1、医疗卫生装备2023年1月第44卷第1期Chinese Medical Equipment JournalVol 44No 1January2023Bias Dose 在脑转移肿瘤序贯放疗计划设计中的应用刘灏1，2，费振乐1，3*，郝远翔2，牛振洋3，武曼莉2（1.安徽医科大学生物医学工程学院，合肥 230032；2.皖北煤电集团总医院（蚌埠医学院第三附属医院）放射治疗室，安徽宿州 234000；3.联勤保障部队第 901 医院放疗科，合肥 230031）摘要目的：分析医科达 Monaco 计划系统的 Bias Dose 计划设计功能应用于脑转移肿瘤的序贯放疗计划设计的可行性及优缺点。方法：选
2、择 10 例脑转移肿瘤患者，以同一首程计划为基础，分别使用常规方法和 Bias 方法（采用Bias Dose 计划设计功能）设计再程计划，作为常规计划组和 Bias 计划组，比较 2 组计划的剂量分布情况、机器跳数及计划设计时间（包括优化时间和预估执行时间）。使用 SPSS 22.0 软件进行统计学分析。结果：相较于常规计划组，Bias 计划组计划肿瘤区（planning gross tumor volume，PGTV）的 D2偏高 0.64%，计划靶区（planning target volume，PTV）的 Dmean偏低 1.18%，差异均具有统计学意义（P0.05），且结果均在临床可接
3、受范围。2 组计划靶区覆盖率均在96%以上，危及器官受量均在临床限值内，差异均无统计学意义（P0.05）。Bias 计划组的适形性指数、PGTV 靶区的均匀性指数、机器跳数和预估执行时间均高于常规计划组，PTV 靶区的均匀性指数低于常规计划组，差异均具有统计学意义（P0.05）。结论：应用 Bias Dose 计划设计功能设计脑转移肿瘤序贯放疗计划，虽然在机器跳数和预估执行时间方面有一定的劣势，但在靶区剂量分布方面具有一定的优势，同时也给计划设计和评估带来很大便利，因此在脑转移肿瘤序贯放疗中应采用 Bias Dose 计划设计功能以取得更优的剂量分布。关键词Monaco 计划系统；Bias D
4、ose；序贯放疗；剂量分布；脑转移瘤中国图书资料分类号R318；R815文献标志码A文章编号1003-8868（2023）01-0064-05DOI：10.19745/j.1003-8868.2023011Application of Bias Dose in sequential radiotherapy planning ofbrain metastasesLIU Hao1,2,FEI Zhen-le1,3*,HAO Yuan-xiang2,NIU Zhen-yang3,WU Man-li2(1.School of Biomedical Engineering,Anhui Medical
5、University,Hefei 230032,China;2.Department of Radiation Oncology,Anhui Wanbei Coal-Electricity Group General Hospital,the Third Affiliated Hospital of Bengbu Medical College,Suzhou234000,Anhui Province,China;3.Department of Radiation Oncology,the 901st Hospital of Joint Logistics Support Force,Hefei
6、 230031,China)AbstractObjectiveTo analyze the feasibility,advantages and disadvantages of Bias Dose planning of Elekta Monacoplanning system in the design of sequential radiotherapy plans for brain metastatic tumors.MethodsTen patients with brainmetastatic tumors were selected and the same first cou
7、rse plan was used as the background dose.The re-course plans of thepatients were designed with the conventional method and Bias method respectively and enrolled into a conventional plangroup and a Bias plan group.The dose distribution,monitor unit and plan design time were compared between the two g
8、roups.Statistical analysis was performed using SPSS 22.0 software.ResultsWhen compared with the conventional plan group theBias plan group had the D2value of the planning gross tumor volume(PGTV)0.64%higher,the Dmeanvalue of the planningtarget volume(PTV)1.18%lower,both with statistically significan
