Αφηρημένο

Σκοπός

Για να αξιολογηθεί η επίδοση της απλή μέθοδος βελτιστοποίησης για τη βελτίωση της κάλυψης στόχων και των οργάνων-at-Risk (OAR) φειδωλός σε διαμορφούμενης έντασης ακτινοθεραπεία (IMRT) για την αυχενική καρκίνο του οισοφάγου.

Μέθοδοι

για 20 επιλεγμένους ασθενείς, κλινικά αποδεκτή σχέδια αρχικής IMRT (Original σχέδια) δημιουργήθηκαν, και οι δύο μέθοδοι βελτιστοποίησης εκδόθηκαν για τη βελτίωση των σχεδίων: 1) μια συνάρτηση της δόσης βάσης (BDF) -με βάση τη μέθοδο, κατά την οποία τα σχέδια θεραπείας εκ νέου βελτιστοποιηθεί με βάση τα αρχικά σχέδια, και 2) μία δομή δόση ελέγχου (DCS) -με βάση τη μέθοδο, στην οποία τα αρχικά σχέδια επανα-βελτιστοποιηθεί με την ανάθεση επιπλέον περιορισμούς για ζεστά και κρύα σημεία. Το πρωτότυπο, BDF-based και DCS με βάση τα σχέδια συγκρίθηκαν σε σχέση με στόχο την ομοιογένεια της δόσης, της συμμόρφωσης, OAR φειδωλοί, χρόνο σχεδιασμό και την παρακολούθηση των μονάδων (Mus). Δοσιμετρικές επαληθεύσεις πραγματοποιήθηκαν και οι χρόνοι παράδοσης καταγράφηκαν για τις BDF-based και DCS-με βάση τα σχέδια.

Αποτελέσματα

Τα σχέδια BDF-based παρέχονται σημαντικά ανώτερη ομοιογένεια δόση και τη συμμόρφωση σε σχέση τόσο με το DCS -με βάση και αρχικά σχέδια. Η μέθοδος BDF που βασίζονται σε νέα μείωση των δόσεων παραδίδονται τα κουπιά κατά περίπου 1-3%. Ο χρόνος εκ νέου βελτιστοποίηση μειώθηκε κατά περίπου 28%, αλλά η μονάδες Μυ και ο χρόνος παράδοσης ήταν ελαφρώς αυξημένη. είχαν περάσει όλες τις δοκιμές επαλήθευσης και δεν βρέθηκαν σημαντικές διαφορές.

Συμπέρασμα

Η μέθοδος BDF-based για τη βελτιστοποίηση της IMRT για την αυχενική καρκίνο του οισοφάγου μπορεί να επιτύχει σημαντικά καλύτερες κατανομές δόσης με καλύτερη απόδοση σχεδιασμού σε το βάρος του ελαφρώς πιο μονάδες Μυ

Παράθεση:. Lu JY, Cheung ML-Μ, Huang BT, Wu LL, Xie WJ, Chen ZJ, et al. (2015) Βελτίωση Στόχος Κάλυψη και οργάνων-at-Risk οικονομικότερη διαμορφούμενης έντασης ακτινοθεραπεία για τον καρκίνο του τραχήλου οισοφάγου χρησιμοποιώντας μια απλή μέθοδο βελτιστοποίησης. PLoS ONE 10 (3): e0121679. doi: 10.1371 /journal.pone.0121679

Ακαδημαϊκό Επιμέλεια: Xuefeng Liu, Πανεπιστήμιο Georgetown, Ηνωμένες Πολιτείες |

Ελήφθη: 13, Νοεμβρίου 2014? Αποδεκτές: τρίτης Φεβρουαρίου 2015? Δημοσιεύθηκε: 13 Μαρτίου 2015

Copyright: © 2015 Lu et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Δεδομένα Διαθεσιμότητα: Όλα τα σχετικά δεδομένα είναι εντός του χαρτιού

Χρηματοδότηση:. το έργο αυτό χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από τόσο Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας (Grant Νο 81171994) και το Πανεπιστήμιο Σάντου Ιατρικό Κολέγιο Πρωτοβουλία Κλινικής Έρευνας Enhancement (Grant Νο 201425). Καμία πρόσθετη εξωτερική χρηματοδότηση ελήφθη για τη μελέτη αυτή. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

καρκίνος του οισοφάγου είναι συχνά η διάγνωση του καρκίνου σε όλο τον κόσμο [1]. Για να επιτευχθεί η βέλτιστη όγκου τοποπεριοχική έλεγχο και την ποιότητα της ζωής, οι πολυτροπικές στρατηγικές θεραπείας, συμπεριλαμβανομένης της λειτουργίας, η χημειοθεραπεία και η ακτινοθεραπεία εφαρμόζεται συνήθως [2,3]. Στην πραγματικότητα, είναι πλέον πρότυπο για τη θεραπεία του τοπικά προχωρημένου του τραχήλου της μήτρας οισοφαγικού καρκίνου με τη βοήθεια ταυτόχρονη χημειοραδιοθεραπεία λόγω της δυσκολίας επίτευξης μιας σαφούς περιθωρίου σε χειρουργική εκτομή [4].

