重离子放射治疗靶区边缘剂量跌落分析

摘 要：［目的］ 分析重离子放疗时靶区后缘的剂量跌落梯度,利用重离子治疗计划系统（treatment planning system,TPS）,分析固定束照射时在不同的入射方式、多种剂量分割条件下靶区边缘的剂量跌落速度,为重离子放射治疗时靶区与危及器官之间的相对安全距离提供参考数据。 ［方法］ 在TPS中选择重离子均匀扫描模式,在均匀水模体中设计多种常用分割条件下单野照射、两野对穿照射、两野正交照射的重离子计划,以射野后缘中心轴线上剂量开始快速下降的位置为基准,采集各计划的剂量跌落数据。 ［结果］ 剂量跌落数据分析显示,单野照射时,射野后缘5mm距离后剂量可跌落至约20%;两野对穿照射时,射野后缘5mm距离后剂量可跌落至约50%;两野正交照射时,射野后缘5mm距离后剂量可跌落至约30%~38%。重离子射束后缘的剂量跌落迅速,远优于X射线,在设计放射治疗计划时,可在满足靶区照射剂量的同时,使紧邻靶区的危及器官剂量限值达到临床可接受范围内。［结论］ 通过计划系统中的数据分析,可以看出重离子束射野后缘剂量的锐度是优于侧缘的,但其产生的X线污染也不容忽视;在实际情况中,重离子束穿射的人体组织是不均匀的,这也会对射野后方的剂量跌落曲线产生影响。故在实际临床中,还需考虑不均匀的CT值对重离子射束剂量跌落的影响。     

胸椎转移癌的碳离子放射治疗与光子放射治疗的剂量学对比

[目的]在椎体转移癌中,比较碳离子放射治疗(carbon ion radiotherapy,CIRT)与光子的三维适形(three-dimensional conformal radiotherapy,3DCRT)、调强放射治疗(intensity modulated radiotherapy,IMRT)、容积旋转调强放疗(volumetric modulated arc therapy,VMAT)计划的剂量学优势。[方法]10例胸椎转移癌患者分别设计出CIRT、3DCRT、IMRT、VMAT 4种计划。靶区勾画原则遵循国际辐射单位和测量委员会(ICRU)第50、62、83号报告的建议。光子治疗计划是在Eclipse计划系统上设计的,碳离子计划是由ciPlan计划系统完成的,均为二维适形碳离子计划。两种设计的优化约束条件基本相同,要求处方剂量覆盖95%计划靶区(planning target volume,PTV)体积。采用适形度指数(conformity index,CI)、均匀性指数(homogeneity index,HI)评价靶区剂量分布和适形性;采用梯度指数(gradient index,GI)和5 Gy等剂量线包绕体积与靶区体积比值(V5/VPTV)评估靶外剂量跌落;采用平均剂量Dmean、最大剂量Dmax、5 Gy等剂量线包绕体积(V5)等参数评价危及器官。[结果]CIRT、3DCRT、IMRT和VMAT计划均满足临床剂量处方要求,4组计划的处方剂量覆盖率分别是CIRT为95.30%±0.57%,3DCRT、IMRT、VMAT均为95%。4组计划的HI,3DCRT和其他3组差异具有统计学意义(P<0.001)。4组计划中的CI,3DCRT、CIRT组分别与VMAT、IMRT组对比具有统计学意义(P<0.001)。CIRT计划GI和V5/VPTV明显低于任何一种光子放疗计划(P<0.001)。肝脏、小肠、心脏、胃的受照剂量小,差异无统计学差异;脊髓剂量跟随靶区最大剂量变化,差异无统计学差异。CIRT不仅减少肺的平均照射剂量,而且明显减少肺的低剂量照射体积。[结论]与光子的3DCRT、IMRT、VMAT计划相比,CIRT在治疗胸椎转移癌时减少双肺的辐射剂量,同时保证对靶区的处方剂量覆盖率及剂量均匀性。