郭彩萍 舒华忠 桂志国 张丽媛

1(中北大学电子测试技术国家重点实验室，太原 030051)2(中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原 030051)3(太原工业学院电子工程系，太原 030008)4(东南大学影像科学与技术实验室，南京 210096)

基于混合准则的IMRT计划优化

郭彩萍1,2,3舒华忠4*桂志国1, 2张丽媛1, 2

1(中北大学电子测试技术国家重点实验室，太原 030051)2(中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原 030051)3(太原工业学院电子工程系，太原 030008)4(东南大学影像科学与技术实验室，南京 210096)

在适形调强放射治疗计划优化方法中，基于广义等效均匀剂量(gEUD)的生物优化不能较好地控制靶区剂量覆盖特性，基于剂量体积(DV)的物理优化不能反映组织对剂量的非线性反应，为此提出一种基于gEUD生物准则和物理准则(最小剂量和平均剂量)混合准则约束的方法，结合两类准则的优势，更好地兼顾靶区剂量覆盖特性和保护危及器官。采用10例前列腺病例数据仿真，从剂量学和生物学两方面比较和评价。混合准则优化较物理准则优化能够在保证靶区剂量覆盖特性相似的前提下，降低危及器官的剂量，直肠的平均剂量、V50和V60，膀胱的平均剂量、V65、V70、V75、正常组织并发症概率(NTCP)和gEUD有统计学显著差异(P<0.05)。混合准则优化与生物准则优化相比，一方面靶区剂量覆盖特性得到很大改善，靶区剂量统计指标和生物指标均有显著性差异(P<0.05)；另一方面危及器官得到保护，表现在直肠平均剂量、V50、V60、V75、NTCP和gEUD，膀胱V75和gEUD有显著性差异(P<0.05)。总之，在保证靶区放疗剂量的同时，基于gEUD的混合准则放疗优化能够减少危及器官的照射剂量，为进一步改善靶区剂量覆盖特性、提高治疗增益比提供可能。

gEUD；DV约束；物理优化；生物优化；混合准则优化

引言

在IMRT(intensity-modulated radiation therapy)治疗中，提高治疗增益比，即提高肿瘤控制率(tumor control probability，TCP)，减小正常组织并发症概率(normal tissue complication probability，NTCP)是放疗研究者们一直追求的目标[1-2]。现在大部分的IMRT计划系统使用基于剂量-体积(dose-volume,DV)或剂量的优化法，但满足DV约束的解有很多，不能反映组织对剂量的非线性反应[3]。……