διαμορφούμενης έντασης ακτινοθεραπεία (IMRT) είναι μια προηγμένη ακτινοθεραπεία τεχνική που εκτελείται χρησιμοποιώντας πολλαπλές μικρές δέσμες μη ομοιόμορφη ένταση που μπορεί να δημιουργήσει πολύ απότομες κλίσεις δόσης, με αποτέλεσμα τη βελτίωση του ελέγχου του όγκου και λιγότερες επιπλοκές φυσιολογικού ιστού γενικά [5]. Πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι η IMRT μπορεί να ελαχιστοποιήσει το trade-off μεταξύ κάλυψης στόχων και των οργάνων-at-Risk (OAR) φειδωλοί για καρκίνο του οισοφάγου [6-8]. Αρκετές κλινικές μελέτες [9-12] ανέφεραν επίσης ότι η IMRT προσφέρει πολλά υποσχόμενη τοποπεριοχική ελέγχου με προφίλ χαμηλής τοξικότητας.

τραχήλου της μήτρας καρκίνος του οισοφάγου είναι συνήθως αντιμετωπίζεται με την τεχνική IMRT, λόγω της ακανόνιστο σχήμα του όγκου στόχου σχεδιασμού (PTV ) και η λιγότερο δοσιμετρικές αβεβαιότητα που προκαλείται από αναπνευστική κίνηση σε σύγκριση με το ότι στη θωρακική περιοχή. Ωστόσο, είναι δύσκολο να επιτευχθεί η βέλτιστη σχέδια IMRT για την αυχενική καρκίνο του οισοφάγου. Κοινό λόγοι για αυτήν την δυσκολία περιλαμβάνουν την ταχέως μεταβαλλόμενη λαιμού σε ώμο ανατομία και την παρουσία κουπιών δοσοπεριοριστική? Ένας άλλος σημαντικός λόγος είναι η διαφορά δόσης μεταξύ των σχεδίων βελτιστοποίησης και τελικά υπολογίζεται σχέδια. Η διαφορά αυτή οφείλεται σε σφάλμα βελτιστοποίηση σύγκλισης (OCE) που προέρχεται από τις ακόλουθες σημαντικές πηγές, όπως περιγράφεται από Dogan et al .: ετερογένεια ιστού, το αποτέλεσμα συσσώρευση, πολλαπλών φύλλων κατευθυντήρα (MLC) διαφοροποίηση και ο αλγόριθμος βελτιστοποίησης [13 , 14]. Η OCE μπορεί να οδηγήσει σε τοπικά υψηλές δόσεις (hot spots) ή τοπικά χαμηλές δόσεις (κρύα σημεία) στις τελικές κατανομές δόσης. Η OCE είναι ιδιαίτερα σημαντική στην περίπτωση του τραχήλου της μήτρας καρκίνος του οισοφάγου, επειδή το PTV τυπικά περιέχει κοιλότητες αέρα, όπως η τραχεία, καθώς και πνευμονικού ιστού και την περιοχή συσσώρευση. Αν και την επιλογή της βέλτιστης διάταξης και τον αριθμό των δεσμών είναι μια αποτελεσματική προσέγγιση για τη βελτίωση των σχεδίων IMRT [15,16], η βέλτιστη ρύθμιση δέσμης και τον αριθμό από μόνη της δεν είναι σε θέση να ξεπεράσει την OCE, διότι είναι ένα συστηματικό σφάλμα.

Ως εκ τούτου, προτείναμε μια μέθοδο βελτιστοποίησης για να αντισταθμίσει την OCE, με στόχο τη βελτίωση της ποιότητας του σχεδιασμού για την αυχενική καρκίνο του οισοφάγου. Να αξιολογήσει την εφαρμογή της νέας αυτής μεθόδου, τα αρχικά σχέδια χρησιμοποιήθηκαν σε μια διαμήκη σύγκριση να αποδείξει την αποτελεσματικότητά της, και μια άλλη κοινή μέθοδος βελτιστοποίησης χρησιμοποιήθηκε για την πλευρική σύγκρισης.

Υλικά και Μέθοδοι

Ηθική Δήλωση

το πρωτόκολλο εγκρίθηκε από την Ηθική Επιτροπή του Νοσοκομείου Καρκίνου του Πανεπιστημίου Σάντου Medical College. Επειδή αυτό δεν ήταν μια μελέτη θεραπεία που βασίζεται, θεσμική αναθεώρηση της επιτροπής μας δώσει απαλλαγή από την ανάγκη για γραπτή συγκατάθεση από τους συμμετέχοντες. Οι πληροφορίες του ασθενή ήταν ανώνυμα και αποχαρακτηριστούν για την προστασία του απορρήτου των ασθενών.

Ασθενείς

αναδρομικά εντοπίστηκαν είκοσι λάβει προηγούμενη θεραπεία ασθενείς (μέση ηλικία 58 έτη, εύρος 41-74 έτη), μεταξύ των οποίων 3 γυναίκες και 17 άνδρες, με καρκίνο του τραχήλου οισοφάγου εκ πλακωδών κυττάρων καρκίνων στο Στάδιο Τ3-Τ4 και N0-Ν1. Όγκου στάσης βασίστηκε στη μεικτή επιτροπή Αμερικής για τον Καρκίνο 2010 κριτήρια στάσης 7η έκδοση. Οι ασθενείς ακινητοποιήθηκαν στο κεφάλι-αυχένα-ώμους θερμοπλαστικό μάσκες σε ύπτια θέση.

