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第 卷 第 期 年 月北京生物医学工程 作者单位：首都医科大学附属北京天坛医院（北京）通信作者：高峰。：基于 非均整与均整模式脑膜瘤容积调强放疗的剂量学对比史传磊 关大维 宫瑾 高峰摘 要 目的 对比非均整（，）和均整（，）射束模式下脑膜瘤容积调强放疗（，）计划的剂量学差异，为 模式临床应用提供参考。方法 选取首都医科大学附属北京天坛医院已行 模式 计划治疗的 例脑膜瘤患者作为研究对象，基于 加速器、模式 线另行设计两组 计划；比较其计划靶区（，）、危及器官（，）、计算体积 的剂量学差异；比较两组 计划的跳数（，）和剂量验证 通过率。结果 两组 计划均能满足临床要求；组计划 处方剂量覆盖度体积、近似最小剂量、平均剂量、近似最大剂量、处方剂量均匀性指数、处方剂量适形指数 均好于 组计划，其中有、差异有统计学意义。组计划脑干 、左右晶状体、左右视神经、视交叉、垂体 明显更低，差异有显著统计学意义。组计划 、体积范围更小，有显著统计学意义。组计划较 组计划 数均值增加了，差异有统计学意义，但没有降低治疗效率。两组计划剂量验证通过率均满足临床要求（、剂量阈值，通过率），但 组计划验证通过率均值较 组计划低 ，差异有显著统计学意义。结论 和 模式脑膜瘤 计划均能满足临床要求；模式 计划能提供更优的靶区剂量，同时能降低危及器官和正常组织受照剂量。关键词 脑膜瘤；非均整模式；容积调强放疗；剂量学：中图分类号 文献标志码 文章编号（）本文著录格式 史传磊，关大维，宫瑾，等 基于 非均整与均整模式脑膜瘤容积调强放疗的剂量学对比北京生物医学工程，（）：，（）：，：（：）【】（）（）（），（），（），“”；，；，（），（），（，），【】；（）；引言在颅内肿瘤中，脑膜瘤是仅次于胶质瘤的常见颅内肿瘤，占颅内肿瘤的近 ，大部分属于良性（级），其主要治疗手段为手术切除。对于手术切除不彻底（次全切）的一部分良性脑膜瘤，术后辅助放疗能够显著降低手术后肿瘤的进展，放射治疗也可用于脑膜瘤复发的挽救手段。过去几十年，外照射放疗技术经历了从二维普放、三 维 适 形 放 疗（，）到调强放疗（，）、容积调强放疗（，）的发展过程。通过机架角度、多叶准直器（，）叶片位置和剂量率等多参数实现射束强度的调制。较 能在不降低计划质量的前提下大幅缩短治疗时间，降低加速器跳数（，），减少正常组织受照剂量。医用电子直线加速器（，）引入均整器（，）使照射野内 线射束强度均匀，进而在患者肿瘤区形成相对均匀的剂量分布。射束均匀对于普放及 很有必要。随着调强技术的进步，非均整（，）模式在、等调强技术中得以应用。长期 以 来，立 体 定 向 放 射 外 科（，）和 低 分 次 立 体 定 向 放 疗（，）作为脑膜瘤（尤其是小体积靶区）术后首选放疗技术；同时常规分割方式 技术在正常组织修复、局部肿瘤控制率等方面优势在较大体积靶区脑膜瘤放疗中也有报道。结合良性脑膜瘤靶区较大且表浅、模式 射线剂量建成区较浅及 技术的一系列优势，模式 技术在脑膜瘤放疗中的应用前景值得探索。为此本文基于 机型加速器对比了 和 模式脑膜瘤 计划的剂量学差异，为 模式在脑膜瘤放疗中的应用提供临床参考。资料与方法 模式 模式即在常规直线加速器上去掉均整器的射束模式。没有均整器均整，线射束强度不再均匀，呈中间高、四周低的高斯分布；同时没有均整块的过滤和散射，射束光子通量增加、能谱左移（即低能光子数增多）、平均能量降低、野外散射光子减少。相比 模式 线，模式 线表皮剂量增高、剂量建成区变浅、剂量跌落区更陡（图）。第 期 史传磊，等：基于 非均整与均整模式脑膜瘤容积调强放疗的剂量学对比图 和 模式 线 射野百分深度剂量曲线 患者资料选取 年 月至 年 月在北京天坛医院 加速器行术后 模式 计划放疗的 例脑膜瘤患者（均为 、级）作为研究对象；其中男性 例，女性 例；年龄在 岁，中位年龄 岁。