不同CT-RED校准曲线对Eclipse TPS计划剂量计算准确性的影响：基于脑、乳腺和直肠肿瘤的多中心研究

本研究针对放射治疗中CT-RED（Computed Tomography to Relative Electron Density）校准曲线选择对剂量计算准确性的影响问题，通过比较CIRS、Catphan两种体模与Eclipse治疗计划系统（TPS）默认曲线在脑、乳腺和直肠肿瘤VMAT（Volumetric Modulated Arc Therapy）计划中的差异。结果显示，在脑和直肠等高密度区域，CIRS体模校准曲线显著优于默认曲线（p<0.05），而乳腺组织因密度均匀未现显著差异。该研究为临床选择精准校准方案提供了重要依据。

　　

在精准放射治疗领域，剂量计算的微小偏差可能直接影响肿瘤控制率和患者生存质量。国际指南要求放射剂量误差必须控制在5%以内，因为即使5%的剂量不足也可能导致肿瘤治愈率下降20%。然而，治疗计划系统（TPS）依赖的CT值-相对电子密度（CT-to-RED）转换曲线存在显著差异，特别是在脑部、盆腔等含高密度组织的复杂解剖区域。这种差异使得临床上面临一个关键问题：不同校准体模生成的CT-to-RED曲线，究竟会对实际治疗计划产生多大影响？

来自巴格达大学医学院、Warith国际癌症研究所和曼苏拉大学的Haydar Hamza Alabedi等研究人员开展了一项开创性研究。他们发现，在Eclipse治疗计划系统（v17版）中，使用CIRS 062M体模（含10种组织等效材料）生成的校准曲线，相比系统默认曲线，能显著提高脑部和直肠肿瘤VMAT计划的剂量计算精度。这项发表在《Egyptian Journal of Radiology and Nuclear Medicine》的研究，为临床选择最优校准方案提供了循证依据。

研究团队采用三项关键技术：首先使用西门子Somatom go.Sim AS CT扫描仪（120 kVp，2 mm层厚）分别获取CIRS和Catphan 604体模的CT值-RED校准曲线；其次对45例临床病例（脑、乳腺、直肠各15例）的VMAT计划进行重计算，保持机器跳数（MU）和子野不变；最后通过剂量体积直方图（DVH）分析PTV的D_max、D_mean、D_95%等参数及OARs受量，采用重复测量ANOVA和Friedman检验进行统计学分析。

【脑部治疗靶区】数据显示，CIRS曲线与默认曲线在PTV的D_mean（102.40±1.56 vs 100.84±0.80，p<0.001）和D_max（109.21±1.54 vs 107.84±1.63，p<0.001）存在显著差异。脑干、耳蜗等OARs的最大剂量也呈现类似趋势（p<0.05），而Catphan曲线与默认曲线无统计学差异。这表明在含颅骨的复杂解剖区域，CIRS体模能更准确表征高密度组织的电子密度。

【直肠治疗靶区】研究发现，默认曲线会系统性高估PTV_50Gy的D_mean（103.85±0.95 vs 101.67±1.53）和膀胱V_50Gy（34.90±10.37 vs 30.81±11.69），差异均具有统计学意义（p<0.05）。有趣的是，CIRS与Catphan曲线在盆腔剂量计算上表现相当（p>0.05），这可能与两者都包含足够的骨密度模拟材料有关。

【乳腺治疗靶区】三种曲线在PTV覆盖和心肺剂量参数上均无显著差异（p>0.05），如患侧肺V_20Gy（28.65±2.38 vs 28.25±2.16）和心脏D_mean（5.95±2.43 vs 5.16±2.96）。这验证了在密度均匀的乳腺组织中，校准曲线选择对剂量计算影响有限。

讨论部分指出，CIRS体模因包含骨1250等高密度材料，能更精确模拟颅骨和骨盆的电子密度分布。相比之下，Catphan体模仅含Teflon（RED≈1.90）导致其对高密度组织表征不足，这与Jafaar等学者报道的前列腺癌研究中4.2%的PTV剂量偏差相呼应。特别值得注意的是，在直肠病例中，默认曲线会使膀胱V_50Gy相对增加13.3%，这种剂量差异可能直接增加放射性膀胱炎风险。

该研究的临床意义在于：首先确立了CIRS体模在脑部和盆腔放疗中的校准优势，其次证实了乳腺等均质组织对校准曲线不敏感的特性。研究人员建议，对于含复杂解剖结构的治疗部位，应优先采用CIRS等多材料体模进行CT-RED校准，这对实现国际放射治疗协会（ICRU）提出的±5%剂量精度目标具有重要实践价值。未来研究可进一步探讨不同kVp扫描参数对校准曲线的影响，以及这种差异在质子治疗等重粒子放疗中的放大效应。