石先偉 陳亞正 何 英 梁麗華 唐組閣 王 麗 袁 志 別 俊 潘榮強(qiáng)*

當(dāng)前主流的腫瘤放射治療計(jì)劃系統(tǒng)(treatment planning system，TPS)是以計(jì)算機(jī)斷層掃描[1](computed tomograph，CT)圖像為基礎(chǔ)進(jìn)行靶區(qū)、正常組織勾畫和計(jì)劃設(shè)計(jì)，而組織電子密度或者相對電子密度是TPS通量優(yōu)化以及劑量計(jì)算時(shí)必不可少的因子。人體組織的電子密度在計(jì)劃系統(tǒng)中是通過器官的CT-密度曲線轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電子密度，從而成為放射治療計(jì)劃不均勻劑量校正計(jì)算的重要因素[1]。因此，準(zhǔn)確的電子密度信息對劑量計(jì)算至關(guān)重要。本研究避開CT-密度曲線，通過國際輻射測量標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(International Commission on Radiation Unites and Measurements，ICRU)46號(hào)報(bào)告[2]提供的人體電子密度來計(jì)算相對電子密度(relative electron density，rED)，提供給計(jì)劃系統(tǒng)(Monaco 5.11瑞典)里組織勾畫功能模塊用以計(jì)算，通過人為指定電子密度的方法研究其對放射治療計(jì)劃劑量準(zhǔn)確性的影響。

表1 三種治療計(jì)劃與原始計(jì)劃之間的靶區(qū)劑量參數(shù)偏差(，%)

注：表中D98為98%計(jì)劃靶區(qū)體積劑量；D2為2%計(jì)劃靶區(qū)體積劑量；Dmean為平均劑量

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2018年1月至2019年12月南充市中心醫(yī)院實(shí)施放射治療的4例術(shù)后宮頸癌患者CT圖像，保留原始計(jì)劃，并重新計(jì)算符合臨床劑量處方的計(jì)劃。術(shù)后宮頸癌患者的計(jì)劃臨床靶體積(planning clinical target volume，PCTV)包括腹部淋巴結(jié)引流區(qū)(PCTVln)，陰道殘端(PCTV1)，宮旁組織(PCTV2)，周圍正常器官主要包括膀胱、直腸、小腸及左右股骨頭。放射治療計(jì)劃系統(tǒng)為Monaco5.11版本，計(jì)劃設(shè)計(jì)過程中對危及器官(organ at risk，OAR)的劑量限值為：膀胱劑量體積V40＜40%，直腸V40＜40%，小腸V30＜30，所有靶區(qū)和OAR的D1cc≤50 Gy。所有靶區(qū)的劑量處方均為45 Gy/25次。

供試品種為大力士蘇丹草(Sorghum sudanense)作為旱區(qū)高產(chǎn)穩(wěn)收的一年生禾本科優(yōu)質(zhì)牧草，其適應(yīng)性強(qiáng)，飼用價(jià)值高，適用于調(diào)制干草、青飼和青貯等。

1.2 儀器設(shè)備

采用Axess加速器(瑞典Elekta公司)多葉光柵數(shù)據(jù)，以及Monaco5.11計(jì)劃系統(tǒng)(瑞典Elekta公司)設(shè)計(jì)宮頸癌放射治療計(jì)劃。

1.3 放射治療計(jì)劃

制定放射治療計(jì)劃的基本原則是在保證處方劑量覆蓋靶區(qū)體積95%以上即D95≥處方劑量，盡可能壓低正常組織的受量。除電子密度外在優(yōu)化的宮頸癌治療計(jì)劃與原始計(jì)劃采用一致的條件，采用雙全弧360°的容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放射治療(intensity modulated radiation therapy，IMRT)技術(shù)進(jìn)行照射[3-5]。使用子野形狀優(yōu)化方法和存儲(chǔ)劑量片段方法提高計(jì)算效率。計(jì)算網(wǎng)格為0.3 cm×0.3 cm×0.3 cm，最小子野寬度0.6 cm。

歌詞是歌曲傳播的載體，現(xiàn)下有許多流行歌曲的歌詞內(nèi)容豐富，文筆優(yōu)美，有的博古通今，有的貼近生活，富有較多的文學(xué)素養(yǎng)等著我們?nèi)ネ诰?。?dāng)然也存在較為惡俗的歌詞，這時(shí)就需要老師嚴(yán)格把關(guān)，慎重選擇，再推薦給學(xué)生。那么，如何將歌詞運(yùn)用到作文教學(xué)中去呢？怎么教會(huì)學(xué)生在流行歌詞中找素材，煉字句，將歌詞中的好與美化為己用呢？

