妇科肿瘤近距离三维后装放疗不同优化方法的剂量学分析比较

摘要：目的比较妇科肿瘤近距离三维后装放疗计划4种不同优化方法的剂量学差异，为妇科肿瘤三维后装治疗优化方法的选用提供依据。方法回顾性选取CT引导下三维后装腔内联合组织间插植/组织间插植的妇瘤患者110例，依据原始图像重新制定4组计划，分别为基于图形优化的正向计划Gro，基于模拟退火逆向优化算法IPSA1、IPSA2（IPSA2是在IPSA1基础上增加体积剂量限值），以及基于混合逆向优化算法HIPO。比较4组计划中CTV的体积剂量参数V200、V150、V100、D90、D98、适形度指数CI，以及膀胱、直肠、乙状结肠D2cc、D1cc、D0.1cc剂量参数。结果正向计划优化时间相较于逆向优化时间较长，其次是HIPO优化。剂量学方面对比，逆向优化HIPO计划的HRCTV D90、D98、V100参数优于正向优化和IPSA，逆向优化IPSA1、IPSA2、HIPO三组的HRCTV D90、V100高于正向优化Gro，差异有统计学意义（Plt;0.05）；4组计划靶区适形指数CI接近，差异无统计学意义（Pgt;0.05）；危及器官方面，HIPO计划的膀胱、直肠D2cc所受剂量低于其他3组，对于膀胱吸收剂量，正向优化Gro与IPSA1、HIPO相比差异有统计学意义（Plt;0.05）；对于直肠，IPSA1、IPSA2、HIPO组的D2cc、D1cc参数优于Gro，差异有统计学意义（Plt;0.05）；4组计划的乙状结肠剂量参数接近，差异无统计学意义（Pgt;0.05）。结论对于妇科肿瘤近距离三维后装放疗计划，正向与逆向优化均能满足临床要求，使用逆向HIPO优化可实现更好的靶区覆盖以及减少膀胱、直肠受量，设计时间也可接受，在计划首次优化时推荐使用，实际临床可结合图形优化人工微调以获得更为个体化的计划剂量分布。

关键词：妇科肿瘤；后装放疗；逆向优化；IPSA；HIPO

子宫颈癌、子宫内膜癌、卵巢癌等常见的妇科恶性肿瘤严重威胁全球女性健康，早期筛查和诊断是降低癌症发病率和死亡率的重要手段。妇科肿瘤以综合治疗为主，包括手术、化疗、放疗等。近距离三维后装放疗是放射治疗的方法之一，相比于体外照射放射治疗，后装放疗具有近放射源处剂量高，源周围剂量跌落迅速的优点，在肿瘤放疗中有不可替代的作用［1］。

三维后装放疗是目前后装近距离放疗技术的主流，三维后装治疗计划系统（TPS）提供正向与逆向优化的计算，并在临床上得到广泛应用。图形优化（Gro）是一种正向优化方法，通过手动调整等剂量曲线来实现靶区覆盖，同时兼顾周围正常组织的受量［2］。模拟退火逆向优化算法（IPSA）基于解剖结构进行计算，利用模拟退火降温算法对放射源的驻留时间进行优化［3-5］，因普及率高、优化效果好，在临床上应用较为广泛。随着治疗计划系统的升级，混合逆向优化（HIPO）作为逆向优化的替代，也逐渐应用于临床，其结合模拟退火随机算法和有限内存确定性算法（LMBFGS）实现3D剂量分布［6-9］，具有独特的通道锁定功能并且允许手动布源，是目前较为先进的体积优化工具。彭倩等［10］在后装治疗图形优化与逆向优化剂量学对比中提到两组计划在靶区剂量分布的均匀性、适形度等指标差异无统计学意义。晏川均等［11］报道在进行宫颈癌IC/ISBT时图形优化（GO）计划较IPSA、HIPO计划更适形。薛涛等［12］在宫颈癌后装治疗逆向优化算法的比较分析中提出采用HIPO优化比IPSA优化可获得更好的靶区HI。与以往研究不同的是，本研究在逆向优化IPSA以表面剂量点为参考目标的基础上，增加体积剂量限制的对比，进一步探讨逆向优化方法之间的差异性，对每例患者采用正向和逆向优化方法重新制定4组计划，探讨不同计划之间的剂量学差异，为妇科肿瘤三维后装治疗优化方法的选用提供参考。