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背景与目的
随着放射治疗技术从传统的三维适形放射治疗(3D-CRT)向调强放射治疗(IMRT)和容积弧形调强放射治疗(VMAT)的发展，放射治疗技术已经从传统常规放射治疗走向精确放射治疗时代了。IMRT是固定野的调强方式，它在机架角度保持不变的情况下，通过MLC位置的改变以及子野权重的调制，从而实现调强的目的。而VMAT是一种新型的IMRT方式，它是一种弧形多角度放疗的技术，能够实现在机架的旋转过程中对机架旋转速度、多叶光栅(MLC)的移动速度及剂量率同时进行调制，因此对计划的要求更高。
本研究利用典型相关性分析法(CCA)分析探讨有关VMAT计划的不同特征参数之间的多元关系：(i)复杂性参数(ii)质量参数(iii)可执行性参数，探索VMAT计划的最优设计参数。
方法
收集我院放疗科2016年1月至2018年1月期间接受VMAT治疗的患者，其中鼻咽癌(NPC)患者71例，前列腺患者28例入组本次研究，用CT模拟定位机进行定位，由医师勾画靶区及危及器官，所有病人的VMAT计划均由Pinnacle治疗计划系统生成。
论文针对71例双弧VMAT鼻咽癌患者，对它们进行计划复杂度参数集、计划质量参数集和计划可执行性参数集的获取，研究这些参数集下各个参数之间的相关性及确定相关参数在相关性中的比重。其中应用基于MATLAB的House-built软件，读取和处理从放疗计划系统中输出的DICOM-RT文件中的信息，包括计划信息、临床解剖结构、计划剂量分布和患者CT图像等，从而得到MU/CP、%MU/CP＜3、SA(cm2)/CP、%SA＜5×5cm2、MCSv/Beam(Arc)、LT(mm/Arc)、MU这些复杂度参数；另外PTVvolume参数作为另外一个独立参数从TPS中直接读取；另外计划质量对应的参数从TPS中读取，包括GTVV95%、PTVV95%、GTVD1、GTVD99、PTVD1、PTVD99、BrainstemDmax、CordDmax、LParotidDmean、LParotidD50、RParotidDmean、RParotidD50等，应用相关公式分别间接得出GTVHI、PTVHI、GTVCI、PTVCI、GTVCN、PTVCN等的治疗计划质量参数。还有在使用ArcCheck对调强计划进行剂量验证时，使用二维分析软件SNCPatient分别读取在4%/4mm、3%/3mm、2%/2mm标准下的2DGamma通过率百分比；使用3DVH软件，应用PDP算法重建3D剂量体积直方图，同样获取在4%/4mm、3%/3mm、2%/2mm标准下的计划3DGamma通过率百分比。另外还读取3%/3mm标准下的个体体积的Gamma通过率百分比，如γGTV、γPTV、γBrasinstem、γCord、γLParotid、γRPatotid等。该定量分析过程，主要通过典型相关性分析来完成。采用SPSS(V.19)进行了复杂性、质量和可执行性参数的典型相关分析。
另外，通过以上分析得出结果之后，应用28例单弧VMAT前列腺病人采用类似的实验方法获取相应的计划复杂度参数、计划质量参数及计划执行性参数，进行进一步验证。
结果
复杂性参数表明，双弧VMAT计划比单弧VMAT计划复杂得多，计划质量参数比较表明，与单弧VMAT计划相比，双弧VMAT计划的靶区覆盖率增加了。NPC的计划复杂度与计划质量(p=0.047)、个体体积Gamma指数γ(Ⅳ)(p=0.01)相关，其中复杂度参数MU/CP和SA/CP在与γ(Ⅳ)相关性中比重较大。SA/CP,%SA＜5×5cm2和PTV体积在计划复杂度与计划质量相关性中比重较大。可执行性参数3D4%/4mm和3%/3mm标准下的2D/3DGamma通过率在与计划质量的相关性中占的比重较大，个体体积的Gamma通过率下的参数γCTV和γPTV在与计划质量和与计划复杂度相关性中比重较大。对于单弧VMAT前列腺癌患者的分析具有相似的结果，结果得到了进一步证实。
结论
本研究不仅提供了包含多个参数集的两个不同集合之间的关系，还提供了每个具体参数在相关性中的比重。发现MU，SA相关参数和PTV体积对计划质量和计划可执行性产生强烈影响。本研究结果对于如何提高VMAT计划质量和可执行性有所帮助，在各种量化参数之间确定的所呈现的相关性可用于提高从VMAT治疗计划到患者QA的放射治疗过程的效率。
