Our study evaluated a dozymetric comparison between IMRT based techniques and robotic-assisted CK system by applying the SBRT for low risk prostate carcinoma. Według naszej wiedzy, po raz pierwszy parametry NTCP, które wykazują prawdopodobieństwo późnych powikłań związanych z promieniowaniem odbytnicy i pęcherza moczowego, zostały porównawczo przeanalizowane pod kątem technik SBRT. Poprzednie raporty wykazały wysoki wskaźnik biochemicznego, wolnego od choroby przeżycia, wraz z akceptowalnym profilem toksyczności, z większą dawką frakcji poprzez zastosowanie technik SBRT . Większość badań jednoośrodkowych wykorzystała technologię CK, wykazując wykonalność opartego na CK prostaty SBRT. McBride et al. w pierwszym wieloinstytucjonalnym badaniu fazy i wykazano skuteczne i bezpieczne stosowanie hipofrakcji za pomocą systemu CK, stosując dawkę frakcji 7,25-7,5 Gy dostarczaną w 5 frakcjach do leczenia gruczolakoraka prostaty niskiego ryzyka . Prospektywne randomizowane badanie fazy III, „PACE”, zostało opracowane w celu oceny wyniku klinicznego po monoterapii SBRT z CK, a następnie zbadano tę terapię w porównaniu do operacji i konwencjonalnie frakcjonowanego IMRT w zlokalizowanym raku prostaty (http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01584258?term=PACE&rank=12). W przeciwieństwie do standardowej techniki IMRT a, technologia CK wykonuje wewnątrzfrakcyjne dopasowanie wiązki skierowanej na prostatę, gdy wykryty jest ruch, osiągając błędy celowania poniżej 1 mm . Jednak dłuższy czas leczenia CK może skutkować niepewnością dawki wewnątrzfrakcyjnej ze względu na ruch pęcherza moczowego i jelit z anatomicznymi deformacjami podczas radioterapii. Tak więc, Reggiori et al. wykazano, że niepewność dawki dla celów i odbytnicy wzmacnia się wraz ze wzrostem czasu u pacjentów leczonych VMAT . Średni czas leczenia, jaki obserwowaliśmy dla technik IMRT, zwłaszcza dla VMAT i SW, był znacznie mniejszy niż dla CK (odpowiednio 6 i 5 min w porównaniu do 42 min). Krótki czas leczenia pomaga uniknąć niepewności dozymetrycznej w objętości docelowej spowodowanej zmiennością postaci wewnątrzfrakcyjnej pęcherza i jelit. Większość systemów planowania leczenia stosowanych w CK nie posiada zaawansowanych algorytmów skracających czas planowania. Rossi et al. zaproponowali zautomatyzowane generowanie planu leczenia za pomocą optymalizatora „Erasmus-Icycle” w celu stworzenia rozwiązania klasy kąta wiązki dla nieoplanarnej prostaty SBRT z CK, aby zastąpić czasochłonną optymalizację kąta wiązki dla każdego indywidualnego pacjenta . Korzystając z opracowanego przez siebie optymalizatora, autorzy opracowali rozwiązania klasy 15 -, 20-i 25-wiązkowe bez znaczącej utraty jakości planu w porównaniu do zindywidualizowanego wyboru kąta wiązki, skracając czas obliczeniowy generowania planów o współczynnik 14 do 25. Tak więc, wykorzystując rozwiązanie klasy kąta wiązki zamiast zindywidualizowanego doboru Anioła wiązki, plany 25-wiązkowe można wygenerować w 31 minut w porównaniu z 13 godz.
