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[摘要]目的：比较RapidArc容积旋转调强（volumetric moduoated arc therapy，VMAT）与动态适形调强（dynamic intensitymodulated radiotherapy，d-IMRT）在多发脑转移瘤放疗计划中的剂量学差异。方法：使用Varian Eclipse 8.6治疗计划系统对10例多发脑转移瘤病例分别制订2弧RapidArc和固定机架角度9野d-IMRT放疗计划，靶区照射剂量均为5000cGy/25次，使用剂量体积直方图比较两种计划中靶区、危及器官的剂量学差异。结果：RapidArc计划与d-IMRT计划均能满足临床靶区剂量覆盖要求。与RapidArc计划相比，d-IMRT计划Dmax减小164.03cGy（t=4.31，P=0.002）、D2%减小93.27cGy（t=4.397，P=0.002）、Dmean减小48.03cGy（t=2.5，P=0.033）、HI减小0.01（t=3.53，P=0.006）。d-IMRT计划的右眼球Dmax增大898.98cGy{t=-4.42，P=0.002）、右晶体Dmax增大259.06cGy（t=-2.556，P=0.031）、左视神经Dmax增大893.24cGy（t=-2.74，P=0.023）、右视神经Dmax增大1002.97cGy（t=-345，P=0.007）、右视神经Dmean增大831.12cGy（t=-2.583，P=003）、视交叉Dmean增大6147（t=-2.318，P=0.046）、垂体Dmean增大621.51（t=-2.327，P=0.045）。结论：RapidArc计划与d-IMRT计划均能满足临床靶区剂量覆盖要求。d-IMRT计划的靶区高剂量控制更好，平均剂量更低，均匀性更好;两种计划靶区适形度差异不明显：RapidArc计划在右眼球、右晶体、左右侧视神经、视交叉、垂体的保护方面优于d-IMRT计划。
[关键词]多发脑转移瘤：容積旋转调强;RapidArc;动态适形调强;剂量学比较
[中图分类号]R739[文献标识码]A [文章编号]2096-5249（2019）07-001-02
脑转移瘤为继发性恶性肿瘤，常见于肺癌、乳腺癌转移，转移灶多发常见。对于多发脑转移瘤患者，一般情况良好，可手术切除者建议手术联合放疗、化疗等。一般情况差，不适合手术者，放疗是基本治疗方法，包括单纯全脑放射治疗（whole-brain radiation therapy，WBRT）、单纯转移灶放疗、全脑联合转移灶放疗。本研究旨在比较多发脑转移瘤单纯转移灶放疗的容积旋转调强与动态适形调强放疗计划中不同的剂量学参数，以探讨更好、更有效的放疗方法。
1 资料与方法
1.1一般资料：选取2012年8月～2016～4月期间在广西医科大学第一附属医院治疗的多发脑转移瘤患者10例（肺癌脑转移6例，结直肠癌脑转移2例，乳腺癌脑转移2例），年龄18-78岁，中位年龄58岁，男性6例，女性4例。治疗采用RapidArc或d-IMRT方式的放射治疗。
1.2定位方法：患者取仰卧位，双手置于身体两侧，采用头颈肩热塑面膜固定。使用Philips大孔径CT进行扫描，扫描范围从颅顶至第二颈椎下缘，扫描层厚3mm。CT影像以DICOM格式经局域网传输到Varian Eclipse 8.6治疗计划系统，重建三维图像。
1.3靶区和危及器官勾画：由本院医师依据CT和MRI影像资料勾画出肿瘤靶区（gross tumor volume，GTV），计划靶区（planning target volume，PTV）在GTV基础上外扩5mm，PTV边界收至皮下3mm。靶区数量2-16个（6.8±4.7），中位数量7个，靶区体积15.0-244.1cc（77.34±66.42）。危及器官勾画眼球、晶体、视神经、视交叉、脑干、脊髓。定义B-P，代表Body减去PTV用于评估靶区外剂量体积。