Target οριοθέτηση κουπί ορισμό

Το μικτό όγκο του όγκου (GTV), λεμφαδένες (LNs), κλινική στόχο όγκοι (ΔΕΤ), PTVs και κουπιά ανατομικό σε Eclipse έκδοση του συστήματος προγραμματισμού 10,0 θεραπείας (Varian Medical Systems, Palo Alto, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής).

Το GTV προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας σχεδιασμό CT, MR, τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (ΡΕΤ ) και κλινικές πληροφορίες. Δύο ΔΕΤ (CTV64 και CTV54) ορίστηκαν για ταυτόχρονη ολοκληρωμένη ώθηση IMRT. Η υψηλού κινδύνου CTV (CTV64) ήταν περίγραμμα με ανώτερη-κατώτερη των περιθωρίων των 3-4 cm και 1 cm εγκάρσια περιθώρια γύρω από το GTV και με περιθώρια 1-cm γύρω από τις θετικές LNs. Η PTV υψηλού κινδύνου (PTV64), η οποία δημιουργήθηκε με την προσθήκη περιθωρίων 0,5-cm στο CTV64, προβλεπόταν μια δόση 64-Gy (2 Gy /κλάσμα) χορηγείται σε 32 κλάσματα. Η χαμηλού κινδύνου CTV (CTV54) κάλυψε την CTV64 συν κομβικό λεκάνες σε κίνδυνο υπόθαλψη μεταστατική νόσο, δηλαδή, τη λεμφική παροχέτευση περιοχή των διμερών υπερκλείδιους ζώνη και το μεσοθωράκιο. Η PTV χαμηλού κινδύνου (PTV54), η οποία δημιουργήθηκε με την προσθήκη περιθωρίων 0,5-cm στο CTV54, προβλεπόταν μια δόση 54-Gy (1.69 Gy /κλάσμα) χορηγείται σε 32 κλάσματα. Οι μέσοι όγκοι του PTV64 και PTV54 ήταν 130,5 ± 72,5 και 321,2 ± 88,9 κυβικά εκατοστά (cc), αντίστοιχα.

κουπιά, συμπεριλαμβανομένου του νωτιαίου μυελού και τους πνεύμονες, οι οριοθετείται σε κάθε εικόνα. Ο όγκος σχεδιασμός OAR (PRV) που δημιουργήθηκε από το καλώδιο συν 5-mm περιθώρια σπονδυλικής στήλης ήταν συμβολίζεται ως PRV νωτιαίου μυελού [5].

τεχνικών σχεδιασμού IMRT και τους στόχους του σχεδιασμού

Πέντε ολίσθηση στο ίδιο επίπεδο -window πεδία IMRT της 6-MV φωτόνια από ένα TrueBeam (Varian Medical Systems, Palo Alto, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής) γραμμικός επιταχυντής δημιουργήθηκαν για κάθε πρόγραμμα στο Eclipse. Οι γωνίες της εξέδρας φόρτωσης κατανεμήθηκαν ομοιόμορφα σε 216 °, 288 °, 0 °, 72 ° και 144 °. δομές δακτυλίου που περιορίζει τη δόση [17] δημιουργήθηκαν για να σχηματίσουν κλίσεις δόσης γύρω από το PTVs. Η Optimiser Δόση Όγκος (DVO, έκδοση 10.0.28) και η Ανισοτροπικό Αναλυτική Αλγόριθμος (ΑΑΑ, έκδοση 10.0.28) χρησιμοποιήθηκαν για τη βελτιστοποίηση και για τους υπολογισμούς τελική δόση, αντίστοιχα. Τα σχέδια ήταν ομαλοποιούνται στη 64-Gy συνταγογραφούμενη δόση που καλύπτει το 95% της PTV64.

Οι στόχοι βελτιστοποίησης για το σχεδιασμό αντίστροφο ήταν να επιτευχθεί 95% κάλυψη των PTVs στις προδιαγραφόμενες δόσεις με τη μέγιστη δόση PTV64 ≤ 70,4 Gy, περιορίζοντας ταυτόχρονα τις δόσεις για να τα κουπιά εντός καθορισμένων ορίων ανοχής. Οι στόχοι κάλυψη PTV ανατέθηκαν τις υψηλότερες προτεραιότητες, που ακολουθείται από την φειδωλοί OAR. Ο συμβολισμός D

x αντιπροσωπεύει τη δόση που καλύφθηκε ή υπερκαλύφθηκε κατά x του όγκου. Ο συμβολισμός V

xGy αντιπροσωπεύει τον όγκο% που έλαβε μια δόση τουλάχιστον x Gy. Οι περιορισμοί δόσης-όγκου των κουπιών είχαν οριστεί ως εξής: το D

0.1cc του νωτιαίου μυελού PRV αναγκάστηκε να & lt? 45 Gy [6]? οι όγκοι του πνεύμονα περιορίστηκαν να είναι V

5Gy & lt? 45%, V

10Gy & lt? 35%, V

20 Gy & lt? 20% και V

30Gy & lt? 10%? και η μέση δόση του πνεύμονα (MLD) αναγκάστηκε να & lt? 15 Gy [7].

