前庭神经鞘瘤(VS)是一种良性、囊状、生长缓慢的肿瘤，发生于第8颅神经髓磷脂形成细胞。伽玛刀放射外科(GKRS)已成为广泛接受的小到中型VSs的主要治疗方式。在VS的患者中，在放射外科团队的直接监督下，在单次治疗中将高度适形、精确聚焦的辐射传递到听觉肿瘤。

目的：

Leksell伽玛刀Perfexion 型(LGK PFX) (瑞典 Stockholm,Elekta Instrument AB)系统于2018年8月安装在我院。在LGK PFX中，总共192个60Co源排列在五个同心环的圆柱形配置中。Perfexion系统有3个准直仪，4毫米，8毫米和16毫米，不像以前的模型(4C)有4个准直器。钨准直器阵列被细分为8个相同但独立的扇区，每个扇区包含72个准直器。该系统提供了优异的剂量测量性能，无限的头部延伸，增强了患者和工作人员的辐射防护，治疗过程的完全自动化，与以前的型号相比，患者和工作人员的舒适度更好从伽玛刀4C转移到新版本Perfexion型，本研究使用Leksell伽玛计划软件计算前庭神经鞘瘤(VS)的体积和剂量参数，并与已发表的文献值进行比较。放射外科治疗VS的两个主要靶是长期肿瘤控制和功能性听力保存。VS由于其形状、靠近耳蜗、脑干和其他颅神经，治疗计划具有挑战性。适形性指数是放射外科剂量分布的体积与靶体积(TV)的大小和形状相一致的一种度量。由于放射外科的成功与靶体的极适形辐照有关，因此描述这一参数的精确方法非常重要。此外，靶体以外的剂量下降是极其重要的，为此，梯度指数(GI)是一个有力的工具。当靶靠近关键结构时，这尤其有用。

适形性指数可以被定义为某一等剂量线所覆盖的体积与TV的一部分之比所得到的绝对值（Conformity index can be defined as an absolute value resulting from the ratio between a fraction of the TV and the volume covered with the certain isodose line.）。Paddick的新适形性指数考虑了处方体积相对于TV的地位（Paddick's new conformity index takes into account the location of the prescription volume with respect to the TV.）。完美方案的数值为1，Paddick适形性指数(PCI)的适形性理想值为0.85左右[A perfect plan has a score of 1 and an ideal value for Paddick's conformity index (PCI) conformity could be around 0.85]。本研究从Leksell GammaPlan提供的个性化治疗计划的可用剂量-体积直方图(DVHs)中使用Ian Paddick提出的新的适形性指数。

GI的定义为处方等剂量剂的一半体积与处方等剂量剂体积之比。对于标准化到50%等剂量线的计划，它是25%等剂量体积与50%等剂量体积之比[The GI is defined as the ratio of the volume of half the prescription isodose to the volume of the prescription isodose. For a plan normalized to the 50% isodose line, it is the ratio of the 25% isodose volume to that of the 50% isodose volume.]。GI可以用来比较适形的治疗方案。

本研究旨在确定适形性指数和梯度指数(GI)在GKRS治疗 VS患者中的意义，并对方案进行回顾性评估。

材料和方法：

回顾性研究了112例在我院perexion型伽玛刀治疗的VS(手术和非手术)患者，为期3年。患者GKRS治疗时的平均年龄为48岁，肿瘤边缘的平均剂量为13 Gy。采用适形性指数来判断治疗方案的适形性。GI决定了靶外的衰减剂量（ GI determines fall off dose outside the target）。

我们对2018年至2021年间在我院使用(瑞典斯德哥尔摩Elekta Instrument AB公司生产的)Leksell Perfexion型伽玛刀设备治疗的112例VS患者进行了回顾性研究。手术当天，在局部麻醉下，Elekta器械公司将与MRI 兼容的Leksell立体定向架G型固定在患者头部。利用附着在立体定向框架上的基准系统，获得覆盖整个病灶和周围关键结构的高分辨率1.5特斯拉MRI扫描。然后将立体定向图像传输到GammaPlan剂量计划的计算机。画出靶器官和危及器官(OAR)的轮廓，得到适形图。在剂量计划期间，优先考虑以最低剂量完全覆盖靶区。从Leksell GammaPlan 10.2.1版本的数据库中评估所有112例患者的个性化治疗方案，并根据DVHs定义和计算所有方案的以下剂量学指标:适形性指数、GI和覆盖率。比较了适形性指数和GI参数对TV的依赖性。研究对象的平均年龄为48岁(范围:22 - 75岁)。靶体体积在0.20 -11.0 cm³之间，剂量范围在11 -13 Gy之间，处方以50%等剂量线，覆盖率超过90%。处方剂量的选择是基于TV、位置和接近关键结构。所有病例均采用Leksell GammaPlan，使用TMR 10算法进行规划。在本研究中，分别计算所有DVH患者的剂量学指标。等式(1-3)分别表示PCI、GI和覆盖率的计算。

