AAA算法与PBC算法在肺癌放疗计划中的对比研究

郑洪元

【摘要】目的 研究AAA算法与PBC算法在肺癌放疗计划中计算的对比应用。方法 回顾20例肺癌患者的放疗计划，经统计分析靶区平均剂量、靶区适形指数、靶区均匀指数、射野总跳数、全肺受量和脊髓最大剂量等相关数据。 结果 肺癌的放射治疗计划应用AAA算法与PBC算法得出的相应数据不尽相同。结论 AAA算法更适合于肺癌放疗计划。

【关键词】 AAA算法；PBC算法；肺癌；放疗计划

Abstract： Objective This paper studied the AAA algorithms and calculation result of PBC algorithm in lung cancer radiotherapy plan.MethodsReview of 20 cases of lung cancer radiotherapy plan, through the statistical analysis of target area, average dose of target region, conformal index target homogeneity index, field total hops, whole lung dose and the maximum dose of the spinal cord and other related data.ResultsThe corresponding data of lung cancer radiotherapy treatment planning using AAA algorithm and PBC algorithm are not the same. ConculusionAAA algorithm is more suitable for lung cancer radiotherapy.

Keywords：AAA algorithm; PBC algorithm; Lung cancer; Plan of radiate treat

【中图分类号】R4【文献标识码】A【文章编号】1671-8801（2014）08-0023-01

1目的

研究AAA（Analytical Anisotropic Algorithm）算法与PBC（Pencil Beam Convolution）算法在肺癌放疗计划中靶区剂量及肺受照剂量的差异。

2方法

回顾性研究瓦里安Eclipse 8.6版本系统里20例肺癌患者的三维适形（3D-CRT）放疗计划，靶区分割剂量2Gy/次，总量66Gy/33次。分别用系统里的AAA_8615算法与PBC_8615算法计算，保证两种算法的各种射野数量、方向、权重等射野计划参数一致，仅仅计算方式不同，研究比较靶区平均剂量Dmean、靶区平均适形指数（CI）、靶区剂量平均均匀性指数（HI）、射野总跳数（MU）以及全肺V5、V10、V15、V20、V25、V30、V35、V40、V45、V50、V55、V60和脊髓最大剂量Dmax。

3结果

AAA和PBC两种算法靶区平均剂量Dmean分别为70.1Gy和71.3Gy（P=0.056），靶区剂量平均适形指数（CI）为0.700和0.712（P=0.171），靶区剂量平均均匀性指数（HI）为1.159和1.105（P=0.003），脊髓最大点剂量Dmax平均为40.05Gy和40.07Gy（P=0.980），AAA算法比PBC算法射野总跳数（MU）数平均增加14MU（P=0.046），全肺V5、V10、V15、V20、V25分别平均增加5.45（P=0.000）、3.14(P=0.001)、2.11(P=0.003)、1.86（P=0.004）、0.99(P=0.023)，全肺V50、V55、V60分别平均下降1.29（P=0.015）、1.31（P=0.002)、1.69（P=0.000），而全肺V30、V35、V40、V45比较无统计学意义（P>0.05）。

4 结论

與PBC算法比较，AAA算法得出的靶区平均剂量Dmean、适形指数CI基本一致，但靶区均匀性指数HI下降，AAA算法低剂量区（小于25Gy）剂量增加，高剂量区（大于50Gy）下降。因为AAA算法是一种基于原、散射线分别计算的卷积分叠加解析模型，与以衰减修正为基础的PBC算法相比，对不均匀组织的修正更加精确，两种算法对低密度不均匀组织修正的差别更加明显[1][2]。研究发现对低密度肺组织包裹的PTV（计划靶区），PBC算法不能精确的修正射线穿过两种不同密度组织的跌落效应和跃升效应，过高的估计了PTV内低密度肺组织的吸收剂量，同时过低的估计了半影区的散射贡献[3][4]。在日常临床医生对计划的参考中，主要是对全肺全肺V5、全肺V10、全肺V20、全肺V30、全肺V50的数值比较感兴趣[5]，据此我认为AAA算法更适合于肺癌放疗计划的一种算法。

参考文献：

[1]胡逸民.肿瘤放射物理学［M］.原子能出版社，1999．

[2]冯宁远、谢虎臣、史荣，等．《实用放射治疗物理学》，北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社，1998．

[3]Mackie TR,Helen HL,McCullough Ec.Treatment planning algorithms.In:Khan FM,Potish RA,eds.Treatment Planning in Radiation Oncology.Baltimore:Williams & Wilkins;1998．

[4]刘宜敏、石俊田主译．放疗物理学［M］，人民卫生出版社，2011年5月第1版，P333—337．

[5]郑小康、陈龙华．三维适形放疗临床实践－ＣＴ模拟与三维计划［M］.人民卫生出版社，2011年5月第1版，P61-68