Για να δημιουργήσετε το αρχικό σχέδιο (Πρωτότυπο σχέδιο), εφαρμόστηκαν οι στόχοι του σχεδιασμού από ένα πρότυπο και τελειοποιηθεί μέχρι το σχέδιο ήταν κλινικά αποδεκτή. Με τους αρχικούς στόχους σχεδιασμού αμετάβλητος, δύο ανεξάρτητες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση των αρχικών σχεδίων, δημιουργώντας έτσι δύο πρόσθετους τύπους σχεδίων: 1) εκ νέου βελτιστοποίησης χρησιμοποιώντας τη λειτουργία δόση βάσης (BDF με βάση το σχέδιο) και 2) εκ νέου βελτιστοποίησης χρησιμοποιώντας δόση -controlling δομών για την αντιμετώπιση ζεστά και κρύα σημεία (σχέδιο DCS-based) [17,18].

για να δημιουργήσετε ένα σχέδιο BDF-based, ο αριθμός των κλασμάτων του αρχικού σχεδίου τροποποιήθηκε με το 50% της προβλεπόμενο αριθμό κλασμάτων (από 32 έως 16, στις περιπτώσεις μας) για να δημιουργήσει ένα «σχέδιο δόση βάση» με το ήμισυ του συνολικού συνταγογραφούμενη δόση. Στη συνέχεια, το σχέδιο δόση βάση αντιγράφηκε να είναι ένα «σχέδιο κορυφαία δόση». Στη συνέχεια, η κορυφή σχέδιο δόση επανεξελέγη βελτιστοποιημένη φορά με βάση το σχέδιο δόση βάσης χρησιμοποιώντας τη λειτουργία δόση βάση Eclipse του. Σε αυτό το σημείο, η συνιστώμενη δόση του ποσού σχέδιο (το σχέδιο πάνω της δόσης καθώς και το σχέδιο δόση βάση) ήταν ίσο με το αρχικά συνταγογραφούμενη δόση. Όταν ο υπολογισμός τελική δόση ήταν πλήρης, ο αριθμός των κλασμάτων του βελτιστοποιημένου σχεδίου κορυφή δόση μεταβλήθηκε από 50% (16 κλάσματα) έως 100% (32 κλάσματα) του καθορισμένου αριθμού των κλασμάτων, δηλαδή, την προβλεπόμενη δόση της κορυφής σχέδιο δόση άλλαξε από μισή δόση για την αρχική δόση. Η προκύπτουσα βελτιστοποιημένο σχέδιο κορυφαία δόση αναφέρεται ως σχέδιο BDF-βάση. Αυτή η ροή εργασίας απεικονίζεται στο Σχ. 1. Για να δημιουργήσετε ένα σχέδιο DCS με βάση, την isodose 67,2 Gy (105% της δόσης συνταγή PTV64) και το isodose 45 Gy στον νωτιαίο μυελό PRV στο αρχικό σχέδιο μετατράπηκαν σε δομές δόση ελέγχου, και ένα κρύο -spot δομή δόση ελέγχουσες δημιουργήθηκε από το PTV64 μείον τον όγκο συνταγή isodose (PIV). Στη συνέχεια, οι δομές της δόσης-έλεγχο για ζεστά και κρύα σημεία ορίστηκαν νέοι στόχοι της δόσης. Συνήθως, για την PTV64, ο στόχος ανώτερη δόση ορίστηκε σε 2% χαμηλότερη από την προβλεπόμενη δόση για τις PTV64 hot spots, και ο στόχος χαμηλότερη δόση ορίστηκε σε 2% υψηλότερη από την προβλεπόμενη δόση για τα κρύα σημεία. Ο στόχος άνω δόση ορίστηκε σε 40-45 Gy για τις hot spots του νωτιαίου μυελού PRV. Μετά από ένα χρόνο εκ νέου τη βελτιστοποίηση και τον υπολογισμό τελική δόση, το σχέδιο DCS-based ήταν πλήρης. Η κατανεμημένη πλαίσιο υπολογισμού (DCF) εφαρμόστηκε για να επιταχυνθεί ο υπολογισμός τελικής δόσης. Ο χρόνος εκ νέου βελτιστοποίηση εφάπαξ ορίστηκε ως ο χρόνος από την έναρξη του νέου βελτιστοποίησης για την ολοκλήρωση του υπολογισμού της τελικής δόσης.

