插值网格尺寸对头颈癌VMAT治疗中2D/3Dγ通过率的影响:PSQA精准度优化研究

【字体: 时间:2025年06月26日 来源:Radiation Physics and Chemistry 2.8

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  本研究针对放射治疗患者特异性质量保证(PSQA)中插值网格尺寸(IGS)对γ通过率(GPR)的影响展开系统分析,通过15例舌癌VMAT计划在I'MatriXX和Dolphin探测器下的2D/3D剂量验证,发现IGS减小可提升GPR但存在饱和点(1.3mm@4%4mm),3D分析对IGS变化敏感性更低,为临床选择2mm IGS提供循证依据,对优化TG-218标准实施具有重要意义。

  

随着容积旋转调强放疗(VMAT)在头颈癌治疗中的广泛应用,患者特异性质量保证(PSQA)的精准度成为确保疗效的关键。尽管γ分析法被广泛用于剂量验证,但插值网格尺寸(IGS)这一关键参数对γ通过率(GPR)的影响机制尚未明确,临床实践中常忽视TG-218报告中"IGS应为距离-剂量一致标准(DTA)1/3"的建议。这种认知空白可能导致PSQA结果出现偏差,进而影响治疗方案的决策。

为系统评估IGS对GPR的影响规律,研究人员开展了一项创新性研究。通过分析15例早期舌鳞癌患者的VMAT计划(处方剂量60Gy/30f),采用Monaco 5.51.10治疗计划系统(TPS)的蒙特卡罗算法计算剂量,并利用I'MatriXX(二维电离室矩阵)和Dolphin(三维探测器阵列)获取实测剂量数据。研究团队设计了6个IGS梯度(5mm至1mm),在4组γ标准(4%4mm至2%2mm)下进行720次对比分析,结合t检验和ANOVA统计方法,首次揭示了IGS与GPR的量化关系。

关键技术方法包括:1) 使用蒙特卡罗算法计算不同IGS下的剂量分布;2) 通过I'MatriXX和Dolphin探测器获取2D/3D实测剂量;3) 采用OmniPro软件进行γ分析;4) 应用Student's t-test和ANOVA进行统计学差异分析。

结果部分核心发现:

  1. IGS对2D GPR的影响:在4%4mm标准下,GPR随IGS减小持续升高至1.3mm后达平台期(p<0.01);3%3mm标准则在1mm饱和。而3%2mm标准未观测到饱和现象,提示更小IGS可能带来增益。
  2. 3D分析优势:所有IGS水平下3D GPR均显著高于2D(p<0.01),尤其在3mm以上IGS时差异更显著,归因于3D数据密度优势。
  3. 临床通过率:当IGS降至1mm时,100%病例满足4%4mm和3%3mm标准,但2%2mm标准改善有限。

讨论与结论:
研究证实IGS是影响PSQA结果的关键变量,2D分析对IGS变化更敏感。3D分析因数据维度优势展现出更好的稳定性,支持其作为VMAT验证的首选方法。值得注意的是,IGS=1/3 DTA的经典建议在本研究中得到验证——对于常用3mm DTA,2mm IGS即能平衡精度与临床可行性。这一发现为TG-218指南的临床应用提供了实证支持,对规范全球放疗中心的PSQA流程具有重要指导价值。

该研究的创新性在于首次系统量化了IGS与GPR的关系图谱,其临床意义体现在三方面:1) 明确2mm是兼顾精度与效率的最佳IGS选择;2) 证实3D分析在VMAT验证中的优越性;3) 为不同γ标准下的IGS选择提供决策依据。未来研究可进一步探索亚毫米IGS在超高精度放疗中的应用潜力,以及人工智能辅助的自动IGS优化算法开发。

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