EclipseNTO参数的调整对鼻咽癌放疗计划剂量学的影响

叶芝甫

摘要：目的：通过修改瓦里安Eclipse NTO参数，分析其剂量学差异。方法：选取10例鼻咽癌患者，每位患者分别设置NTO权重分别为1～ 999。设置跌落值分别为0.01～5.00。设置NTO distances to PTV，开始剂量，跌落剂量 分别为1 mm，100%，和10%。结果：当NTO权重小于等于100，跌落值为0.1～0.3时，可以得到较为理想的计划结果。

关键词：鼻咽癌;HI;CI;NTO参数

Effect of adjustment of EclipseNTO parameters on dosimetry of radiotherapy plan for nasopharyngeal carcinoma

Abstract：Objective：The dosimetric differences were analyzed by modifying the Varian Eclipse NTO parameters. Methods：Ten patients with nasopharyngeal carcinoma were enrolled. Each patient was given a NTO weight of 1 to 999. Set the drop value to 0.01 to 5.00. Set NTO distances to PTV to start doses with drop doses of 1 mm，100%，and 10%，respectively. Result：When the NTO weight is less than or equal to 100 and the drop value is 0.1 to 0.3，the ideal planned result can be obtained.

Keywords：nasopharyngeal carcinoma;uniform index HI;conformal index CI;NTO parameters

鼻咽癌是我國常见的头颈部恶性肿瘤，发病率占总人口的15/10万～50/10 万，发病率为耳鼻咽喉恶性肿瘤之首^[1-2]。由于鼻咽部解剖结构复杂构导致鼻咽癌计划设计难度较大^[3-4]。

对于Eclipse用户来说Normal Tissue Objective（NTO）可以作为压制靶区外危及器官剂量的有力工具。通过NTO值的一些特定设置可以达到与设剂量限制环相同的作用。Eclipse有两种类型的NTO：厂商预先设定的参数和用户自定义的空间剂量变化约束参数。用户定义的NTO曲线的形状由4个参数描述：1. 距计划靶区体积（PTV）边界的距离（x_start）;2.开始的剂量（f₀）;3.终止的剂量（f_∞）;4.剂量跌落的梯度fall-off value（k）。NTO公式如下^[5]：

第一个参数x_start是距离PTV边界的距离，它定义了与目标体积相邻的一个剂量平坦度较为均匀的区域。第二个参数f₀是起始剂量，开始剂量可设定为处方剂量的某个百分比。第三个参数f_∞是终止剂量，终止剂量是NTO优化的最低剂量，其位置受跌落梯度k的影响。剂量跌落梯度k可能在0到10（mm^?1）之间，并决定了剂量均匀区域以外的NTO曲线的陡峭程度。除了这些形状参数外，NTO的重要性还取决于权重的优先级。优先级可能在0到1000之间，它确定NTO对任何其他优化条件的相对重要性。当优先级设置为0时，NTO无效，而最高优先级将会最优先优化^[5]。

本文将通过NTO参数进行排列组合作为优化条件，对计划结果进行比较，以探讨NTO参数的组合方式，使放疗计划达到一个较为理想的结果。

1.材料与方法

本文选取鼻咽癌放疗患者10例。每名患者的靶区及其处方剂量为PGTV（70Gy）、PGTV-nd（66Gy）、PCTV1（60Gy）、PCTV2（54Gy）。危及器官主要勾画有脑干、脊髓、晶体、腮腺、颞叶等。

首先每名患者均由物理师按照临床要求设计一个放疗计划。然后以此计划为模板，在只修改NTO参数的情况下进行优化。每位患者的计划中，NTO 权重值分别为 1、50、100、200、500和999。x_start为1mm，f₀为100%，f_∞为10%。fall-off 值（k）分别为0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.5、1、5。除NTO 权重和fall-off 值（k）之外的其他NTO参数都保持不变。PTV使用80的权重通过lower使处方剂量覆盖100%的体积，使用70的权重通过upper使低剂量靶区减去高剂量靶区外扩3～5mm以后Dmax小于等于处方剂量的110%，每名患者共有55个计划。所有计划均使用Eclipse11.0计划系统优化至自动退出。每个计划靶区的评价均按照如下指标：CI、HI;D_50%为中位剂量;D_98%为近似最低剂量。

2.结果

由于NTO设置对剂量分布和相应的剂量指标有很大的影响。对于每一个统计对象，本文所有图表中的统计结果均采用10个病例的平均值作为统计数据。

图1所示，在相同的fall-off 值的条件下，NTO权重为1、50、100的靶区HI、CI相差不大。在fall-off值为0.01～0.3的时候，CI处于0.9～1之间，随后CI随着fall-off 值的增大开始减少，在fall-off 值为1、5的时候，其CI处于0.8～0.9之间。HI在NTO权重为1～100时，HI位于0～0.2之间，且几乎不随fall-off 值的变化而变化。当NTO权重大于200时，HI曲线的差距则随fall-off 值的变化迅速增大，在fall-off 值为0.15时增长速度放缓，此时HI大约为1。当NTO权重为200～999的时候，HI整体偏高。