计划设计采用瓦里安 计划系统和瓦里安 医用电子直线加速器，设计 组和 组 计划；处方剂量均为 次，常规分割。组 计划采用双弧照射（第一个弧为顺时针，第二个为逆时针），两治疗弧准直器角度分别为、，方向坞门尺寸限制在 以下（方向坞门覆盖全，方向坞门可不必覆盖全）；线能量为 模式 ，剂量率为 。组计划采用相同的治疗弧、准直器角度、坞门尺寸；线能量为 模式 ，剂量率选取 来匹配 组计划。两组计划采用一致优化条件，数均限制在 之间，剂量计算采用瓦里安 算法，剂量计算完毕后均进行归一化处理，归一标准为 满足处方剂量。计划评估 、和 剂量学参数由剂量体积直方图（，）提取各剂量参数；根据国际辐射单位与测量委员会（，）号报告，选取 处方剂量覆盖度体积、近似最大剂量、近似最小剂量、平均剂量 和靶区剂量均匀性指数（，）、适形度指数（，）作为靶区评价参数。（）（）越接近，靶区剂量越均匀。（）（）式中：为处方剂量覆盖 的体积；为靶区体积；为处方剂量体积。越接近，适形度越好。选取计算体积 中、百分体积、作为正常组织评价参数，百分体积越小表示正常组织受照剂量越少。根据科室要求选取脑干、左右晶状体、左右视神经、视交叉和垂体等危及器官进行评估；脑干评价最大点剂量 和平均剂量，其他评价最大点剂量。计划 数和剂量验证 通过率从 计划系统读取两组计划 数。采用 公司 验证模体和 分析软件，进行绝对剂量全局 分析；分析标准为 、剂量阈值、通过率。统计学方法数据分析软件为 软件包；分析对象为两组 计划各剂量学参数、数及 通过率。满足正态分布的数据行配对 检验，否则行配对秩检验，代表差异有统计学意义。结果 计划剂量分布两组计划均满足科室 体积 要求。内无 以上成片高剂量区、剂量分布均匀，靶区外、剂量线高度适形于。对比两组 计划 曲线，组 计划 的 曲线更陡，指示其靶区剂量更加均匀；同时、脑干的 曲线更平缓，指示正常组织和脑干剂量更低（图）。剂量参数两组 计划 各剂量学参数做正态检验，数据符合正态分布。行配对 检验结果如表 所示。组、均优于 组，但均无统计学意义（，；）；组、优势明显，有显著统计学意义（，；）。北京生物医学工程 第 卷图 、脑干和 的剂量体积直方图 ，表 剂量学参数 指标 组计划 组计划 重要 和 剂量学参数两组 计划 和 的剂量学参数做正态检验，发现除左右视神经 外均符合正态分布。两组计划除左右视神经 外的剂量学参数行配对 检验，结果如表 所示。组脑干、脑干、左右晶状体、视交叉、垂体 均值均优于 组，且差异有统计学意义（，；）；组 的、与 组相当，差异无统计学意义（，、）；组 的、明显低于 组，有显著统计学意义（、，、）。两组计划左右视神经做配对秩检验，结果如表 所示，组左、右视神经 中位数均优于 组，差异有统计学意义（，；，）。计划 数、剂量验证 通过率两组计划 数及剂量验证 通过率指标满足正态分布，分别行配对 检验，结果如表 所示：组 数明显高于 组，有显著统计学意义（，）。组计划剂量验证 通过率比 组计划低 左右，有显著统计学意义（，）。表 重要 和 剂量学参数 指标 组均值 组均值脑干 脑干 左晶状体 右晶状体 视交叉 垂体 第 期 史传磊，等：基于 非均整与均整模式脑膜瘤容积调强放疗的剂量学对比表 左、右视神经剂剂量学参数 指标 组中位数（，）组中位数（，）秩和检验左视神经（，）（，）右视神经（，）（，）表 两组计划的 数和 通过率 指标 组均值 组均值 数 通过率 讨论临床中 模式下 计划已广泛应用于多部位、多类型肿瘤，普遍认为 较 在提高靶区剂量均匀性、适形度方面有优势。本对比研究中，模式 计划在均匀性指数、适形度指数 方面有更进一步优势。其中 指标差异具有统计学意义，这主要得益于 模式对靶区高剂量区域的有效控制和对靶区最小剂量的提升；指标有微弱优势但差异无统计学意义，分析原因可能是因为 计划 指标已经接近于，很难再有明显提升。同时本研究中 的、等多个指标均指示 模式 计划靶区剂量更足一些，说明 模式可能在肿瘤控制率方面有优势；但可能受限于样本不够充足，以上指标差异无统计学意义，需要进一步临床数据支持。