使用Compass验证系统对脑瘤VMAT计划的三维剂量学进行定量评估

邱凌平 阙与清 李 克 殷皓泽 张 婷 李 勇

（南昌大学第一附属医院肿瘤医学中心，江西 南昌 310000）

世界卫生组织统计资料显示，我国原发性颅内肿瘤发病率为10/10万人[1]。放射治疗作为脑瘤的有效治疗方式之一，不仅可以杀死肿瘤细胞，还可延缓肿瘤恶性转化，尤其适用于许多临床指标不适宜手术的患者[2]。不同于传统的治疗方式，容积旋转调强（volumetric modulated arc therapy，VMAT）对于靶区均匀度及适形度均有待提高，并能减少机器跳数和缩短治疗时间，从而提高肿瘤治疗的增益比[3]。一直以来如何确保肿瘤接受精确剂量的同时减少周围正常组织受量都是临床肿瘤领域的研究热点[4]。VMAT涉及多变量如剂量率、多叶光栅及旋转速度等均是连续动态变化的，因此保证VMAT出束剂量精确性尤为重要[5]。为保证患者受照剂量的准确性，物理师需对放疗计划进行剂量验证。目前，除传统的胶片验证方法外，二维或三维阵列探测器已被广泛应用于旋转照射质量保证过程中[6-9]。本文拟对脑瘤患者VMAT计划进行Compass独立计算以及Dolphin探测器测量重建对比分析，通过比较二者之间的差异来判断针对大部分计划仅采用Compass独立计算来进行验证，从而为临床提供合理有效的剂量验证方案。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集从2020年1～9月在我院接受VMAT放射治疗的脑瘤患者20例，男性患者15例，女性患者5例，中位年龄46岁。定位方式均采用仰卧位加头颈部热塑模，利用飞利浦Brilliance CT行平扫加增强扫描图像，重建层厚为3 mm；由资深主任医师勾画靶区，PGTV处方剂量为60 Gy/30 f，PTV处方剂量为54 Gy/30 f。

1.2 设备与软件 三维剂量验证采用穿透电离室矩阵Dolphin和Compass软件组成的Compass剂量验证系统、计划系统pinnacle 9.10及VitalBeam直线加速器。

1.3 剂量验证方法 ①Compass独立计算验证：该验证方法将RTPLAN、STRUCT、Dose、CT导入Compass剂量验证系统，之后得到Compass Compute Dose（CCD），通过与计划系统的TPS Dose（TD）进行差异性比较获得Compass独立计算验证结果。图1为CCD与TD的剂量体积直方图（dose volume histogram，DVH），图2为CCD与TD在CT图像上的剂量差异图，图3为CCD与TD在CT图像上的γ分析图。②Dolphin测量重建验证：使用前需先进行预照射、本底测量、均一性及中心位置校准，之后基于Dolphin探测器获得验证计划的重建剂量（reconstructed dose，RD）。图4为RD与TD的DVH，图5分别为RD与TD在CT图像上的剂量差异图，图6为RD与TD在CT图像上的γ分析图。

图1 CCD与TD的DVH对比

图2 CCD与TD在CT图像上的剂量差异图

图3 CCD与TD在CT图像上的γ分析图

图4 RD与TD的DVH对比

图5 RD与TD在CT图像上的剂量差异图

图6 RD与TD在CT图像上的γ分析图

1.4 统计学分析 采用SPSS 22.0软件对Compass独立计算与Dolphin实测重建验证结果进行t检验分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

20例脑瘤患者VMAT计划Compass独立计算与Dolphin实测重建结果如表1所示，其中Dolphin组中PTV54、PTV60的Dmean差异为（-0.42±0.82）、（-0.39±0.88）；D99差异为（-1.03±0.42）、（-1.69±1.12）；γ通过率为（97.12±2.49）、（96.67±2.62）。Dolphin组PTV54、PTV60的Dmean差异和D99差异均低于Compass组，γ通过率均高于Compass组。两组结果均符合临床要求。表2为对应危及器官γ通过率的验证结果。两组γ通过率统计学分析结果如表3所示，其中D_代表Dolphin探测器测量重建剂量验证的γ通过率，C_代表Compass独立计算剂量验证的γ通过率。

表1 Dolphin组与Compass组靶区剂量验证的结果对比

表2 Dolphin组与Compass组危及器官剂量验证的结果对比

表3 两种验证方法靶区与危及器官γ通过率t检验结果

3 讨论

随着精准放疗时代的到来，脑瘤放疗技术已由传统的普放逐渐演变为如何缩短分次照射时间和总治疗时间的自适应放射治疗乃至FLASH[10-12]。如今VMAT技术促进靶区均匀性以及适形度不断提高并降低了危及器官的受照射量[13]。当前，如何保证患者接受精确剂量更值得进一步探索。本研究组已针对非小细胞肺癌患者的立体定向放射治疗计划及乳腺癌调强放疗计划利用VitalBeam直线加速器自带的PD验证系统与本研究中使用的Compass三维验证系统进行相关剂量验证证明，PD验证系统验证效果尽管优于Compass三维验证系统，但Compass三维验证系统仍然可以达到临床验证标准精度，且可以直接给出靶区、危及器官剂量参数剂量偏差从而量化剂量结果，弥补了二维剂量验证的不足[14-15]。当患者数量较多导致临床工作繁重时，很难对所有患者均采用这一类验证方法。为此，临床需要找到合理的剂量验证方法，使用操作简便、数据处理快捷的剂量验证方法来辅助验证。

基于本研究数据可初步证实脑瘤患者实测通量之后重建剂量分布与TPS计划剂量分布更加接近，γ通过率也高于Compass独立计算验证的γ通过率。因此，在独立计算符合临床标准时，实测重建的结果更值得信赖。然而本研究针对脑瘤研究病例较少不具有普信度，后期需扩大样本量。同时考虑到独立计算更加简便、省时，建议临床可以先对脑瘤患者计划进行独立计算，当发现Compass γ通过率偏低时，再对该计划进行更为精确的实测验证，这不仅可保证放疗精度而且可减轻临床工作人员的压力。