软件在剂量计算结束时提供这些度量值。保存图片、插图等的外部文件。对象名称为JMP-47-206-g001.jpg，其中规定的等剂量体积(PIV)是处方剂量的等剂量体积，TV是肿瘤体积，TVPIV是接收处方剂量的TV。Paddick的新适形性指数考虑了处方体积相对于TV的位置。先前使用的适形性指数是在规定的等剂量内PIV与体积的比值。保存图片、插图等的外部文件。覆盖被定义为PIV覆盖的TV，也就是说，一个包含图片、插图等的外部文件。在LGP中，为每个定义的TV创建一个足够维数的计算矩阵[图1a]。下一步是使用50% (IDL)等剂量线作为TV剂量处方剂量。规划使用TMR 10算法，其中不考虑异质性校正。计划可以通过逆向计划或正向计划或两者的结合来完成。使用多个等中心点来覆盖TV[图1b]。为了防止辐射溢出到正常的周围脑组织，在治疗计划中使用复合射射束阻断，特别是当靶点非常接近OAR时。

剂量计划的标准视图显示轴位、冠状位、矢状位和三维视图，如图2。

图3aa和和b显示了来自LGP的DVH和体积分析工具。

使用DVH获得每个治疗方案的TV、TVPIV和PIV。使用剂量学参数如覆盖率(C)、GI和PCI (CIPaddick)来评估剂量分布。DVH是量化的三维剂量分布的表示。它量化了传递到感兴趣和关键器官体积的最小、最大和平均剂量值。图4显示了不同的等剂量线和绝对剂量下的DVH。

在处方边缘剂量后，检查耳蜗和脑干的脱落情况，使其保持在耐受水平以下。在需要保留听力的情况下，对耳蜗的剂量保持在6-8Gy以下。脑干的剂量保持在12Gy以下。根据脑干和耳蜗对目标的接近程度，调整目标的剂量。混合射击使用时，目标接近OAR 和扇区阻断。本研究的治疗方案参数和指标被评估并列于表1。

结果:

使用剂量-体积直方图和Leksell Gamma Plan中可用的体积分析工具使用TMR 10算法计算剂量学参数如适形性指数和GI。平均Paddick适形性指数约为0.80-0.085，平均GI为2.67-0.22。

在对3年疗程中使用Perexion型伽玛刀单元治疗的112个VS剂量方案的研究中，平均GI为2.67(中位数2.67，范围2.17-3.45)。9个治疗方案的GI大于3.00。再次分析这些方案，发现等中心被放置在靶区的边缘，因此GI较高。

结果还表明，对于较小的体积，GI与靶区尺寸成反比。所有方案的平均适形性指数在1.10和1.30之间。在本研究中，计算新的PCI来评估治疗方案。平均Paddick CI为0.80。Paddick CI值(0.40-0.67)较低的10个方案被排除在研究之外，因为这些患者中的大多数在同一剂量矩阵中包含两个或两个以上的靶区。因此，不能分别为每个目标提取卷。较低的CI值也可能归因于目标的不规则形状。对图5和图6所示的数据进行了进一步的小、中、大靶区分析。

对于非常小的靶区(<1 cm³)和那些具有不规则靶区轮廓的靶区，使用球形LGK靶点可能很难覆盖靶区。对于体积小于约2 cm³的靶区，适形性参数被认为依赖于TV。如图5a所示，当TV的靶尺寸小于约2 cm³时，适形性指数下降。另一方面，对于大于2 cm³的TV，适形性指数与靶尺寸无关[图5b和5c]。

GI量化了靶区外的剂量下降。因此，需要评估散布到正常脑组织的剂量，以减少与之相关的副作用和并发症。剂量梯度越陡，GI越有利。根据我们的回顾性综述[表1]，平均GI为2.67，范围为2.17至3.45。

低GI (<3.0)反映了急剧的剂量梯度和恰当放置的等中心[图6a- 6c]。GI取决于靶的形状和大小，也影响健康脑组织受的剂量。

靶区覆盖率是另一个被研究的剂量学参数。如图7所示，靶区覆盖率被视为独立于TV，但它依赖于靶的位置。如果靶点靠近脑干或耳蜗等关键结构，那么对关键结构的保护可能导致较低的靶点覆盖率。在本研究中，所有评估方案的覆盖率约为95%，范围为89%至99%(标准差[SD] ± 0.02)。

讨论：

在LGK -PFX（Perfexion型伽玛刀）中，患者的设置和治疗比它的前身要高效得多，因为它是一个完全自动化的系统。该系统还提供了更多的选择，以生成高剂量适形性的计划。可以对计划进行重新评估，并可以进行重新计划，以减少剂量衰减，从而在发剂量超过耐受水平的情况下尽量减少OAR的受照剂量（The plans can be re-assessed, and re-planning can be done to reduce the dose fall off, thereby minimizing OAR dose, if it is found to be above the tolerance level.）。对于靠近关键结构的靶点，由于其对辐射的敏感性，通常不可能以治愈性剂量治疗这类肿瘤、。在这种情况下，需要降低靶区剂量，以便将OAR的剂量限制在其耐受剂量以下。对靠近关键结构的靶区明智地使用复合靶点是实现适形治疗的最佳方法。计划指标也可以是听力结果的重要预测指标。剂量学参数如PCI和GI是剂量分布与靶区形状和大小适形程度的良好指标。任何偏离规定值的变化都表明靶区剂量不足或剂量过量。

结论：

剂量学参数可用于评价靶区外的剂量覆盖、适形性和靶区外剂量衰减。

PCI为0.80时，靶区覆盖率很好(95%)。GI<3反映了更陡的剂量梯度和位置良好的等中心(A GI of <3 reflected a steeper dose gradient and well-placed isocenters. )。此外，这些指标需要与临床结果相关联。因此，适形性指数和GI可以作为评价方案质量的客观工具。较低的并发症和较高的肿瘤控制率使伽玛刀放射外科成为VS患者的一个很好的选择。