.863、0.870、0.896和0.690,HI平均值分别为7.7、7.4、6.4和3.5。与IMRT和RapidArc计划相比,PBT靶区剂量适形度略差,均匀性明显提高,靶区高剂量区明显减少,差异具有统计学意义(P<0.05)。PBT计划中脑干、视神经、晶体受量以及靶区外正常组织受照5Gy-20Gy的体积显著低于IMRT、RA1和RA2,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:与IMRT和RapidArc技术相比,PBT靶区剂量分布更均匀,在保证靶区剂量的前提下,显著降低了危及器官和正常组织的受照剂量,具有优越的剂量学优势。