9、t differences(P0.05).The Bias plan group had the conformity index,homogeneity index of PGTV,monitor unit and estimated execution time all higher than those of the conventional plan group,while the homogeneity index of PTV lower,with all the differences being statistically significant(P0.05）；PGTV 靶区
10、D2偏高 0.64%，但低于 110%的处方剂量；PTV 靶区 Dmean偏低 1.18%，差异具有统计学意义（P0.05）。对于靶区覆盖率（target coverage，TC），无论是 PGTV 还是 PTV，Bias 计划组均略低于常规计划组（P0.05）。虽然 2 组计划叠加了同一背景剂量，且再程计划均进行了剂量归一操作，但由于 2 组再程计划剂量分布的差异，总的 TC 仍略有差异，但差异无统计学意义（P0.05）。2.22组计划靶区的适形性、均匀性比较如图 1、2 所示，对于 PGTV 靶区来说，Bias 计划刘灏，费振乐，郝远翔，等.Bias Dose 在脑转移肿瘤序贯放疗计划设计
11、中的应用J.医疗卫生装备，2023，44（1）：64-68.Thesis论著Thesis论著 65 医疗卫生装备2023年1月第44卷第1期Chinese Medical Equipment JournalVol 44No 1January2023表1放疗计划评估指标评估指标释义最大剂量 D22%的靶区体积受到的剂量平均剂量 Dmean靶区受到的平均剂量TCTC=TVp/TV100%，其中 TVp为处方剂量覆盖的靶区体积，TV 表示靶区总体积HIHI=D5/D95，其中 D5表示 5%的靶区体积受到的剂量，D95表示 95%的靶区体积受到的剂量7。HI 的取值范围为 01，越接近 1 表示靶区
12、剂量的均匀性越好CICI=（VTref/VT）（VTref/Vref），其中 VTref为参考等剂量线所包绕区域体积，VT 为总的靶区体积，Vref为参考等剂量曲线包绕的 PTV 体积8-9。CI 的取值范围为 01，越接近 1 表示适形性越好优化时间Monaco 计划系统优化计划所用的时间预估执行时间Monaco 计划系统计算出的预估治疗时间靶区（PGTV、PTV）最小剂量 D9898%的靶区体积受到的剂量危及器官最大剂量 Dmax在本研究中用于评估串行器官的最大剂量。晶体、眼睛、视神经等成对器官统计结果取最大值计划参数机器跳数直线加速器需要输出的跳数组的适形性指数（conformity i
13、ndex，CI）和均匀性指数（homogeneity index，HI）均高于常规计划组，差异具有统计学意义（CI：P0.001，HI：P=0.008）；对于 PTV靶区，Bias 计划组的 CI 高于常规计划组，差异具有统计学意义（P=0.011），Bias 计划组的 HI 低于常规计划组，差异具有统计学意义（P=0.005）。2.32组计划参数比较2 组计划机器跳数、优化时间和预估执行时间比较结果见表 3。常规计划组和 Bias 计划组的优化时间无明显差异（P0.05）；但 Bias 计划组的预估执行时间及机器跳数均大于常规计划组，2 组差异具有统计学意义（P0.05）。2.42组计划危及
14、器官剂量比较2 组计划危及器官最大剂量比较结果见表 4。由表 4 可以看出，Bias 计划组危及器官的最大剂量除眼睛外均低于常规计划组，但差异无统计学意义（P0.05）。2.52组计划总体剂量分布比较选取某例患者的计划，其总剂量分布及 2 种计划剂量差异分布如图 3 所示。图 3（a）、（b）中显示剂量范围为 4065 Gy，蓝色区域表示低剂量，红色区域表示高剂量。由图 3（a）、（b）可以看出，2 种计划的低剂量区域基本一致，但在PGTV 和 PTV 中间区域内，Bias 计划的高剂量区域明显少于常规计划。图 3（c）是常规计划剂量减去 Bias 计划剂量生成的剂量分布，红色区域为正值，表示
15、常规计划剂量更高，颜色越深，差值越大；蓝色区域为负值，表示 Bias 计划剂量更高，颜色越深，差值越大。从图 3（c）中可看出，红色区域明显多于蓝色区域，且集中于 PGTV 外。3讨论目前，脑转移肿瘤的序贯放疗仍是大部分医院采取的主要治疗方式。研究10-12表明，序贯放疗可以在保证肿瘤得到足够剂量的同时最大限度地保护危表22组计划靶区剂量比较（x?s）分组PGTVPTVD98/GyDmean/GyD2/GyTC/%D98/GyDmean/GyD2/GyTC/%常规计划组61.201.1962.930.4464.050.5099.321.1839.380.8947.292.1461.972.11
16、96.971.72Bias 计划组60.651.2563.060.5264.460.5998.761.4439.340.8746.741.8161.762.5696.911.75P0.0780.1560.0010.1730.1710.0250.3500.190图12组计划靶区CI分布比较0.950.850.750.650.550.450.350.250.1512345678910患者序号CI常规计划组的 PGTVBias 计划组的 PGTV常规计划组的 PTVBias 计划组的 PTV图22组计划靶区HI分布比较表32组计划参数比较（x?s）分组机器跳数/MU优化时间/s预估执行时间/s常规计划组556.77154.05138.2565.98179.8440.22Bias 计划组756.34190.29140.4372.67197.8140.27P0.0010.8190.0121.61.51.41.31.21.11.0HI12345678910患者序号常规计划组的 PGTVBias 计划组的 PGTV常规计划组的 PTVBias 计划组的 PTV刘灏，费振乐，郝远翔，等.Bias Do