1.4治疗计划设计：使用Varian Eclipse 8.6治疗计划系统基于Varian Clinac iX直线加速器和Millennium多叶光栅，对10例病例分别制定RapidArc和d-IMRT计划，靶区照射剂量均为5000cGy/25次。RapidArc计划使用双弧设计，181°～179°、准直器345°、CW，179°～181°、准直器15°、CCW;d-IMRT计划使用固定机架角度滑窗（sliding window，SW）技术，9野均分，角度分别为160°、120°、80°、40°、0°、320°、280°、240°、200°。
1.5计划评估：使用处方剂量（5000cGy/25f）覆盖95%PTV对所有计划进行归一，使用剂量体积直方图（dosevolume histogram，DVH）、适形指数（conformal index，CI）、均匀指数（homogeneity index，Ⅲ）评估靶区剂量分布。CI=（PTV100%/PTV）x（PTV100%/V100%），PTV为计划肿瘤靶体积，PTV100%为100%的处方剂量所覆盖的PTV的体积，V100%为100%的处方剂量所包含的总体积。CI值介于0-1，越接近1表示靶区的适形性越好。HI=（D2%-D98%）/D50%，D2%为2%靶区体积接受的剂量，近似于靶区的Dmax;D98%为98%靶区体积接受的剂量，近似于靶区的最小剂量（Dmin）;D50%为50%靶区体积接受的剂量，近似于靶区的Dmean。HI值越接近0说明剂量曲线坡度越陡、靶区的剂量分布均匀性越好。使用最大剂量（Dmax）和平均剂量（Dmean）评估危及器官保护。
1.6 统计学分析：对数据使用SPSS 22.0进行统计学处理，使用均数±标准差（x±s）表示数据，使用配对t检验进行均数间比较。P<0.05为差异有统计学意义。 2 结果
2.1 靶区剂量分布：RapidArc计划与d-IMRT计划均能滿足临床靶区剂量覆盖要求。与RapidArc计划相比，d-IMRT计划Dmax减小164.03eGy（t=4.31，P=0.002）、D2%减小93.27cGy（t=4.397，P=0.002）、Dmean减小48.03cGy（t=2.5，P=0.033）、HI减小0.01（t=3.53，P=0.006），P<0.05，具有统计学意义。Dmin、D98%、CI无统计学差异。见表1、表2。
2.2危及器官剂量分布：与RapidArc计划相比，d-IMRT计划的右眼球Dmax增大898.98cCY（t=-4.42，P=0.002）、右晶体Dmax增大259.06cCY（t=-2.556，P=0.031）、左视神经Dmax增大893.24cGy（t=-2.74，P=0.023）、右视神经Dmax增大1002.97cCY（t=-3.45，P=0.007）、右视神经Dmean增大831.12cCY（t=-2.583，P=0.03）、视交叉Dmean增大614.7（t=-2.318，P=0.046）、垂体Dmean增大621.51（t=-2.327，P=0.045），P<0.05，具有统计学意义。其余危及器官无统计学差异。见表3。
3 讨论
RapidArc计划与d-IMRT计划均能满足临床靶区剂量覆盖要求。与RapidArc计划相比，d-IMRT计划的高剂量控制更好（Dmax-164.03eGy，t=4.31，P=0.002，D2%-93.27eGy，t=4.397，P=0.002），平均剂量更低（Dmean-48.03eGy，t=2.5，P=0.033）、。d-IMRT计划的HI优于RapidArc计划（-0.01，t=3.53，P=0.006），均匀性更好;两种计划CI无统计学差异，适形度差异不明显。d-IMRT计划在右眼球（Dmax 898.98cGy，t=-4.42，P=0.002）、右晶体（Dmax 259.06eGy，t=-2.556，P=0.031）、左视神经（Dmax893.24cC7，t=-2.74，P=0.023）、右视神经（Dmax 1002.97，cGy，t=-3.45，P=0.007，Dmean 831.12cGy，t=-2.583，P=0.03）、视交叉（Dmean 614.7，t=-2.318，P=0.046）、垂体（Dmean 621.51，t=-2.327，P=0.045）的保护方面劣于RapidArc计划，此结果与其他文献报道的研究结论一致。临床可根据实际情况选择。
