多脑转移灶的分区可改善单等轴放射手术的剂量梯度

背景：随着系统治疗的最新进展，越来越多的脑转移灶患者可从脑外放射手术（SRS）中受益。面临着不断增加的患者负荷，针对广泛可用的C臂型线性加速器进行单等轴治疗显得尤为吸引。然而，由于多靶点情况下的岛屿阻塞问题（即多叶夹层无法同时符合所有靶点），这种治疗方案的计划颇具挑战。目的：我们提出一种多靶点分区算法，以缓解岛屿阻塞问题导致的正常组织剂量过度问题。方法：该算法将靶点集合划分为子集，分别通过多个弧位进行治疗，同时优化子集和夹层角度以最小化岛屿阻塞。该算法被集成到完全自动的治疗计划脚本中，并在20个模拟病例（每例10个脑转移灶，剂量21 Gy）以及6个回顾性临床病例中进行评估。结果：分区显著改善了梯度指数、全球效率指数和脑V12Gy。例如，平均梯度指数从5.9改进至3.3，全球效率指数从0.32改进至0.46，正常脑V12Gy从49 cm³改进至26 cm³（在3至9个弧之间）。该算法在利用有限弧数方面优于基线方法。所有靶点分区策略都会增加总监测单元（MUs）。结论：通过一次性治疗较小靶点子集，可显著改善单等轴VMAT计划的剂量梯度。这需要更多的MUs和弧数，意味着可通过本文提出的算法探索交付时间与计划质量之间的权衡。