vår studie utvärderade en dosimetrisk jämförelse mellan IMRT-baserade tekniker och robotassisterat CK-system genom att tillämpa SBRT för lågrisk prostatakarcinom. Så vitt vi vet är detta första gången, när ntcp-parametrarna, som visar sannolikheten för sena rektala och urinblåsa strålningsrelaterade komplikationer, analyserades relativt för SBRT-tekniker. Tidigare rapporter visade en hög frekvens av biokemisk, sjukdomsfri överlevnad, tillsammans med en acceptabel toxicitetsprofil, med en större fraktionsdos genom att tillämpa SBRT-tekniker . De flesta singelcenterstudier har använt CK-tekniken som visar genomförbarheten av CK-baserad prostata SBRT . McBride et al. demonstrerad i sin första multiinstitutionella fas I-studie, en effektiv och säker användning av hypofraktionering med ett CK–System, genom att applicera en 7,25-7,5 gy-fraktionsdos levererad i 5 fraktioner för behandling av lågrisk prostata adenokarcinom . Den prospektiva randomiserade fas III-studien,” PACE”, utvecklades för att utvärdera ett kliniskt resultat efter SBRT-monoterapi med CK, och undersökte vidare denna terapi i jämförelse med kirurgi och konventionellt fraktionerad IMRT i lokaliserat prostatakarcinom (http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01584258?term=PACE&rank=12). Till skillnad från standard IMRT A-teknik utför CK-tekniken en intrafraktionell matchning av strålen som riktar sig mot prostata när rörelse detekteras och uppnår inriktningsfel på mindre än 1 mm. Den längre behandlingstiden med CK kan dock leda till intrafraktionsdososäkerhet på grund av urinblåsa och tarmrörelse med anatomisk deformation under strålbehandlingen. Således, Reggiori et al. visade att dososäkerhet för mål och rektum förstärktes med ökningen av tiden hos patienter behandlade med VMAT . Den genomsnittliga behandlingstiden som vi observerade för IMRT-tekniker, särskilt för VMAT och SW, var signifikant mindre än för CK, (6 respektive 5 min jämfört med 42 min). Den korta behandlingstiden hjälper till att undvika dosimetriska osäkerheter i målvolymen orsakad av blåsans och tarmens intrafraktionsformvariation. De flesta dosplaneringssystem som används för CK har inte avancerade algoritmer för att minska planeringstiden. Rossi et al. har föreslagit en automatiserad behandlingsplan generation med hjälp av” Erasmus-iCycle ” optimizer för att skapa en strålvinkelklass lösning för noncoplanar prostata SBRT med CK för att ersätta tidskrävande strålvinkeloptimering för varje enskild patient . Med hjälp av den egenutvecklade optimeraren etablerade författarna 15 -, 20-och 25-strålklasslösningar utan betydande förlust i plankvalitet jämfört med individualiserat strålvinkelval, vilket minskar beräkningstiden för plangenereringen med en faktor 14 till 25. Således, med användning av strålvinkelklasslösning istället för individualiserad strålängelval, kunde 25-strålplaner genereras i 31 min jämfört med 13 h.