与d-IMRT计划相比，RapidAre计划在机器跳数（monitorunit，MU）和计划执行时间方面的优势与其他多项研究结果一致，本研究略过。受限于人组病例条件，本研究中靶区的数量偏差较大（6.8±4.7），可能对研究结果造成影响;在纯剂量学研究中，可以适当调整靶区数量后重复本研究，以排除来自靶区数量的影响。受限于计划系统版本、算法和人员因素，本研究结果可能存在误差和偏倚;多发脑转移瘤放疗非共面计划设计是近期研究的热点，有待在其他实验条件下做进一步研究。
[关键词]多发脑转移瘤：容積旋转调强;RapidArc;动态适形调强;剂量学比较
[中图分类号]R739[文献标识码]A [文章编号]2096-5249（2019）07-001-02
脑转移瘤为继发性恶性肿瘤，常见于肺癌、乳腺癌转移，转移灶多发常见。对于多发脑转移瘤患者，一般情况良好，可手术切除者建议手术联合放疗、化疗等。一般情况差，不适合手术者，放疗是基本治疗方法，包括单纯全脑放射治疗（whole-brain radiation therapy，WBRT）、单纯转移灶放疗、全脑联合转移灶放疗。本研究旨在比较多发脑转移瘤单纯转移灶放疗的容积旋转调强与动态适形调强放疗计划中不同的剂量学参数，以探讨更好、更有效的放疗方法。
1 资料与方法
1.1一般资料：选取2012年8月～2016～4月期间在广西医科大学第一附属医院治疗的多发脑转移瘤患者10例（肺癌脑转移6例，结直肠癌脑转移2例，乳腺癌脑转移2例），年龄18-78岁，中位年龄58岁，男性6例，女性4例。治疗采用RapidArc或d-IMRT方式的放射治疗。
1.2定位方法：患者取仰卧位，双手置于身体两侧，采用头颈肩热塑面膜固定。使用Philips大孔径CT进行扫描，扫描范围从颅顶至第二颈椎下缘，扫描层厚3mm。CT影像以DICOM格式经局域网传输到Varian Eclipse 8.6治疗计划系统，重建三维图像。
1.3靶区和危及器官勾画：由本院医师依据CT和MRI影像资料勾画出肿瘤靶区（gross tumor volume，GTV），计划靶区（planning target volume，PTV）在GTV基础上外扩5mm，PTV边界收至皮下3mm。靶区数量2-16个（6.8±4.7），中位数量7个，靶区体积15.0-244.1cc（77.34±66.42）。危及器官勾画眼球、晶体、视神经、视交叉、脑干、脊髓。定义B-P，代表Body减去PTV用于评估靶区外剂量体积。
1.4治疗计划设计：使用Varian Eclipse 8.6治疗计划系统基于Varian Clinac iX直线加速器和Millennium多叶光栅，对10例病例分别制定RapidArc和d-IMRT计划，靶区照射剂量均为5000cGy/25次。RapidArc计划使用双弧设计，181°～179°、准直器345°、CW，179°～181°、准直器15°、CCW;d-IMRT计划使用固定机架角度滑窗（sliding window，SW）技术，9野均分，角度分别为160°、120°、80°、40°、0°、320°、280°、240°、200°。