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

本文設(shè)計(jì)一種用于可流動(dòng)狀態(tài)下細(xì)胞電阻抗成像檢測的多電極陣列微流控芯片。該芯片可以對靜止?fàn)顟B(tài)下的細(xì)胞和流動(dòng)狀態(tài)下的細(xì)胞進(jìn)行電阻抗成像檢測。仿真軟件模擬結(jié)果顯示,電極對內(nèi)部細(xì)胞的位置變化比較敏感,可以通過電極所測量的電壓變化計(jì)算出細(xì)胞的空間分布。

以原始計(jì)劃(Plan)為參考計(jì)劃，計(jì)算Plan1、Plan2和Plan3的劑量參數(shù)與參考計(jì)劃參數(shù)的偏差，其計(jì)算為公式1：

式中X為1、2、3。

在OAR中，對于膀胱：Plan1的D1cc、Dmean、V30及V40與原始計(jì)劃的偏差為-0.3%～-0.5%，Plan2引起的偏差為1%～3%，Plan3產(chǎn)生的誤差最為寬泛，為-5%～1%。直腸的劑量參數(shù)在Plan1中的偏差在-0.1%左右，Plan2和Plan3偏差分別是前者的2倍和10倍以上。小腸的劑量參數(shù)在Plan1和Plan2中波動(dòng)范圍很小，為-0.02%～-0.44%，Plan3中的小腸劑量參數(shù)波動(dòng)范圍＜1.79%。Plan2、Plan3的個(gè)別參數(shù)偏差＞2%，按照文獻(xiàn)[7-9]以及醫(yī)用電子直線加速器質(zhì)量控制指南標(biāo)準(zhǔn)[10]不建議臨床使用。膀胱電子密度改變后對3種計(jì)劃的子野總數(shù)無影響，出束跳數(shù)的平均偏差分別為0.05%、-0.47%和1.84%。準(zhǔn)確的電子密度導(dǎo)致跳數(shù)不受影響，rED增大則使跳數(shù)偏差也增加，即呈線性相關(guān)。Plan1的整體劑量偏差＜0.6%，從放射治療精確度考慮與原始計(jì)劃無明顯差異。3種治療計(jì)劃與原始計(jì)劃OAR劑量參數(shù)的比較見表2。

通過國際輻射測量標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)ICRU 46號(hào)報(bào)告查詢到膀胱和人體的rED，從而得到rED=1.027，將該值填入Monaco 5.11系統(tǒng)中勾畫功能模塊對應(yīng)位置，將該計(jì)劃命名為Plan1。此外，為了觀察該值對計(jì)劃的影響，取膀胱的rED=0.5、rED=1.5對應(yīng)的計(jì)劃為Plan2，Plan3。每個(gè)患者CT圖像制定3個(gè)計(jì)劃，4例患者共12個(gè)治療計(jì)劃。改變r(jià)ED后只計(jì)算劑量，無需重新優(yōu)化通量。計(jì)算完畢后，將所有計(jì)劃的PCTVln劑量歸一到D95為45 Gy，在劑量-體積直方圖(dosevolume histogram，DVH)中統(tǒng)計(jì)的劑量參數(shù)包括所有靶區(qū)的D98、D2以及平均劑量(Dmean)，OAR膀胱、直腸和小腸的劑量D1cc和Dmean為30 Gy、40 Gy覆蓋的相對體積容積劑量參數(shù)為V30和V40。

2 結(jié)果

2.1 靶區(qū)劑量偏差

將rED為1.027、0.5和1.5在計(jì)劃系統(tǒng)中賦予膀胱電子密度，分別生成Plan1，Plan2，Plan3。1.027是準(zhǔn)確的膀胱平均電子密度，另取0.5、1.5作為實(shí)驗(yàn)電子密度來評估該參數(shù)對計(jì)劃劑量的影響。在靶區(qū)PCTV1、PCTV2和PCTVln的劑量參數(shù)D98、D2及Dmean在3種計(jì)劃中與原始計(jì)劃Plan0的偏差中，Plan1中的3個(gè)靶區(qū)的劑量參數(shù)偏差為-0.01%～0.04%，且88%的數(shù)值略低于原始計(jì)劃；Plan2中靶區(qū)劑量與Plan0的偏差為-0.11%～1.63%；Plan3與Plan0的靶區(qū)劑量偏差為-4.64%～1.58%。在靶區(qū)劑量方面，與原始計(jì)劃比較，Plan1與Plan2的偏差＜2%，均可忽略不計(jì)。rED為1.5生成的Plan3對靶區(qū)劑量準(zhǔn)確性造成了明顯影響，遠(yuǎn)高于Plan1、Plan2。3種治療計(jì)劃與原始計(jì)劃之間的靶區(qū)劑量參數(shù)偏差見表1。