wykazaliśmy, że zarówno techniki oparte na CK, jak i IMRT osiągają podobne wyniki dozymetryczne, dotyczące pokrycia PTV, a także zapewniają wysoce konformiczny rozkład dawki. Jednak homogeniczność PTV została znacząco obniżona w planach leczenia CK w porównaniu z metodami rotacyjnego IMRT. Ponadto techniki IMRT zapewniały mniejszą ekspozycję na odbytnicę i pęcherz moczowy przy średnich i dużych dawkach niż CK. Nasze ustalenia są zgodne z wynikami uzyskanymi przez MacDougall et al. . Ich wyniki uzyskano z analizy dozymetrycznej zebranej przez porównanie dystrybucji dawki między CK i VMAT z dostarczeniem 35 Gy do prostaty w 5 frakcjach. Ograniczenia dawki dla wiosła zostały osiągnięte przez obie techniki, jednak homogeniczność PTV, jak również średni czas planowania i dostawy były na korzyść VMAT. Ponadto stwierdzono, że zastosowanie VMAT jest lepsze w przypadku oszczędzania wiosła przy niższych dawkach promieniowania. Podobnie Lin et al. pokazał, że stosując 37.5 Gy w 5 frakcjach ujawniło lepsze pokrycie PTV i lepsze oszczędzanie odbytnicy przy niskich dawkach z planami VMAT niż z planami CK, chociaż w planach leczenia vmat wykorzystano 6 wiązek fotonów MV, w przeciwieństwie do 15 MV w naszej analizie . Ponadto plany VMAT wykazały doskonałą zgodność dawki, co skutkowało szybszym spadkiem dawki w porównaniu z planami CK. Wreszcie, autor zaobserwował w przypadku planów VMAT mniej obszaru niskich dawek, niższe jednostki monitorujące (MU) i szybszy czas dostawy niż w przypadku planów CK. Autorzy spekulowali, że ogólne ryzyko wtórnego nowotworu może być wyższe dla CK poprzez większe zaangażowanie prawidłowej tkanki otrzymującej niską dawkę RT, a także wyższy MUs i czas dostarczenia leczenia. Dong et al. porównawczo analizowano rozkład dawki dla prostaty SBRT (40 Gy w 5 frakcjach) przy użyciu zoptymalizowanej zrobotyzowanej nie-współpłaszczyznowej RT, zwanej terapią 4π, która jest ustalana na platformie LINAC ramienia C i 2-arc VMAT . Obie metody planowania wykazały odpowiedni zasięg PTV. Jednak plany 4π osiągnęły znacznie lepsze oszczędzanie przedniej ściany odbytnicy i żarówki prącia, zmniejszając maksymalne dawki ad V50%, V80%, V90 % i D1 cm3. Dawka pęcherza moczowego została tylko nieznacznie zmniejszona przez zastosowanie terapii 4π. Tak więc, optymalizując kąty wiązki i płynność w nie-współpłaszczyznowej przestrzeni rozwiązania, autorzy osiągnęli najwyższą jakość dla prostaty SBRT w porównaniu do zaawansowanych planów VMAT. Rossi et al. opracowano systemy do automatycznego generowania planów dla robotów SBRT (autoROBOT). Jakość tych planów została porównana z planami VMAT, które również były generowane automatycznie, stosując 9,5 Gy w 4 frakcjach . Co ciekawe, w porównaniu autoROBOT i autoVMAT z 3 mm marginesem PTV dla wszystkich technik, dawki odbytnicy (D1 cm3 i Dmean) były znacznie niższe w planach autoROBOT, przy porównywalnym zasięgu PTV i innych oszczędnościach wiosła. W porównaniu do ręcznego Oszczędzania, autoROBOT znacząco poprawił oszczędzanie odbytnicy i pęcherza moczowego (D1 cm3 i Dmean), przy równym pokryciu PTV. Tak więc, w przeciwieństwie do wyników zaobserwowanych w naszym badaniu przez porównanie ręcznie generowanych planów VMAT i CK, autorzy wykazali wyższość nie-współpłaszczyznowego robota SBRT w porównaniu do współpłaszczyznowego VMAT przy użyciu automatycznego planowania dla obu technik.
zakładając te same cele dawkowania dla planowania leczenia, możemy wyjaśnić różnice w rozkładzie dawki w PTV i OAR przez wpływ techniki radiacyjnej i różnych algorytmów obliczania dawki. System planowania Multiplan stosowany w CK jest mniej wrażliwy na ograniczenia dawki niż systemy planowania stosowane w podejściach obrotowych. Obniżona czułość może skutkować różnicą jednorodności PTV w planach CK przy użyciu tych samych celów dawkowania w systemie planowania dla technik IMRT. Jednak kluczowym czynnikiem decydującym o wykonalności planów leczenia promieniowaniem jest optymalizacja ograniczeń dawki w każdym indywidualnym przypadku.
