Dozno-volumski histogram (angl. Dose-Volume Histogram – DVH) je grafični prikaz porazdelitve doze v radioterapiji, ki prikazuje razmerje med prejeto dozo sevanja in volumnom obsevanega tkiva. DVH predstavlja eno temeljnih orodij sodobnega radioterapevtskega načrtovanja, saj omogoča kvantitativno oceno kakovosti radioterapevtskega načrta ter analizo pokritosti tarčnega volumna in zaščite zdravih tkiv .

DVH se uporablja predvsem pri zunanjem obsevanju z naprednimi tehnikami, kot so tridimenzionalna konformalna radioterapija (angl. three-dimensional conformal radiation therapy – 3DCRT), intenzitetno modulirana radioterapija (angl. intensity-modulated radiation therapy – IMRT), volumetrično modulirana terapija (angl. volumetric modulated arc therapy – VMAT) in stereotaktična radioterapija (angl. stereotactic body radiation therapy – SBRT; stereotactic radiosurgery – SRS) .

S pomočjo DVH lahko zdravniki radioterapevti ocenijo, ali je tumor prejel zadostno terapevtsko dozo ter ali so sosednji zdravi organi (angl. organs at risk – OAR) ustrezno zaščiteni. Zaradi svoje preglednosti omogoča hitro primerjavo različnih načrtov obsevanja ter prispeva k standardizaciji radioterapevtskega planiranja med različnimi ustanovami . DVH omogoča pretvorbo kompleksnih tridimenzionalnih doznih podatkov v pregledno dvodimenzionalno obliko. Kljub veliki uporabnosti pa ne prikazuje prostorske razporeditve doze, zato ga je treba vedno interpretirati skupaj z izodoznimi prikazi in anatomskimi slikami .

Zgodovina

Razvoj DVH je tesno povezan z razvojem tridimenzionalnega planiranja in računalniško podprte radioterapije. Pri starejših dvodimenzionalnih tehnikah je bila analiza doznih porazdelitev omejena predvsem na posamezne prereze in točkovne meritve. Z uvedbo računalniške tomografije (angl. computed tomography – CT), tridimenzionalnega načrtovanja obsevanja in naprednih tehnik obsevanja je postalo potrebno razviti metodo, ki bi omogočila sistematično oceno porazdelitve doze v celotnem volumnu tarče in organov v tveganju. Sodobni DVH se je razvil kot standardizirano orodje za oceno kakovosti načrtov obsevanja in danes predstavlja osnovo za določanje dozno-volumskih omejitev pri različnih anatomskih lokalizacijah .

Diferencilani in komulativni DVH

Diferencialni DVH prikazuje volumen tkiva, ki prejme dozo znotraj določenega doznega intervala. Takšen histogram omogoča podrobnejši vpogled v razpršenost doze in homogenost porazdelitve. Če je porazdelitev doze homogena, je krivulja diferencialnega DVH ozka in skoncentrirana okoli predpisane doze. Pri nehomogenih načrtih je razpon širši, kar pomeni večjo razliko med nizkimi in visokimi dozami znotraj tarče. Diferencialni DVH se uporablja predvsem pri podrobni dozimetrični analizi in raziskovalnem delu. Kumulativni DVH prikazuje volumen tkiva, ki prejme določeno dozo ali več. Gre za najpogosteje uporabljeno obliko DVH v klinični praksi, saj omogoča hitro preverjanje dozno-volumskih omejitev in oceno pokritosti tarčnega volumna. Kumulativna krivulja je vedno padajoča, ker z naraščanjem doze pada delež volumna, ki tako dozo prejme. Na osnovi kumulativnega DVH lahko ocenimo različne parametre .

Najpogosteje uporabljeni parametri DVH so:

Vx, ki predstavlja delež volumna, ki prejme vsaj določeno dozo, Dx, ki predstavlja dozo, ki jo prejme določen delež volumna, povprečna doza, maksimalna doza (Dmax).

Tarčni volumni

DVH se uporablja za analizo makroskopskega tumorskega volumna (angl. gross tumor volume – GTV), kliničnega tarčnega volumna (angl. clinical target volume – CTV) in načrtovalnega tarčnega volumna (angl. planning target volume– PTV). Osnovni cilj radioterapije je zagotoviti ustrezno pokritost PTV s predpisano dozo ob minimalni poškodbi zdravih tkiv. Za oceno pokritosti tarče se pogosto uporabljajo parametri V95 %, D95 % in D98 % .

Ameriško združenje za radiacijsko onkologijo (American Society for Radiation Oncology - ASTRO) priporoča, da je pri večini radioterapevtskih načrtov vsaj 95 % PTV pokritih s 95 % predpisane doze. DVH omogoča tudi oceno homogenosti dozne porazdelitve. Hladna območja (angl. cold spots) lahko zmanjšajo verjetnost lokalne kontrole tumorja, medtem ko vroča območja (angl. hot spots) povečajo tveganje za poškodbo zdravih tkiv .

Homogenost doze

Za oceno homogenosti dozne porazdelitve se uporabljajo različni indeksi homogenosti (angl. homogeneity index – HI). Mednarodna komisija za radiološke merske enote in meritve (International Commission on Radiation Units and Measurements – ICRU) v priporočilu ICRU 83 predlaga naslednjo definicijo:

Nižje vrednosti pomenijo bolj homogeno porazdelitev doze.

Su in sodelavci so opozorili, da klasični HI temelji le na omejenem številu DVH točk in zato ne more vedno ustrezno prikazati dejanske porazdelitve doze. Zaradi tega so razvili nov indeks homogenosti, ki temelji na integraciji celotne površine DVH ter vključuje tako vroče kot hladne regije znotraj tarčnega volumna .

