计划鲁棒优化对头颈部癌症调强质子治疗的有效

    摘要

 

    目标：调强质子治疗（IMPT）对射线范围和患者位置的不确定性高度敏感。常规情况下，几何图形上可以采用扩大计划靶区（PTV）来处理这些不确定性。在这篇文章中，作者评估一种鲁棒优化方法，它能通过处理直接来自点重量优化中的不确定性而确保没有使用计划靶区（PTV）的临床靶区（CTV）的覆盖范围。在头颈部癌症（H&N）患者中，作者评估这两种方法。

 

    研究方法：为14例头颈部案例制定两组调强质子治疗计划，一组基于计划靶区的传统优化而另一组是基于临床靶区的鲁棒优化。对于基于计划靶区的传统优化计划，不确定性是由通过边界从临床靶区扩大到计划靶区和向计划靶区照射处方剂量而导致的。对于基于临床靶区的鲁棒优化计划，点重量优化在引导下降低极端位置下剂量的误差和直接的范围不确性，并同时向临床靶区照射处方剂量而不是计划靶区。对于每一个计划方案，作者在多种不确定的设置下计算剂量分布。对于每个体元，根均方剂量（RMSD）受到计算和在根均方剂量-体积直方曲线（AUC）下的区域，相对来说，被用于对比计划的稳定性。数据取自于最差病例中的剂量体积直方和代表性剂量都被用于评估最优剂量。而后，计划评估度量取自14个病例的平均数和对比两组的成对T检验。

 

    研究结果：基于临床靶区的鲁棒优化具有更稳健（例如，更小的AUCs）的靶区和器官计划。在最差病例情景和代表性情景下，基于临床靶区的稳健优化计划表明更好的靶区覆盖（例如，高于D95%），提高了剂量均匀（例如，小于D5%-D95%），以及降低或等同于危及器官的剂量。

 

    研究结论：对于使用IMPT的头颈部治疗，基于CTV的鲁棒优化比基于PTV的传统优化向靶区和器官提供有意义的更稳健的剂量分布。排出使用PTV，直接基于CTV的计划提供更好的或等同的正常组织保护。

 

    通讯信息：Department of Radiation Physics, The University of Texas MD Anderson Cancer Center, Houston, Texas 77030, USA.WLiu3@mdanderson.org