1.5计划评估：使用处方剂量（5000cGy/25f）覆盖95%PTV对所有计划进行归一，使用剂量体积直方图（dosevolume histogram，DVH）、适形指数（conformal index，CI）、均匀指数（homogeneity index，Ⅲ）评估靶区剂量分布。CI=（PTV100%/PTV）x（PTV100%/V100%），PTV为计划肿瘤靶体积，PTV100%为100%的处方剂量所覆盖的PTV的体积，V100%为100%的处方剂量所包含的总体积。CI值介于0-1，越接近1表示靶区的适形性越好。HI=（D2%-D98%）/D50%，D2%为2%靶区体积接受的剂量，近似于靶区的Dmax;D98%为98%靶区体积接受的剂量，近似于靶区的最小剂量（Dmin）;D50%为50%靶区体积接受的剂量，近似于靶区的Dmean。HI值越接近0说明剂量曲线坡度越陡、靶区的剂量分布均匀性越好。使用最大剂量（Dmax）和平均剂量（Dmean）评估危及器官保护。
1.6 统计学分析：对数据使用SPSS 22.0进行统计学处理，使用均数±标准差（x±s）表示数据，使用配对t检验进行均数间比较。P<0.05为差异有统计学意义。 2 结果
2.1 靶区剂量分布：RapidArc计划与d-IMRT计划均能滿足临床靶区剂量覆盖要求。与RapidArc计划相比，d-IMRT计划Dmax减小164.03eGy（t=4.31，P=0.002）、D2%减小93.27cGy（t=4.397，P=0.002）、Dmean减小48.03cGy（t=2.5，P=0.033）、HI减小0.01（t=3.53，P=0.006），P<0.05，具有统计学意义。Dmin、D98%、CI无统计学差异。见表1、表2。
2.2危及器官剂量分布：与RapidArc计划相比，d-IMRT计划的右眼球Dmax增大898.98cCY（t=-4.42，P=0.002）、右晶体Dmax增大259.06cCY（t=-2.556，P=0.031）、左视神经Dmax增大893.24cGy（t=-2.74，P=0.023）、右视神经Dmax增大1002.97cCY（t=-3.45，P=0.007）、右视神经Dmean增大831.12cCY（t=-2.583，P=0.03）、视交叉Dmean增大614.7（t=-2.318，P=0.046）、垂体Dmean增大621.51（t=-2.327，P=0.045），P<0.05，具有统计学意义。其余危及器官无统计学差异。见表3。
3 讨论
RapidArc计划与d-IMRT计划均能满足临床靶区剂量覆盖要求。与RapidArc计划相比，d-IMRT计划的高剂量控制更好（Dmax-164.03eGy，t=4.31，P=0.002，D2%-93.27eGy，t=4.397，P=0.002），平均剂量更低（Dmean-48.03eGy，t=2.5，P=0.033）、。d-IMRT计划的HI优于RapidArc计划（-0.01，t=3.53，P=0.006），均匀性更好;两种计划CI无统计学差异，适形度差异不明显。d-IMRT计划在右眼球（Dmax 898.98cGy，t=-4.42，P=0.002）、右晶体（Dmax 259.06eGy，t=-2.556，P=0.031）、左视神经（Dmax893.24cC7，t=-2.74，P=0.023）、右视神经（Dmax 1002.97，cGy，t=-3.45，P=0.007，Dmean 831.12cGy，t=-2.583，P=0.03）、视交叉（Dmean 614.7，t=-2.318，P=0.046）、垂体（Dmean 621.51，t=-2.327，P=0.045）的保护方面劣于RapidArc计划，此结果与其他文献报道的研究结论一致。临床可根据实际情况选择。
与d-IMRT计划相比，RapidAre计划在机器跳数（monitorunit，MU）和计划执行时间方面的优势与其他多项研究结果一致，本研究略过。受限于人组病例条件，本研究中靶区的数量偏差较大（6.8±4.7），可能对研究结果造成影响;在纯剂量学研究中，可以适当调整靶区数量后重复本研究，以排除来自靶区数量的影响。受限于计划系统版本、算法和人员因素，本研究结果可能存在误差和偏倚;多发脑转移瘤放疗非共面计划设计是近期研究的热点，有待在其他实验条件下做进一步研究。