różne kryteria wyboru, a także różnice w definicji objętości docelowej i ograniczenia dawki dla wiosła, które istnieją, w rzeczywistości opisują SBRT prostaty. Różnica w skumulowanej dawce promieniowania (między 33 Gy a 38 Gy), a także w schematach radioterapii (4 do 5 frakcji) prowadzi do znacznych różnic w stosowanym złożu. Podobnie, istnieje szerokie spektrum ograniczeń dawki dla PTV i OAR W dostępnej literaturze daty . Z tego powodu zastosowaliśmy kombinację ograniczeń z badania PACE i tych zalecanych przez centra Accuray i Varian, które dostarczają SBRT z CK/tomoterapią i RA/przesuwnym oknem, kolejno. Oceniliśmy łóżko, używając wartości α / β 3 dla odbytnicy i 6 dla pęcherza moczowego, aby przekształcić całą dawkę ograniczającą do 2 Gy na frakcję. Pozwoliło to na ocenę celów zastosowanej dawki, zgodnie z kryteriami zaproponowanymi w raportach QUANTEC, które określają konwencjonalnie frakcjonowaną RT . Jeśli chodzi o oszczędność cewki moczowej, sugeruje się, że bardziej niejednorodny rozkład dawki może zapewnić wymaganą oszczędność prostaty cewki moczowej w PTV. Ograniczyliśmy maksymalną dawkę do 110% dawki na receptę w planach leczenia dla wszystkich technik w celu zmniejszenia dawki napromieniowania cewki sterczowej. W aspekcie toksyczności cewki moczowej trwa wieloośrodkowe badanie fazy II, w którym ocenia się SBRT w raku gruczołu krokowego dostarczanego przez VMAT, w tym oszczędzanie cewki moczowej (http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01764646?term=NCT01764646&rank=1). Ogólnie rzecz biorąc, cele dawki dla SBRT prostaty powinny być oparte na zestawach danych z zaawansowanych technologii radioterapii i dużych prospektywnych randomizowanych badań.
kolejnym problemem są marginesy bezpieczeństwa w wytyczeniu PTV, które powinny być wykorzystane do dostarczenia SBRT w przypadku raka prostaty niskiego ryzyka, w celu uzyskania zweryfikowanego porównania dozymetrycznego zastosowaliśmy te same marginesy bezpieczeństwa zarówno w technice CK, jak i IMRT, z marginesem 3 mm w kierunku grzbietowym i marginesem 5 mm w kierunku brzusznym i bocznym. Zastosowanie obrazowej RT z weryfikacją prostaty bezpośrednio przed leczeniem może nie wystarczyć do precyzyjnego dostarczenia dawki promieniowania z powodu intrafrakcyjnego ruchu prostaty. Zgodnie z ustaloną literaturą odchylenie standardowe błędów systematycznych i losowych z powodu intrafrakcyjnego ruchu prostaty waha się odpowiednio od 0,2 do 1,7 mm i 0,4 do 1,3 mm . Biorąc pod uwagę, że CK wykonuje śledzenie w czasie rzeczywistym wewnątrzfrakcyjnego ruchu prostaty z dokładnością 1 mm w dostarczaniu dawki promieniowania, MacDougall et al. zaproponowały zastosowanie marginesu bezpieczeństwa wynoszącego 3 mm dla wszystkich kierunków w CK i 5 mm w VMAT . Niektórzy autorzy zaobserwowali dobrą odpowiedź kliniczną oraz bardzo niskie ryzyko wystąpienia działań niepożądanych w jelitach stopnia 4. i 3. stosując CK-based SBRT dla raka prostaty niskiego ryzyka, stosując 2 lub 2,5 mm marginesy bezpieczeństwa w kierunku odbytnicy . Podobnie, w nowo zainicjowanym prospektywnym badaniu obserwacyjnym bi-center „HYPOSTAT”, PTV wyznaczono tylnymi marginesami 2 mm dla SBRT opartego na CK . Z drugiej strony, w dużej serii raportów opisujących stereotaktyczną RT z CK w przypadku raka gruczołu krokowego, zaobserwowano niski wskaźnik przejściowej toksyczności stopnia 3 i 2 w moczu i odbytnicy poprzez zastosowanie 3 mm grzbietowego marginesu PTV i 5 mm marginesu bezpieczeństwa we wszystkich innych kierunkach . Biorąc pod uwagę najwyższą ekspozycję odbytnicy i pęcherza moczowego na CK w porównaniu z IMRT, która została ujawniona w tym badaniu, zalecamy zmniejszenie marginesów PTV do 2 mm we wszystkich kierunkach dla SBRT opartego na CK, aby zminimalizować ryzyko toksyczności moczu i odbytnicy, a także zapewnić przewagę dozymetryczną w porównaniu z zaawansowanymi technikami IMRT.
jednym z utrzymujących się pytań dotyczących SBRT w przypadku raka prostaty jest schemat radioterapii. King i in. raport o czterokrotnym zmniejszeniu toksyczności moczu stopnia 1 i siedmiokrotnym zmniejszeniu toksyczności doodbytniczej stopnia 1 na korzyść SBRT co drugi dzień w porównaniu z dobowym SBRT składał się z 36,25 Gy w 5 frakcjach . Autorzy ostatecznie zalecili leczenie prostaty co drugi dzień, aby umożliwić SBRT zminimalizowanie późnych efektów w normalnej tkance. Jednak tylko randomizowane badanie byłoby w stanie prawidłowo zbadać różnice między różnymi schematami radioterapii.