Η

Σχέδιο αξιολόγησης

Σύμφωνα με το Διεθνές της Επιτροπής σχετικά με Μονάδων και Μετρήσεων Ακτινοβολίας (ICRU) αναφέρουν 83 [5], D

98% και D

2% αντιπροσωπεύουν τις σχεδόν ελάχιστες και σχεδόν μέγιστες δόσεις για το PTV, αντίστοιχα. Ο δείκτης ομοιογένειας (HI), ως μέτρο της ομοιογένειας της δόσης-στόχου, ορίστηκε ως εξής:

Ένα δείκτη πιστότητας (CI) [19], η οποία λαμβάνει υπόψη την επικάλυψη μεταξύ του όγκου στόχου (TV) και PIV , χρησιμοποιήθηκε για την ποσοτικοποίηση της συμμόρφωσης δόση στόχος και ορίζεται ως εξής:

μια αξία HI 0 αναγράφεται ιδανική ομοιογένεια, και μια τιμή CI 1 αναφέρεται ιδανικό συμμόρφωσης. Όσον αφορά την PTV64, το D

98%, D

2% και D

50% τιμές χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση των κρύο-spot, hot-spot και διάμεσος δόσεις, αντίστοιχα. Για την PTV54, μόνο ο ΚΚΠ χρησιμοποιήθηκε επειδή η PTV54 δεν ομαλοποιήθηκε και περιελάμβανε την PTV64. Η MLD, V

5Gy, V

10Gy, V

20 Gy και V

τιμές 30Gy χρησιμοποιήθηκαν για τους πνεύμονες, και D

0.1cc χρησιμοποιήθηκε για να αξιολογηθεί η σχεδόν μέγιστη δόση η PRV νωτιαίο μυελό.

δοσιμετρίας επαληθεύσεις

η ανεξάρτητη IMSure έκδοση του λογισμικού ελέγχου 3.4.1 (Πρότυπο Imaging, Middleton, USA) και Delta

4 διόδων σειρά φάντασμα (Scandidos, Ουψάλα , Σουηδία) χρησιμοποιήθηκαν για να ελέγξουν την ακρίβεια της δόσης των BDF-based και DCS-με βάση τα σχέδια. Η ροή για κάθε πεδίο και η δόση σημείο για το συνολικό σχέδιο που υπολογίστηκε εκ νέου χρησιμοποιώντας IMSure και το 3D παραδοθεί δόση που μετρήθηκε από το Δέλτα

4 Phantom συγκρίθηκαν με τις αντίστοιχες τιμές που υπολογίζονται στο Eclipse. Η διαφορά ροή και η διαφορά 3D δόση αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας ανάλυση γάμμα με κριτήριο 3% /3 mm (3% διαφορά της δόσης και η απόσταση μέχρι την σύμβαση 3 mm) [20]. Το αποδεκτό ποσοστό γάμμα μπάλα ήταν ≥ 95%, και το αποδεκτό σημείο δόσης απόκλιση υπολογίζεται χρησιμοποιώντας IMSure ήταν εντός ± 3%. Επιπλέον, ο χρόνος παράδοσης καταγράφηκε κατά τη διάρκεια της παράδοσης της ακτινοβολίας στο Δέλτα

4 Phantom.

Η στατιστική ανάλυση

Οι διαφορές μεταξύ των BDF-based, DCS-based και αρχικά σχέδια ήταν αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας δύο όψεων ζευγαρωμένα t-tests στην οποία ένα

P

-τιμή του & lt? 0,05 θεωρήθηκε ως στατιστικά σημαντική. SPSS έκδοση 19 του λογισμικού (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση των δεδομένων.

Αποτελέσματα

κάλυψη του στόχου, την ομοιογένεια και τη συμμόρφωση

Πίνακας 1 συνοψίζει τις παραμέτρους της δόσης-όγκου-στόχου για τα 3 σχέδια. Τα σχέδια BDF με βάση την προϋπόθεση τις καλύτερες κατανομές δόσης-στόχου σε σχέση με τις περισσότερες παραμέτρους, ενώ τα σχέδια DCS-based ήταν κατώτερα από τα σχέδια BDF-based, αλλά ανώτερη από τα αρχικά σχέδια. Σε σύγκριση με τα αρχικά σχέδια, τα σχέδια BDF-based έδειξαν σημαντικά βελτιωμένη D

2%, D

98%, ΗΙ και τιμές CI για την PTV64 και μια βελτιωμένη CI για την PTV54 κατά περίπου 4,4%, 0,3%, 50,3%, 11,4% και 3,7%, αντίστοιχα. Σε σύγκριση με τα σχέδια DCS-based, τα σχέδια BDF-based αποδειχθεί καλύτερη D

2%, ΗΙ και τιμές CI για την PTV64 και μια καλύτερη CI για την PTV54 κατά περίπου 1,9%, 25,7%, 8,3%, 3,3%, αντίστοιχα, καθώς και ένα συγκρίσιμο D

98% αξία για τον PTV64. Τα σχέδια DCS-based έδειξαν βελτιώσεις σε σχέση με τα αρχικά σχέδια, από κάθε άποψη, εκτός από την αντίστοιχη CI για την PTV54. Στα isodose διανομές, σημαντικά λιγότερες hot spots της ≥ 105% (67,2 Gy) της συνταγογραφούμενη δόση για την PTV64 παρατηρήθηκαν για τα σχέδια BDF-βάση, και οι isodose γραμμές εμφανίστηκε πιο σύμμορφη με το PTVs (Εικ. 2). Εκτός αυτού, οι ιστόγραμμα δόσης-όγκου (DVH) καμπύλες της PTVs φαινόταν πολύ πιο απότομη για τα σχέδια BDF-βάση (Εικ. 3).