Sosednji zdravi organi (OAR)

Poleg tarčnih volumnov ima DVH pomembno vlogo pri OAR. Vsak organ ima določeno toleranco za sevanje, preseganje teh omejitev pa poveča tveganje za akutne ali pozne zaplete. Pri serijskih organih, kot so hrbtenjača, optični živci ali možgansko deblo, je ključna maksimalna doza, saj lahko že majhen volumen z visoko dozo povzroči resno poškodbo. Pri paralelnih organih, kot so pljuča, jetra ali ledvice, pa je pomembnejši delež organa, ki prejme določeno dozo .

ASTRO razvršča DVH omejitve v kategorije primarni cilj, sekundarni cilj in odstopanja (angl. primary goal, secondary goal in deviation), kar omogoča standardizirano oceno kakovosti radioterapevtskih načrtov. Pomemben koncept predstavlja tudi komplementarni volumen (angl. complementary volume – CV), ki označuje volumen organa, ki prejme določeno dozo ali manj. Ta pristop je posebej pomemben pri paralelnih organih, kjer želimo ohraniti dovolj funkcionalnega tkiva .

Klinična uporaba

DVH ima pomembno vlogo pri različnih anatomskih lokalizacijah in predstavlja osnovo za določanje doznih omejitev v sodobni radioterapiji, ki jih je pri načrtovanju obsevanja potrebno upoštevati:

Pri obsevanju dojke je pri analizi DVH pomembna predvsem zaščita srca in pljuč, zlasti pri levostranskem obsevanju, kjer lahko višje prejete doze povečajo tveganje za pozno kardiotoksičnost in pljučne zaplete; Pri tumorjih glave in vratu se DVH uporablja za oceno zaščite številnih kritičnih struktur, predvsem obušesnih slinavk (parotid), hrbtenjače, ustne votline in kohlee, saj lahko previsoke doze povzročijo kserostomijo, disfagijo, nevrološke zaplete ali izgubo sluha; Pri pljučnem raku imajo pomembno vlogo parametri V20Gy, V5Gy in povprečna doza na pljuča (angl. mean lung dose), ki so povezani s tveganjem za razvoj radiacijskega pnevmonitisa in zmanjšanjem pljučne funkcije po zdravljenju; Pri obsevanju jeter je ključnega pomena ohranjanje funkcionalnega jetrnega parenhima, zato se uporabljajo parametri, ki omogočajo oceno volumna jeter, ki prejme nizke oziroma visoke doze sevanja; Pri radioterapiji prostate je pomembna predvsem zaščita danke, mehurja in sečnice, saj lahko previsoke doze povečajo tveganje za gastrointestinalno in genitourinarno toksičnost.

DVH se uporablja tudi pri pediatrični radioterapiji, brahiterapiji in adaptivni radioterapiji, kjer omogoča spremljanje sprememb doznih porazdelitev med samim zdravljenjem ter optimizacijo načrta glede na anatomske spremembe bolnika .

Omejitve

Glavna omejitev DVH je, da ne prikazuje prostorske razporeditve doze. Dva načrta imata lahko skoraj identičen DVH, vendar popolnoma drugačno prostorsko porazdelitev doze. Zaradi tega DVH ne more prikazati natančne lokacije vročih točk ali anatomskega položaja območij z visoko dozo. Poleg tega obstajajo razlike med različnimi sistemi za planiranje radioterapije (angl. treatment planning system – TPS). Penoncello in sodelavci so pokazali, da lahko različni TPS sistemi ustvarijo različne DVH rezultate za isti načrt zaradi razlik v interpolaciji, velikosti voxelov, izračunu volumnov in drugih algoritmih . DVH zato ne predstavlja popolnega prikaza kakovosti načrta, temveč del širše dozimetrične analize.

Prihodnost

V zadnjih letih se vse bolj razvijajo podatkovno vodeni modeli in umetna inteligenca za napovedovanje DVH. Polizzi in sodelavci so razvili modele, ki uporabljajo geometrijske odnose med tumorjem in organi v tveganju za napoved dosegljivih doznih porazdelitev. Takšni pristopi omogočajo avtomatizacijo planiranja, optimizacijo načrtov in razvoj adaptivne ter personalizirane radioterapije. Prihodnji razvoj bo verjetno vključeval še večjo uporabo voxel-based analiz, bioloških modelov in umetne inteligence za napovedovanje toksičnosti ter izboljšanje kakovosti radioterapevtskega zdravljenja .

Literatura Puckett LL, Apisarnthanarax S, Ballas LK et al. Dose-Volume Histogram Compendium of Dose Constraints for Treatment Planning: An ASTRO Consensus Paper. Practical Radiation Oncology. 2026;16:294–317. Penoncello GP, Voss MM, Gao Y et al. Multicenter Multivendor Evaluation of Dose Volume Histogram Creation Consistencies for 8 Commercial Radiation Therapy Dosimetric Systems. Practical Radiation Oncology. 2024;14:e236–e248. Su H, Bi S, Sun X et al. A Novel Homogeneity Index Based on the Area Integration of Dose Volume Histogram. Computer Methods and Programs in Biomedicine. 2025;270:108935. Polizzi M, Watkins RW, Watkins WT. Data-Driven Dose-Volume Histogram Prediction. Advances in Radiation Oncology. 2022;7:100841.

Kategorija:Radioterapija Kategorija:Medicinska fizika