随着放射治疗技术从传统的三维适形放射治疗(3D-CRT)向调强放射治疗(IMRT)和容积弧形调强放射治疗(VMAT)的发展，放射治疗技术已经从传统常规放射治疗走向精确放射治疗时代了。IMRT是固定野的调强方式，它在机架角度保持不变的情况下，通过MLC位置的改变以及子野权重的调制，从而实现调强的目的。而VMAT是一种新型的IMRT方式，它是一种弧形多角度放疗的技术，能够实现在机架的旋转过程中对机架旋转速度、多叶光栅(MLC)的移动速度及剂量率同时进行调制，因此对计划的要求更高。
本研究利用典型相关性分析法(CCA)分析探讨有关VMAT计划的不同特征参数之间的多元关系：(i)复杂性参数(ii)质量参数(iii)可执行性参数，探索VMAT计划的最优设计参数。
方法
收集我院放疗科2016年1月至2018年1月期间接受VMAT治疗的患者，其中鼻咽癌(NPC)患者71例，前列腺患者28例入组本次研究，用CT模拟定位机进行定位，由医师勾画靶区及危及器官，所有病人的VMAT计划均由Pinnacle治疗计划系统生成。
论文针对71例双弧VMAT鼻咽癌患者，对它们进行计划复杂度参数集、计划质量参数集和计划可执行性参数集的获取，研究这些参数集下各个参数之间的相关性及确定相关参数在相关性中的比重。其中应用基于MATLAB的House-built软件，读取和处理从放疗计划系统中输出的DICOM-RT文件中的信息，包括计划信息、临床解剖结构、计划剂量分布和患者CT图像等，从而得到MU/CP、%MU/CP＜3、SA(cm2)/CP、%SA＜5×5cm2、MCSv/Beam(Arc)、LT(mm/Arc)、MU这些复杂度参数；另外PTVvolume参数作为另外一个独立参数从TPS中直接读取；另外计划质量对应的参数从TPS中读取，包括GTVV95%、PTVV95%、GTVD1、GTVD99、PTVD1、PTVD99、BrainstemDmax、CordDmax、LParotidDmean、LParotidD50、RParotidDmean、RParotidD50等，应用相关公式分别间接得出GTVHI、PTVHI、GTVCI、PTVCI、GTVCN、PTVCN等的治疗计划质量参数。还有在使用ArcCheck对调强计划进行剂量验证时，使用二维分析软件SNCPatient分别读取在4%/4mm、3%/3mm、2%/2mm标准下的2DGamma通过率百分比；使用3DVH软件，应用PDP算法重建3D剂量体积直方图，同样获取在4%/4mm、3%/3mm、2%/2mm标准下的计划3DGamma通过率百分比。另外还读取3%/3mm标准下的个体体积的Gamma通过率百分比，如γGTV、γPTV、γBrasinstem、γCord、γLParotid、γRPatotid等。该定量分析过程，主要通过典型相关性分析来完成。采用SPSS(V.19)进行了复杂性、质量和可执行性参数的典型相关分析。
另外，通过以上分析得出结果之后，应用28例单弧VMAT前列腺病人采用类似的实验方法获取相应的计划复杂度参数、计划质量参数及计划执行性参数，进行进一步验证。
结果
复杂性参数表明，双弧VMAT计划比单弧VMAT计划复杂得多，计划质量参数比较表明，与单弧VMAT计划相比，双弧VMAT计划的靶区覆盖率增加了。NPC的计划复杂度与计划质量(p=0.047)、个体体积Gamma指数γ(Ⅳ)(p=0.01)相关，其中复杂度参数MU/CP和SA/CP在与γ(Ⅳ)相关性中比重较大。SA/CP,%SA＜5×5cm2和PTV体积在计划复杂度与计划质量相关性中比重较大。可执行性参数3D4%/4mm和3%/3mm标准下的2D/3DGamma通过率在与计划质量的相关性中占的比重较大，个体体积的Gamma通过率下的参数γCTV和γPTV在与计划质量和与计划复杂度相关性中比重较大。对于单弧VMAT前列腺癌患者的分析具有相似的结果，结果得到了进一步证实。
结论
本研究不仅提供了包含多个参数集的两个不同集合之间的关系，还提供了每个具体参数在相关性中的比重。发现MU，SA相关参数和PTV体积对计划质量和计划可执行性产生强烈影响。本研究结果对于如何提高VMAT计划质量和可执行性有所帮助，在各种量化参数之间确定的所呈现的相关性可用于提高从VMAT治疗计划到患者QA的放射治疗过程的效率。