vi har visat att både CK och IMRT-baserade tekniker uppnår liknande dosimeteriska resultat, avseende PTV-täckning, samt ger mycket konform dosfördelning. PTV-homogenitet sänktes emellertid signifikant i CK-behandlingsplanerna jämfört med rotations-IMRT-tillvägagångssätt. Dessutom gav IMRT-teknikerna lägre exponering i rektum och urinblåsa vid medelhöga till höga dosintervall än CK. Våra resultat överensstämmer med resultaten från MacDougall et al. . Deras resultat tillhandahölls från en dosimetrisk analys samlad genom att jämföra dosfördelningen mellan CK och en VMAT med leverans av 35 Gy till prostata i 5 fraktioner. Dosbegränsningarna för åra uppnåddes med båda teknikerna, men PTV-homogenitet samt den genomsnittliga planeringen och leveranstiden var till förmån för VMAT. Dessutom visade sig användningen av VMAT vara överlägsen vid sparsam åra vid lägre stråldoser. Liknande, Lin et al. visade att tillämpa 37.5 Gy i 5 fraktioner avslöjade överlägsen PTV-täckning och bättre rektumsparande vid låga doser med VMAT-planer än med CK-planer, även om 6 MV fotonstrålar användes för vmat-behandlingsplanerna i motsats till 15 MV i vår analys . Dessutom visade vmat-planerna en utmärkt dosöverensstämmelse vilket resulterade i snabbare dosavfall jämfört med CK-planer. Slutligen observerade författaren med VMAT planer färre lågdosområde, lägre bildskärmsenheter (MU) och snabbare leveranstid än med CK-planer. Författarna spekulerade i att den totala risken för sekundär malignitet kan vara högre för CK genom större involvering av normal vävnad som får låg RT-dos, liksom högre MUs och behandlingsleveranstid. Dong et al. jämförelsevis analyserade dosfördelningen för prostata SBRT (40 Gy i 5 fraktioner) genom användning av optimerad Robot icke-coplanar RT, benämnd 4-ozi-terapi, som är etablerad på C-arm LINAC-plattformen och 2-arc VMAT . Båda planeringsmetoderna visade tillräcklig PTV-täckning. Emellertid uppnådde de 4 kg planerna signifikant överlägsen sparning av främre rektumväggen och penislampan, vilket minskade de maximala doserna ad V50%, V80%, V90% och D1 cm3. Blåsdosen reducerades endast något genom användning av 4-oc-behandling. Genom att optimera spridningsvinklar och fluenser i det icke-planära lösningsutrymmet har författarna uppnått överlägsen kvalitet för prostata SBRT jämfört med avancerade vmat-planer. Rossi et al. utvecklade system för automatisk generering av kliniskt levererade planer för robotic SBRT (autoROBOT). Kvaliteten på dessa planer jämfördes med vmat-planer som också genererades automatiskt genom att tillämpa 9,5 Gy i 4 fraktioner . Intressant är att i autorobot-och autoVMAT-jämförelsen med 3 mm PTV-marginaler för alla tekniker var rektumdoser (D1 cm3 och Dmean) signifikant lägre i autoROBOT-planer, med jämförbar PTV-täckning och annan ÅRASPARANDE. Jämfört med manuell sparande förbättrade autoROBOT signifikant rektum och urinblåsa sparande (D1 cm3 och Dmean), med lika PTV-täckning. Således, i motsats till resultat som observerats i vår studie genom jämförelse av manuellt genererade VMAT-och CK-planer, visade författare en överlägsenhet av icke-coplanar Robot SBRT jämfört med coplanar VMAT när man använder autoplanning för båda teknikerna.
om vi antar samma dosmål för dosplanering kan vi förklara skillnader i dosfördelning inom PTV och åra genom påverkan av strålningsteknik och genom olika dosberäkningsalgoritmer. Multiplanplaneringssystemet som används för CK är mindre känsligt för dosbegränsningar än planeringssystemen som används för rotationsmetoder. Sänkt känslighet kan resultera i skillnaden i PTV-homogenitet i CK-planer medan man använder samma dosmål i planeringssystemet för IMRT-tekniker. En avgörande faktor som bestämmer genomförbarheten av strålbehandlingsplaner är dock optimering av dosbegränsningar i varje enskilt fall.
