基于模板库实施VMAT计划自动优化初步研究

目的 研究基于优化条件模板库实施容积调强弧形治疗(VMAT)治疗计划自动优化的可行性.方法 回顾选择Eclipse计划系统VMAT计划直肠癌术后患者68例,处方剂量为50 Gy分25次.筛选19例患者分别提取其靶区及危及器官有效特征值构成向量,并将每例患者计划的最终优化限制条件保存为模板;其次选取15例(10例模板库中计划和5例模板库外计划)直肠癌患者进行自动优化验证.根据多维向量相似性原理,定义相似性参数 α.设计程序自动从模板库中选择除自身模板外最优计划模板进行自动计划设计.将利用最优模板进行自动计划设计放疗计划(ATP)与临床应用计划(CP)进行剂量学验证,配对样本t检验比较、Pearson相关性分析剂量参数与相似性参数 α 的相关性.对相关剂量参数与 α 进行最小二乘法线性拟合,探索相关参数伴随 α 变化的ATP相对于CP的变化趋势.结果 13例ATP剂量学结果整体略差于CP结果[适形指数(P=0.004)、均匀指数(P=0.015)、小肠V40(P=0.003)、小肠Dmean(P=0.022)].13例患者 α 值分别为2.67、2.60、2.60、2.49、2.67、2.74、2.72、2.48、2.53、2.86、2.68、2.56、2.63;α 与膀胱V40和Dmean具有显著的相关性(r=0.649、0.603,P=0.016、0.029);仅小肠V40和Dmean伴随 α 增大ATP相对于CP逐渐变差,其余参数均伴随 α 值的增大,使用ATP接近并优于CP.结论 ATP所得结果略差于CP,但能够满足临床要求.需要进一步优化模板库和模板质量以及优化最优模板筛选方法进行探索可能.