【摘 要】
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精确放疗的治疗效果与放疗计划质量息息相关,为提高计划优化效率,减少因物理师水平差异而导致的计划质量差异,基于经验的自动计划（KBP）被广泛推荐使用。KBP原理是根据它的DVH预测模型评估待优化计划可能达到的DVH曲线,并根据该曲线自动生成优化参数和权重,从而完成计划的自动设计。KBP在稳定计划质量和提高计划效率方面的优势显著,然而它复杂的模型训练流程一定程度上阻碍了其在临床上的推广使用。为降低高质
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精确放疗的治疗效果与放疗计划质量息息相关,为提高计划优化效率,减少因物理师水平差异而导致的计划质量差异,基于经验的自动计划（KBP）被广泛推荐使用。KBP原理是根据它的DVH预测模型评估待优化计划可能达到的DVH曲线,并根据该曲线自动生成优化参数和权重,从而完成计划的自动设计。KBP在稳定计划质量和提高计划效率方面的优势显著,然而它复杂的模型训练流程一定程度上阻碍了其在临床上的推广使用。为降低高质量DVH预测模型的训练难度,本研究基于宫颈癌放疗计划设计了DVH简化模型训练流程。该流程分为两个阶段,在第一阶段,设计了低难度的训练流程以得到符合临床要求的初始模型。第二阶段将层次约束优化法（CHO）引入模型训练,通过改善构成模型的计划质量的方式提高模型质量。为全面验证简化模型临床可行性,本研究设计了临床剂量学和临床适用性的双重验证。临床剂量学分析表明第一阶段模型优化的自动计划靶区和危及器官（OAR）相较于人工计划有了显著的提升。自动计划靶区的CI、HI相较于手动计划分别了优化了0.011（P=0.048）及0.014（P=0）,而D2%和D98%分别优化了及0.93%（P=0.014）及0.56%（P=0）。膀胱的V30Gy、V40Gy,直肠V30Gy分别降低了13.91%（P=0）、2.89%（P=0）及8.84%（P=0）。直肠V40Gy和小肠V50Gy则没有统计学差异。临床适用性结果表明在总共30例测试计划中,有23例自动计划优于手动计划,3例计划质量无差异,4例手动计划质量较优。第二阶段自动计划相较于第一阶段自动计划OAR剂量有显著的降低,膀胱V30Gy、V40Gy,直肠V30Gy、V40Gy分别降低了13.41%（P=0）、7.46%（P=0）、23.01%（P=0）及18.76%（P=0）,靶区HI、D2%分别提高了0.008（P=0）和0.82%（p=0）,D98%降低了0.04%（P=0.018）,其余参数无统计学意义。临床适用性结果表明在30例测试计划中,有29例第二阶段自动计划优于第一阶段自动计划,1例计划质量无差异。上述结果表明,第一阶段自动计划符合临床标准且各项参数均不劣于手动计划,第二阶段自动计划靶区均匀性有轻微下降但是大幅降低了OAR受量,模型质量得到进一步提高。本研究设计的两阶段的训练流程成功降低了模型的训练难度并得到了符合临床要求的高质量DVH预测模型。
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