图2所示，在相同的fall-off 值条件下，NTO权重为1、50、100时，HI和CI相差不大，其CI处于0.9附近。当NTO权重为200～999时，CI开始整体偏低，且在相同fall-off 值的条件下，随着NTO权重加大而减小。均匀指数在NTO权重为1～100时，HI位于0～0.2之间，各条曲线相差不大，且几乎不随fall-off 值的变化而变化。当NTO权重为200～999的时候，HI整体偏高，且在相同fall-off 值的条件下，随着NTO权重加大而变大。

图3所示，在相同的fall-off 值条件下，权重为1、50的靶区之间的HI和CI相差不大，其CI处于0.8附近。当NTO权重为200～999的时候，CI开始整体偏低，且在相同fall-of值的条件下，随着NTO权重加大而减小，在NTO权重为999时CI已經不存在，故在图表中无显示。

HI在NTO权重为1～100时，位于0～0.2之间，各条曲线相差不大，且几乎不随fall-off 值的变化而变化。当NTO权重为200～999的时候，HI整体偏高，且在相同fall-off 值的条件下，随着NTO权重加大而变大。在fall-off 值为0.01～0.15之间增长最快。

文中的脊髓为实际脊髓的基础上外扩3mm形成的实心结构。当NTO权重在1～100时，脊髓的最大点剂量均处于40～43Gy之间。NTO权重为500、999时随fall-off 值的增大急剧下降。

本文中的脑干均为实际脑干的基础上外扩3mm形成的实心结构。由图可以看出当NTO权重在1～100时，脑干的最大点剂量相对比较稳定，均处于60～65Gy之间，随fall-off 值 的变化波动很小。NTO权重为200、500、999时随fall-off 值 的增大急剧下降，且权重越大下降越明显。

文中的晶体分为左右两侧晶体。图例中L前缀的为左侧晶体的统计结果，R前缀的为右侧晶体的统计结果。由图可以看两侧晶体出当NTO权重在1～200时，其最大点剂量相对比较稳定，均处于8～9Gy之间，随fall-off 值 的变化波动很小。

文中的腮腺均为左右两侧。图例中L前为左侧腮腺，R前缀为右侧腮腺统计结果。当NTO权重在1、100时，其缀V_30Gy%相对比较稳定，均处于45%～50%之间，随fall-off 值 的变化波动较小。NTO权重为200时V_30Gy%随fall-off 值 的上升再缓慢下降，其最大值越78%。NTO权重为500、999时随fall-off 值 的增大急剧下降，且权重越大下降越明显。

3.讨论

从上述结果中可以看到，单纯从保护腮腺的角度要尽量降低腮腺的受照射体积，NTO权重应当尽量放大。单纯从保护脊髓的角度优先选择500、999的权重，其次选择1、50、100时，其最大剂量点也在临床可接受的范围。由于脑干是串行器官，临床上希望最大剂量越低越好。当NTO权重为500、999时，两侧晶体最大点剂量随fall-off 值的增大快速下降。

对于PTV-GTV，其权重应为1-100、fall-off 值小于0.3为宜。当PTV-1NTO权重为1、50、100的CI处于0.9附近。当NTO权重为200～999的时候，CI开始整体偏低。在NTO权重为999的曲线随着fall-off 值的增加快速趋近于0。HI在NTO权重为1～100时，HI位于0～0.2之间，当NTO权重为200～999的时候，HI整体偏高。PTV-2的NTO权重应为1-100为宜。

参考文献：

[1] 黄春兰，刘华之，侯良.鼻咽癌患者放疗常见并发症的预防及护理干预观察[J].中国当代医药，2017，24（11）：177-179

[2] 卢晓光，王峻峰，黄河.鼻咽癌不同调强放射治疗计划的剂量学比较[J].长江大学学报，2018，15（20）：11-15

[3] 孙久波，郝俊芬，等.鼻咽癌常规放疗与调强放疗的临床研究[J].中华肿瘤防治杂志，2012，19（19）：1495-1948.

[4] 冯惠华.鼻咽癌调强放疗计划设计和优化方法分析[J].世界最新医学信息文摘，2018，17（80）：21-24

[5] James，Bell，et al.Fine-tuning the normal tissue objective in eclipse for lungstereotactic body radiation therapy[J]. Medical Dosimetry，2017，43（4）：344-350