Η

Η

OAR φειδωλοί

Ο πίνακας 2 συνοψίζει τις παραμέτρους δόσης-όγκου των κουπιών για τα 3 σχέδια. Από την άποψη της δόσης παραδίδεται στον νωτιαίο μυελό PRV, τα σχέδια BDF-based μείωσε ελαφρώς την D

αξία 0.1cc του νωτιαίου μυελού PRV κατά 1,1 ± 1,3% σε σύγκριση με τα αρχικά σχέδια και κατά 2,3 ± 1,8% σε σύγκριση με το τα σχέδια DCS-βάση. Όσον αφορά την δόση που χορηγείται στους πνεύμονες, τα σχέδια BDF-based έτεινε να καταθέσουν ελαφρώς χαμηλότερες δόσεις. Τα σχέδια BDF-based απέδωσε MLDs οι οποίες ήταν χαμηλότερες κατά 2,7 ± 1,8% σε σύγκριση με τα αρχικά σχέδια και κατά 2,2 ± 1,6% σε σύγκριση με τα σχέδια DCS-βάση. Αυτά τα αποτελέσματα απεικονίζονται επίσης στο Σχ. 3.

Η

Αποτελεσματικότητα του σχεδιασμού, παράδοσης δόση και επαληθεύσεις δοσιμετρικές

Όπως φαίνεται στον Πίνακα 3, η μέθοδος BDF-based ήταν πιο αποτελεσματική από τη μέθοδο DCS-βασισμένη σε σχέση με το ώρα προγραμματισμό. Το one-time εκ νέου βελτιστοποίησης απαιτείται 4.06 ± 0.9 και 5.68 ± 1,05 λεπτά για την BDF- και τα σχέδια DCS-βάση, αντίστοιχα. Η μέθοδος BDF που βασίζεται στη μείωση του χρόνου εκ νέου βελτιστοποίησης κατά 28,4 ± 25,1%. Η μονάδες Μυ των σχεδίων BDF-based ήταν 1.7 ± 2.3% και 1.2 ± 2.4% υψηλότερες από εκείνες των DCS με βάση και αρχικά σχέδια, τα αντίστοιχα (Πίνακας 1). Ο μέσος χρόνος παράδοσης των σχεδίων BDF-based ήταν 1,3 ± 1,0% περισσότερο από ό, τι εκείνη των σχεδίων DCS-based (Πίνακας 3).

Η

έχουν περάσει όλες τις δοκιμές επαλήθευσης. Δεν υπήρχαν σημαντικές διαφορές που παρατηρούνται όσον αφορά τα ποσοστά επιτυχίας γάμμα που υποδεικνύεται από το Δέλτα

4 Phantom και οι αποκλίσεις σημείο δόσης υπολογίζεται χρησιμοποιώντας IMSure. Τα ποσοστά γάμα πάσα των σχεδίων BDF-based υπολογίζονται χρησιμοποιώντας IMSure ήταν πολύ ελαφρώς χαμηλότερες από εκείνες των σχεδίων DCS-based, αλλά στατιστικά σημαντικές διαφορές παρατηρήθηκαν μόνο σε δύο τομείς. Παρ ‘όλα αυτά, αυτές οι διαφορές ήταν τόσο μικρή ώστε να είναι αμελητέα.

Συζήτηση

Για να βελτιωθεί η θεραπευτική αναλογία και να λάβει τη βέλτιστη κλινικά αποτελέσματα, είναι σημαντικό να κάνουν πλήρη χρήση της τεχνικής της IMRT. Η μελέτη μας έδειξε ότι το εισαγόμενο μέθοδος βελτιστοποίησης BDF-based είναι ικανή περαιτέρω βελτίωσης της κάλυψης στόχου και φειδωλοί OARs.

Το πιο προφανές πλεονέκτημα της μεθόδου που βασίζεται BDF είναι ότι βελτιώνει σημαντικά τη δόση ομοιογένεια. Τέτοια βελτίωση μπορεί να είναι κλινικά ευεργετική για τους ασθενείς με καρκίνο του τραχήλου καρκίνο του οισοφάγου, διότι οι PTVs για τη θεραπεία αυτού του τύπου καρκίνου περιλαμβάνουν συνήθως τέτοιους ιστούς όπως υποβλεννογόνιο ιστό, βλεννογόνο, και των οστών, η οποία μπορεί να υποστεί επιπλοκές μετά τη λήψη σημαντικά ετερογενή υψηλές δόσεις [21]. Werner-Wasik et al. [22] έχουν δηλώσει ότι μια υψηλότερη δόση στον οισοφάγο μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο του οισοφάγου τοξικότητας, η οποία μπορεί να είναι απειλητική για τη ζωή, που οδηγεί σε τέτοιες πιθανές συνέπειες όπως διατρήσεις και συρίγγια [23,24]. Η μελέτη μας έδειξε ότι η μέθοδος BDF-based είναι σε θέση να μειώσει τα καυτά σημεία κατά περίπου 2-5% και παρέχουν εξαιρετική ομοιομορφία της κατανομής δόσεων, με ένα HI μείωση κατά περίπου 50%. Έτσι, μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο του οισοφάγου τοξικότητας.