2.2 OAR劑量偏差

比較同一患者不同計(jì)劃之間跳數(shù)和子野總數(shù)的偏差。

表2 三種治療計(jì)劃與原始計(jì)劃危及器官劑量參數(shù)的比較(，%)

表2 三種治療計(jì)劃與原始計(jì)劃危及器官劑量參數(shù)的比較(，%)

注：表中D1cc為1 cc體積所受照劑量；Dmean為平均劑量；V30和V40均為容積劑量參數(shù)

3 討論

將膀胱的rED為1.027，人為賦予放射治療計(jì)劃系統(tǒng)而產(chǎn)生的計(jì)劃(Plan1)與原始計(jì)劃相比(Plan0)偏差可忽略不計(jì)。為減少與原始計(jì)劃的區(qū)別，生成的計(jì)劃未重新優(yōu)化通量，只進(jìn)行了劑量計(jì)算。此外隨機(jī)選擇rED=0.5、1.5產(chǎn)生計(jì)劃(Plan2、Plan3)來比較rED的改變對計(jì)劃劑量準(zhǔn)確度產(chǎn)生的影響

在北京石油干部管理學(xué)院學(xué)習(xí)的兩個(gè)月中，我們學(xué)習(xí)了很多哈佛管理課程。“溝通難題”，本身就是提高自身工作能力的一種表現(xiàn)。

國外學(xué)者[11-14]分別對組織電子密度對于腫瘤位于頭部、頸部、腹部、胰腺癌以及前列腺癌的放射治療計(jì)劃的影響進(jìn)行研究，其結(jié)果顯示電子密度對靶區(qū)和OAR的劑量影響在2%和5%以內(nèi)。Prior等[6]為了研究磁共振圖像直接用于肺癌容積旋轉(zhuǎn)IMRT計(jì)劃計(jì)算，而將相對電子密度賦予計(jì)劃系統(tǒng)模塊，選取了6例患者，對靶區(qū)和肺組織均進(jìn)行rED賦值，劑量參數(shù)與基于CT圖像生成的計(jì)劃相比有5%的偏差[6,15]。Jonsson等[16]研究了電子密度對喉癌三維適形放射治療計(jì)劃和靜態(tài)固定野調(diào)強(qiáng)計(jì)劃的影響，其勾畫了肺組織，軟組織，但未勾畫骨骼，靶區(qū)的D95與原始計(jì)劃的平均偏差在-0.56%左右(-2.47～0.46)。Rank等[13]和Karotki等[14]證明了對骨骼、空氣以及軟組織使用合理的rED可以生成臨床上可接受的放射治療計(jì)劃。諸如上述研究主要基于單個(gè)靶區(qū)和少數(shù)OAR的參數(shù)統(tǒng)計(jì)，對于不同部位的腫瘤放射治療計(jì)劃，相對電子密度對計(jì)劃劑量的影響結(jié)論并不一致。

4 結(jié)論

本研究通過ICRU找到準(zhǔn)確的膀胱絕對電子密度，進(jìn)一步計(jì)算得到其相對電子密度，在Monaco計(jì)劃系統(tǒng)上賦予該值，統(tǒng)計(jì)靶區(qū)PCTV1、PCTV2及PCTVln的D98、D2和Dmean多項(xiàng)指標(biāo)，以及重要OAR的各種劑量參數(shù)包括D1cc、Dmean、V30及V40，其結(jié)果表明，膀胱準(zhǔn)確的相對電子密度可以生成與原始計(jì)劃偏差極小，且符合臨床需要的放射治療計(jì)劃。Chen等[17]在基于磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)上的胰腺癌放射治療體位研究中，將胰腺腫瘤以及肝、腎、腸胃道以及脊髓等所有正常組織均授予準(zhǔn)確的相對電子密度，得到了符合臨床治療的放射治療計(jì)劃。本研究修改了一個(gè)OAR的rED，如果賦予更多器官的電子密度，是否能得到與原始計(jì)劃一致的劑量結(jié)果有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。主流的放射治療計(jì)劃系統(tǒng)以CT圖像為基礎(chǔ)，但MRI在軟組織對比度上和功能影像方面更有優(yōu)勢[18-20]。由于MRI缺乏電子密度信息而無法直接用來劑量計(jì)算，將導(dǎo)入到計(jì)劃系統(tǒng)中的MRI手動(dòng)賦予電子密度這一方法可以解決這一困難。本研究為MRI投入計(jì)劃系統(tǒng)參與劑量計(jì)算提供了前期基礎(chǔ)，對提高腫瘤放射治療精度具有重要的指導(dǎo)意義。