基于Monaco治疗计划系统的控制点对容积旋转调强立体定向放射治疗计划的影响

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目的:Moncaco放疗计划系统在放射治疗中使用范围广、频率高,研究Monaco计划系统控制点参数设置值对头部肿瘤、胸部肿瘤和腹部肿瘤的立体定向放射治疗计划的影响,为头部肿瘤、胸部肿瘤和腹部肿瘤的旋转容积调强立体定向放射治疗计划的控制点参数设置提供临床工作的参考,也使得Monaco放疗计划系统更好地应用于放疗。方法:回顾性收集头部肿瘤和腹部肿瘤的患者靶区影像各10例,胸部肿瘤的患者靶区影像9例(共10例靶区影像),控制点分别设置为10、30、50、80、100、150、200,每个患者共得到7个放疗计划,每个部位肿瘤患者的放疗计划均以控制点为100的放疗计划立体定向放射治疗为对照组,不断优化得到CP100,在其他优化目标函数和约束条件相同的前提下,只改变控制点的设置值得到其他的放疗计划。利用方差分析和事后比较的统计学方法来分析放疗计划的靶区剂量分布、危及器官受量、计划效率和计划验证结果。结果:头部肿瘤:靶区内最大剂量D2%、平均剂量D50%、靶区均匀指数HI从控制点为30时开始减少,均匀性指数CI和跌落指数GI从控制点为30时开始增加,在CP50-CP200的计划中靶区剂量低,均匀性和适形性好。在危及器官受量中,右晶体Dmax从控制点30处开始减少,左晶体Dmax、左眼睛Dmax、右眼睛Dmax、左视神经Dmax和脑干Dmax变化不大,均无统计学差异(P>0.05)。机器跳数、计算时间和子野个数在CP10-CP50的计划中数值相对较低(P<0.05)。肺部肿瘤:靶区内最大剂量D2%、平均剂量D50%、靶区均匀指数HI从控制点为30时开始减少,均匀性指数CI和跌落指数GI从控制点30时开始增加(P<0.05)。在危及器官受量中,食管D0.03cc和胸壁D2cc分别从控制点30处开始增加和减少(P<0.05),其余危及器官变化不大,均无统计学差异(P>0.05)。机器跳数、计算时间和子野个数在CP10-CP30的计划中数值相对较低(P<0.05)。腹部肿瘤:靶区内最大剂量D2%、平均剂量D50%、靶区均匀指数HI从控制点为30时开始减少,均匀性指数CI和跌落指数GI从控制点30时开始增加(P<0.05)。在危及器官受量中,脊髓Dmax总体呈减少的趋势(P<0.05),其余危及器官变化不大,均无统计学差异(P>0.05)。机器跳数、计算时间和子野个数在CP10-CP50的计划中数值相对较低(P<0.05)。随机验证了头部、胸部和腹部的部分计划,在1 mm/1%、2 mm/2%和3 mm/3%的精度下计划传输效率均大于90%。不同部位肿瘤的放疗计划机器跳数比较:头部肿瘤<腹部肿瘤<胸部肿瘤不同部位肿瘤的放疗计划计算时间比较:头部肿瘤<腹部肿瘤<胸部肿瘤不同部位肿瘤的放疗计划机器跳数比较:肺部肿瘤<腹部肿瘤<头部肿瘤结论:控制点参数设置值对容积旋转调强立体定向放射治疗计划可以产生影响,主要包括在改变靶区剂量分布、危及器官受量、计划效率等方面。根据结果分析,头部肿瘤选择CP50、胸部肿瘤和腹部肿瘤选择CP30不仅可以改善相应肿瘤靶区剂量分布,降低部分危及器官受量,还能合理顾及机器跳数、计算时间和子野个数。三个部位的肿瘤的最优控制点设置并不完全相同,但都在30~50的范围内,属于低控制点,而由数据可知低控制点可以降低机器跳数、计算时间和子野个数。因此在制作患者的VMAT-SBRT放疗计划时应当合理考虑控制点的影响,头部肿瘤、胸部肿瘤和腹部肿瘤的控制点可分别设置为50、30、30。
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