Η μέθοδος BDF-based κατέδειξε επίσης ορισμένα πλεονεκτήματα σε σχέση με στόχο τη συμμόρφωση και τις κοντινές-OAR φειδωλοί. Μείωσε τη δόση που παραδίδεται στο νωτιαίο μυελό κατά περίπου 1-3%, μειώνοντας έτσι θεωρητικά τον κίνδυνο που προκαλείται από ακτινοβολία μυελίτιδα, ειδικά για ασθενείς με τοπικά επίμονη ή επαναλαμβανόμενη ασθένειες που απαιτούν μια δεύτερη πορεία της θεραπείας. Η μέθοδος BDF-based μείωσε επίσης τη μέση δόση που χορηγείται στους πνεύμονες κατά περίπου 2-3%, και μείωσε τα V

5Gy, V

10Gy, V

20 Gy και V

αξίες 30Gy του πνεύμονες. Είναι καλά γνωστό ότι μια υπερβολική δόση στους πνεύμονες μπορεί να οδηγήσει σε ακτινοβολία που προκαλείται από πνευμονία, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο [25]. Πολλοί ερευνητές έχουν δείξει ότι η MLD, V

5Gy, V

10Gy και V

αξίες 20 Gy είναι χρήσιμοι προγνωστικοί παράγοντες της πνευμονίτιδας [11,26]. Kumar et al. [27] έχουν επίσης το συμπέρασμα ότι η οξεία και χρόνια πνευμονίτιδα συσχετίζονται κυρίως με την V

30Gy και V

αξίες 20 Gy, αντίστοιχα. Ως εκ τούτου, η μείωση όλες τις παραμέτρους δόσης-όγκου που αναφέρθηκαν παραπάνω μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο της ακτινοβολίας που προκαλείται πνευμονίτιδα.

Η μέθοδος βελτιστοποίησης BDF-based είναι αποδοτική από την άποψη του χρόνου σχεδιασμό της θεραπείας, επειδή μόνο μία παράμετρο, τον αριθμό των κλασμάτων, θα πρέπει να αλλάξει και ένα εξαιρετικό κατανομή της δόσης μπορεί να επιτευχθεί εύκολα μέσω μιας απλής διαδικασίας εκ νέου βελτιστοποίηση εφάπαξ. Βελτίωση της αποτελεσματικότητας του σχεδιασμού είναι ευεργετική για τη μείωση του χρόνου που οι ασθενείς πρέπει να περιμένει μέχρι την έναρξη της θεραπείας και κατά συνέπεια για την ανακούφιση ανησυχίες των ασθενών. Αντίθετα, η μέθοδος DCS-based είναι χρονοβόρα γιατί απαιτεί πάντα πολλαπλές νέου βελτιστοποιήσεις για την περαιτέρω βελτίωση του σχεδίου, και επιπλέον, χρειάζεται χρόνος για να οριοθετηθούν οι δομές της δόσης έλεγχο και να ορίσετε νέους περιορισμούς δόσης.

Παραδοσιακά, η λειτουργία δόση βάσης χρησιμοποιείται για τη βελτιστοποίηση ένα δεύτερο σχέδιο (κάτοψη δόση), π.χ., ένα σχέδιο ώθηση, ενώ λαμβάνοντας υπόψη το πρώτο σχέδιο (σχέδιο δόση βάση), για να επιτευχθεί ένα βέλτιστο ποσό σχέδιο στο Optimiser, αλλά δεν κατά τον τελικό υπολογισμό. Ωστόσο, η λειτουργία της δόσης βάση χρησιμοποιείται με ένα νέο τρόπο στη μέθοδο BDF με βάση το? Εδώ, θα χρησιμοποιείται για την επίτευξη βέλτιστου δεύτερο σχέδιο (κάτοψη δόση), αλλά όχι ένα άθροισμα σχέδιο, κατά τον τελικό υπολογισμό, αλλά όχι στο Optimiser. Κατ ‘αρχήν, η λειτουργία της δόσης βάση χρησιμοποιείται για να αντισταθμίσει την OCE. Όταν ο OCE εισάγει ένα hot spot στην τελική υπολογισμένη δόση στο αρχικό σχέδιο (σχέδιο δόση βάση), το δεύτερο σχέδιο (κάτοψη δόση) θα δημιουργήσει ένα ψυχρό σημείο στην ίδια περιοχή για να επιτευχθεί μια ομοιόμορφη αθροίζονται δόση. Μετά τον υπολογισμό τελική δόση, από την επίδραση της OCE και πάλι, η δόση ψυχρής σημείο στο Optimiser του δεύτερου σχεδίου (πρόγραμμα κορυφή δόση) θα προσεγγίσει το επιθυμητό επίπεδο [28].