skupiliśmy się na analizie prawdopodobieństwa późnej toksyczności odbytnicy i moczu za pomocą SBRT na raku prostaty niskiego ryzyka. Pomimo znaczącej przewagi dozymetrycznej w ochronie odbytnicy w odniesieniu do SW (Tabela 4), wartości ntcp późnej toksyczności odbytnicy pokazują, że HT jest pod tym względem lepszy (Tabela 5). Wykazano, że zastosowanie stacjonarnych pól IMRT, ale nie Technik rotacyjnych, poprawiło parametry ntcp dla pęcherza moczowego. SW lub HT, ale nie VMAT, są ogólnie preferowane w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa późnego odbytnicy w leczeniu raka prostaty niskiego ryzyka. Ntcp dla pęcherza moczowego nie wykazały znaczących korzyści dla jakiejkolwiek techniki.
badanie oparte jest na systemach planowania leczenia Eclipse™10, Tomo planning system w wersji 5 oraz Multiplan® planning system w wersji 5.2. W procesie rozwoju tej pracy rutynowo stosowane były w naszym instytucie systemy planowania leczenia. Nowsze algorytmy optymalizacji prowadzą do innego sposobu planowania. Na przykład nowy Photon Optimizer w Eclipse ™ 15 ma ulepszone modelowanie pokrywania się wioseł i celów. Przy podobnych celach dawkowania w procesie planowania otrzymany rozkład dawki i DVH różnią się nieznacznie między Eclipse™10 i Eclipse™15. Dlatego indywidualna optymalizacja celów dawkowania może poprawić zasięg docelowy i oszczędność wioseł dzięki zastosowaniu systemu planowania leczenia Eclipse™10. Wartości NTCP są oparte na wynikach DVH, więc nowszy algorytm może pokazać inny wynik. Istnieją pewne badania na temat wpływu lub wpływu algorytmów obliczania dawki na wartości ntcp, zwłaszcza w przypadku raka płuc . Ze względu na stały postęp algorytmów w celu zwiększenia dokładności rozkładu dawki i zminimalizowania niepewności, dodatkowe prace mogłyby zbadać wpływ aktualizacji Eclipse™10 do Eclipse ™ 15 w odniesieniu do NTCP prostaty SBRT.
nasze badania są ograniczone przez ich retrospektywny charakter i małą liczbę badanych populacji, która wyklucza Duże wnioski i parametry planowania nie powinny być ekstrapolowane dla wszystkich przypadków. Na przykład marginesy PTV dla SBRT gruczołu krokowego należy określić na podstawie zastosowanej techniki radiacyjnej, stadium raka i objętości gruczołu krokowego. Innym możliwym ograniczeniem jest tendencja selekcyjna spowodowana dużą różnicą objętości prostaty i odbytnicy u badanych pacjentów (dodatkowy plik 1: Tabela S1. Z tego powodu szacowane plany leczenia wykazały duże różnice w wartościach pokrycia PTV i sparingu wioseł między pacjentami. Ponadto zalecane przez QUANTEC ograniczenia dawki dla odbytnicy i pęcherza moczowego opierają się na konwencjonalnych zestawach danych RT 3-D. Zaawansowane techniki IMRT i CK zapewniają wysoce konformiczny rozkład dawki, wykonując lepsze oszczędzanie wiosła w porównaniu do 3-D CRT, dlatego ograniczenia dawki dla wiosła muszą zostać przyjęte dla zaawansowanych technik IMRT i CK stosowanych w prostacie SBRT. W analizie NTCP do oszacowania wartości ntcp posłużyliśmy się modelem toksyczności doodbytniczej i pęcherza moczowego Lymana. Jednak Viswanathan et al. aver, że nie ma wygodnego modelu ilościowego, który może w zadowalający sposób analizować późną toksyczność pęcherza po radioterapii zewnętrznej wiązki . Wynika to z braku wyraźnej odpowiedzi na dawkę i zmienności czynnościowej pęcherza moczowego. Wreszcie, plany promieniowania mogą być zoptymalizowane przez indywidualną modyfikację celów dawki dla każdego przypadku leczenia. Argument ten może zmniejszyć przydatność uzyskanych wyników, pomimo zastosowania podobnych celów dawkowania w szacowaniu planów promieniowania. W związku z tym kryteria wyboru dozymetrycznego porównania różnych podejść promieniowania powinny być dalej optymalizowane.