韩俊杰等对加速器 和 模式 线能谱进行了对比研究，研究发现 模式较 模式射束平均能量更低、表皮百分深度剂量更高、建成区更浅。本研究中 组 计划 剂量较足主要得益于 模式射束以上剂量学特性，射束能在表浅靶区获得更高的剂量建成。可以预见，对于靠近皮肤的表浅肿瘤，模式可能会有剂量学优势。多研究证实 模式在保护危及器官和正常组织方面同样优势明显。贾飞等、贺先桃等对比了 和 模式下鼻咽癌 计划的剂量学差异，指出 模式 计划在降低晶状体、腮腺、颞叶、脑干剂量以及控制正常组织低剂量方面有明显优势；吴丽丽等对比了 和 模式下乳腺癌 计划的剂量学差异，得出 模式在肺、健侧乳腺及正常组织保护方面有明显优势的结论；王占宇等对比了、模式宫颈癌 计划的剂量学差异，得出相似结论。本研究中 组 计划脑干、晶状体、视神经、视交叉和垂体等危及器官 更低；对比两组计划脑干、的 曲线（图），可以发现 模式计划在整条脑干 曲线范围内均有明显优势，脑干 更低；中 、等相对高剂量区域体积相当，但在 以下剂量区域，模式 有肉眼可见的优势。以上优势主要得益于 模式射束强度呈高斯分布，靶区外剂量跌落更快。在 数方面，模式较 模式明显增多。分析主要有两方面原因：一方面是 模式射束强度并不均匀，更多依赖 走位和 数来调制射束强度；另一方面在同一深度组织中获取相同吸收剂量，模式射束需要更多机器 数。普遍认为 模式剂量率更高，在立体定向放疗中有实施效率优势。本研究基于常规分割，计划的实施效率主要受限于机架旋转速度，而两组 计划均以机架最快旋转速度实施，所以计划实施时间基本一致，模式在计划实施效率方面并没有展现出优势。本研究中 模式和 模式 计划剂量验证 通过率均能满足临床要求，但前者的 通过率低了 。剔除加速器输出精度、计划系统计算精度和分析标准等一致因素外，计划复杂程度可能是最大的影响因素。模式 计划更多地依赖 和剂量率调制射束强度，计划更复杂，走位、剂量输出误差增大，导致计划剂量偏差增大。本研究中 区别于常规瓦里安 系列，配备了 模式 线和高分辨率，但未配备瓦里安 系列 上标配的准直器跟随技术。有文献报道准直器跟随技术在降低正常组织低剂量方面有优势。系列 模式 计划的剂量学研究需要多中心数据来支持。北京生物医学工程 第 卷 结论在脑膜瘤放疗中，模式 计划能提供更优的靶区剂量，同时能降低危及器官和正常组织受照剂量。基于 模式的脑膜瘤 计划值得推广应用。参考文献 焦保华 颅内肿瘤北京：科学技术文献出版社，：王新卓，常力方 良性脑膜瘤术后放射治疗的研究 国外医学（临床放射学分册），（）：封三 李晓梅，高献书脑膜瘤的放射治疗中国神经肿瘤杂志，（）：，（）：吴昊，韩树奎，孙艳，等局部进展期鼻咽癌快速旋转调强与固定野动态调强放疗的剂量学比较中华放射肿瘤学杂志，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，（），（）：，：，（）：张红 直线加速器 线无均整器条件下剂量特性的蒙特卡罗研究 湖南衡阳：南华大学，：，游雁，彭应林，胡江，等准直器角度对宫颈癌 的剂量学影响现代肿瘤医学，（）：，（）：，（），（）：张矛，金海国，卜明伟，等 脑胶质瘤术后 与 放疗技术间比较 中国医学物理学杂志，（）：，（）：刘晓静，张西志，李军，等 胸中段食管癌旋转容积调强与固定野动态调强放疗的剂量学研究实用癌症杂志，（）：，（）：邓海军，赵艳群，罗文娟，等 宫颈癌术后 和 放疗技术剂量学研究 中华肿瘤防治杂志，（）：，（）：韩俊杰，陈立新，朱金汉，等 均整和非均整模式下 和 光子线能谱研究中国医学物理学杂志，（）：，（）：贾飞，岳海振，李国文，等有无均整器模式下鼻咽癌容积旋转调强放疗计划的剂量学比较中华放射医学与防护杂志，（）：，（）：贺先桃，谭军文，龙雨松，等鼻咽癌 与 模式下 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