DTA, dose difference , Gamma这三种算法的特点

关于MatriXX 计划评估方法的介绍

一、种类

关于MatriXX 的计划评估方法，软件大致有以下几种：

Sum ：加法。将两个数据相加

Difference ：减法。两个数据相减

Absolute difference ：绝对量相减

Multiplication ：乘法。两个数据做乘法

Division ：除法。

DTA ：distance-to-agreement 距离一致性

Dose difference 剂量差值

Gamma ：Gamma 算法，是matrixx 主要推荐使用的评估方法。

二、主要算法比较

这里主要说明关于DTA, dose difference , Gamma 这三种算法的特点。

1. DTA 算法

DTA 即distance-to-agreement ，这个方法是比较两个点的距离一致性，是比较在剂量相同的情况下两个点的距离。

公式：

特点：在剂量梯度比较大的时候，数值较小；在剂量平坦区，数值会较大。

2. Dose difference 算法

此方法是比较两个位置坐标相同的两个点的剂量差值。

公式： D c (r c ) calculated dose , D m (r m ) measured dose

特点：在剂量平坦区，数值较小；在剂量梯度较大的时候，数值较大。

()dose. equal of points and with ,m c m c c m r r r r r r r -=()()()

m m c c c m r D r D r r -=,δ

3. Gamma 算法

在以上两个算法中，比较的方法各有特点，也各有其缺点，Gamma 算法是将以上两种算法的特点相整合，在剂量评估当中更加准确的说明问题。请看图一所示：

图一：三种算法比较

Gamma 算法的基本理念是建立一个Gamma 球，以任意一个计划计算的点为圆心，寻找与此点的最短距离，即能与其恰好相切的圆的半径，此最短距离就是Gamma 算法所评估所考虑的两个点，可以看出，Gamma 算法找到的两个点，比较DTA 和Dose Difference 算法有更广泛的可适性。

公式：

{}{}()()()()m m c c c m m c c m m c m m c m c m c c m m r D r D r r r r r r r D r r d r r r r r r r r r -=-=∆+∆=Γ∀Γ=,and , ),(),(),(with ),(min )(2222δδγ

边界条件以3mm,3%为例，即以距离<3mm,剂量< 3%，为通过条件的话，比较两个点的Gamma值，若其小于1，证明在Gamma球之内，此点通过。如果其值大于1，则说明在Gamma球之外，此点不能通过。

通过比较所有的点，再计算所有通过的点占所有点的百分数，即Gamma通过率。

三、通过率比较分析

通过以上两个例子可以清楚的看出，DTA算法在剂量平坦区如果剂量不一致，其通过率很低；相反Dose difference 在剂量梯度较大的区域，通过率也很低。放在整个计划上来看的话，对病人的影响很小但是却不能通过。而是用Gamma算法比较之后，可以很明显的看出来，在使用前两个方法不能通过，而是用Gamma算法后，通过率就很高了。这是由于不同算法对于比较点选取的不同，这对于形状相似度很好的profile来说，使用

Gamma算法，明显要比使用前两个算法，更加有利。