对肺癌的基于CyberKnife的立体辐射疗法剂量计算算法的比较分析
Xuanchu Ge1, Mingshan Yang2, Tengxiang Li1
1Department of Radiation Oncology and Physics, Shandong Cancer Hospital and Institute, Shandong First Medical University and Shandong Academy of Medical Sciences, Jinan, China.
Frontiers in oncology
|October 18, 2023
概括
针对非小细胞肺癌 (NSCLC) 的CyberKnife (CK) 立体体辐射疗法 (SBRT) 需要精确的剂量计算. FSPB-LS算法比FSPB提高了准确性,但对有风险的器官显示了蒙特卡洛 (MC) 的偏差,这表明MC更喜欢CLC和UCLC.
科学领域:
- 医学物理 医学物理
- 辐射瘤学 辐射瘤学
- 放射治疗规划 放射治疗规划
背景情况:
- 准确的剂量计算对于CyberKnife (CK) 立体体辐射疗法 (SBRT) 精度至关重要.
- 评估剂量计算算法对于优化非小细胞肺癌 (NSCLC) 治疗计划至关重要.
研究的目的:
- 为了比较CyberKnife-MultiLeaf Collimator (CK-MLC) 治疗计划的准确性,使用有限尺寸的笔束 (FSPB),具有横向缩放 (FSPB_LS) 的FSPB和早期NSCLC的蒙特卡洛 (MC) 算法.
- 评估FSPB_LS对FSPB的剂量增强及其与MC的一致性.
- 评估中枢肺癌 (CLC) 和超中心肺癌 (UCLC) 规划目标体积 (PTV) 和风险器官 (OAR) 的剂量分配.
主要方法:
- 对54例NSCLC (26例CLC,28例UCLC) 的回顾性分析.
- 使用FSPB算法生成的治疗计划,随后使用FSPB_LS和MC算法重新计算剂量.
- 比较PTV处方同剂量,符合性指数 (CI),同质性指数 (HI) 和OAR剂量量统计数据.
主要成果:
- 剂量参数一般遵循PTV和OAR的趋势MC > FSPB_LS > FSPB.
- FSPB显著低估了目标剂量;FSPB_LS显示了更好的目标剂量与MC的对齐,特别是在UCLC中.
- 在CLC中,在FSPB和FSPB_LS/MC之间观察到OAR剂量 (逆侧肺,大动脉) 的统计学显著差异;FSPB_LS和MC没有显著差异,但剂量偏差在2.79%至11.93%之间.
结论:
- 对于NSCLC的PTV剂量,FSPB_LS比FSPB提高了准确性,但对于CLC的OARs,显示了显著的剂量偏离MC.
- 与CLC相比,FSPB_LS在UCLC中与MC表现出更好的一致性.
- 由于OAR敏感性和潜在的不良反应,建议使用MC算法来计算CLC和UCLC的剂量,并仔细考虑FSPB_LS的应用.