Ένας αριθμός ερευνητών έχουν επικεντρωθεί σε πιθανές μεθόδους ή τεχνικές για την αντιμετώπιση της OCE. Η μέθοδος που βασίζεται DCS βελτιστοποίηση που περιγράφεται από Süss et al. [18] και χρησιμοποιούνται από Xhaferllari et al. [17] είναι χρήσιμη για την αντιστάθμιση της OCE, αλλά είναι μόνο τοπικά αποτελεσματικό στη περιοχή δόσης ελέγχου, και αυτό είναι ένα «δοκιμής και λάθους» προσέγγιση, διότι οι επιπλέον περιορισμοί απαιτούν χειροκίνητη προσαρμογές. Αντίθετα, η μέθοδος BDF-based είναι παγκοσμίως αποτελεσματική σε ολόκληρη την περιοχή θεραπείας και είναι μια συστηματική προσέγγιση. Σύμφωνα με την ανασκόπηση από Broderick et al. [29] και άλλες μελέτες [30,31], η άμεση Aperture Βελτιστοποίηση (DAO) τεχνική περιλαμβάνει σειρά παραδοτέων MLC διαμορφώνει αντί ιδανικό χάρτες έντασης στην Optimiser και ως εκ τούτου είναι σε θέση να αφαιρέσετε το σφάλμα που εισάγεται από την MLC διαφοροποίησης. Δυστυχώς, όταν εφαρμόζεται σε τραχηλικό καρκίνο του οισοφάγου, το σφάλμα που προκύπτει από την ετερογένεια των ιστών και την επίδραση συσσώρευση εξακολουθεί να μην μπορεί να αφαιρεθεί, και αυτό το σφάλμα θα οδηγήσει σε ζεστά και κρύα σημεία, σύμφωνα με την εμπειρία μας. Επιπλέον, η τεχνική αυτή δεν είναι διαθέσιμη σε μη-DAO συστήματα σχεδιασμό της θεραπείας, π.χ., Eclipse έκδοση 10.0, ενώ η μέθοδος βελτιστοποίησης BDF-based είναι πάντα διαθέσιμη, επειδή μια λειτουργία της δόσης βάση ή παρόμοια λειτουργία δόση βάση είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό που παρέχεται στα συστήματα σχεδιασμό της θεραπείας για τη βελτιστοποίηση ενός δεύτερου σχεδίου για την επίτευξη βέλτιστου άθροισμα σχέδιο. Verbakel et al. [32] έχουν ξεπεράσει το σφάλμα που προέρχονται από ετερογένεια ιστού με διαίρεση του PTV σε χαμηλής και σχετικά υψηλής πυκνότητας περιοχές και στη συνέχεια ρύθμιση υψηλότερης στόχος δόση για την περιοχή χαμηλής πυκνότητας στο Optimiser. Αυτή η μέθοδος είναι αποτελεσματική, αλλά ελαχιστοποιεί μόνο μία πηγή της OCE, και την πολυπλοκότητα του αυξάνει κατά τη διαίρεση δύο ή περισσότερα PTVs.

Επιπλέον, επειδή υπήρξαν κάποιες αναφορές [28] σχετικά με τη μέθοδο της BDF που βασίζονται στην ημερομηνία , διακριτική δοσιμετρικές επαληθεύσεις πρέπει να εκτελείται για να εντοπίσει τυχόν σφάλματα που προέρχονται από τη λειτουργία δόση βάση. Αποτελέσματα εξακρίβωση μας έδειξαν ότι η μέθοδος βελτιστοποίησης BDF-based προσφέρεται επαρκής δοσιμετρικές ακρίβεια, επιβεβαιώνοντας έτσι την εφικτότητα αυτής της μεθόδου στην κλινική πράξη.

Ωστόσο, η μέθοδος BDF που βασίζεται οδήγησε σε αύξηση του χρόνου μονάδες Μυ και παράδοση κατά περίπου 1-2%, το οποίο μπορεί να αυξήσει ελαφρώς τη συχνότητα εμφάνισης των δευτερογενών καρκίνου [33]. Η προσπάθεια για τη μείωση της μονάδες Μυ παραμένει ένα ενδιαφέρον θέμα που θα πρέπει να διερευνηθεί στο μέλλον μας έρευνα.

Συμπέρασμα

Στην παρούσα μελέτη, αξιολογήσαμε τις δοσιμετρικές χαρακτηριστικά μιας απλής μεθόδου βελτιστοποίησης χρησιμοποιώντας τη δόση βάσης λειτουργία για την αυχενική καρκίνο του οισοφάγου, και βρήκαμε ότι η μέθοδος αυτή μπορεί να βελτιώσει την ομοιογένεια δόση στόχο και τη συμμόρφωση και μειώνει τις δόσεις για τα κουπιά ενώ επιτυγχάνει επαρκή δοσιμετρικές ακρίβεια, σε βάρος του ελαφρώς περισσότερο μονάδες Μυ. Επιπλέον, προσφέρει βελτιωμένη απόδοση σχεδιασμού. Ως εκ τούτου, η προτεινόμενη μέθοδος βελτιστοποίησης συνιστάται για ενσωμάτωση στην κλινική πράξη για την IMRT του τραχήλου της μήτρας οισοφαγικού καρκίνου.