varierande urvalskriterier, liksom skillnader i målvolymdefinitionen och dosbegränsningar för åra som existerar, beskriver faktiskt prostata SBRT. Skillnaden i en kumulativ strålningsdos (mellan 33 Gy och 38 Gy), såväl som i RT-regimer (4 till 5 fraktioner) leder till väsentliga variationer i en applicerad bädd. Liknande, det finns ett brett spektrum av dosbegränsningar för PTV och åra i det tillgängliga litteraturdatumet . Av denna anledning använde vi en kombination av begränsningar från PACE-studien och de som rekommenderas av Accuray och Varian-centra som levererar SBRT med CK/tomoterapi och RA/skjutfönster i följd. Vi bedömde sängen genom att använda värdet av 3 för rektum och 6 för urinblåsan för att konvertera all begränsningsdos till 2 Gy per fraktion. Detta möjliggjorde en uppskattning av de använda dosmålen, enligt kriterier som föreslagits av QUANTEC-rapporter, som fastställer den konventionellt fraktionerade RT . När det gäller urinrörsparande föreslås att mer heterogen dosfördelning kan ge en nödvändig prostatisk urinrörsparande inom PTV. Vi begränsade den maximala dosen till 110% av receptdosen i behandlingsplanerna för alla tekniker för att minska bestrålningsdosen för prostatisk urinrör. I aspekten av urinrörstoxicitet pågår en multicentrisk fas II-studie, som utvärderar SBRT i prostatacancer levererad av VMAT, inklusive urinrörsparande (http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01764646?term=NCT01764646& rank=1). I allmänhet bör dosmålen för prostata SBRT baseras på datamängderna för avancerad strålbehandling och stora prospektiva randomiserade studier.
ett annat problem är säkerhetsmarginalerna i PTV-avgränsningen, som bör användas för att leverera SBRT för lågrisk prostatakarcinom, för att uppnå en validerad dosimetrisk jämförelse använde vi samma säkerhetsmarginaler i både CK-och IMRT-tekniker, med en 3 mm marginal i ryggriktningen och 5 mm marginal i ventrala och laterala riktningar. Användningen av bildstyrd RT med prostataverifiering omedelbart före behandling kanske inte räcker för exakt leverans av strålningsdos på grund av intrafraktion prostata rörelse. Enligt etablerad litteratur varierar standardavvikelsen för systematiska och slumpmässiga fel på grund av intrafraktion prostata rörelse från 0,2 till 1,7 mm respektive 0,4 till 1,3 mm. Med tanke på att CK utför spårning i realtid av intrafraktionell prostatarörelse med en 1 mm precision vid leverans av strålningsdos, MacDougall et al. har föreslagit användning av en säkerhetsmarginal på 3 mm för alla riktningar i CK och 5 mm i VMAT . Vissa författare observerade ett bra kliniskt svar såväl som mycket låg risk för intestinala grad 4 och 3 negativa effekter som tillämpade CK-baserad SBRT för lågrisk prostatakarcinom genom att använda 2 eller 2,5 mm säkerhetsmarginaler i rektala riktningar . På samma sätt avgränsades PTV i den nyligen initierade prospektiva observationsstudien ”HYPOSTAT” med bakre marginaler på 2 mm för CK-baserad SBRT . Å andra sidan, i den stora serien av rapporter som beskriver stereotaktisk RT med CK för lokaliserad prostatakarcinom, observerades en låg frekvens av övergående grad 3 och 2 urin-och rektala toxiciteter genom användning av 3 mm dorsal PTV-marginal och 5 mm säkerhetsmarginaler i alla andra riktningar . Med tanke på den högsta exponeringen av rektum och urinblåsa för CK jämfört med IMRT som avslöjades i denna studie, skulle vi rekommendera att minska PTV-marginalerna upp till 2 mm i alla riktningar för CK-baserad SBRT, för att minimera risken för urin-och rektala toxiciteter samt för att ge en dosimetrisk fördel jämfört med avancerade IMRT-tekniker.
en långvarig fråga när det gäller SBRT för prostatacancer är RT-regimen. King et al. rapporterade om den fyrfaldiga minskningen av urintoxicitet av grad 1 och en sjufaldig minskning av rektal toxicitet av grad 1 till förmån för varannan dag SBRT jämfört med daglig SBRT bestod av 36,25 Gy i 5 fraktioner . Författarna rekommenderade slutligen att behandla prostata med ett varannan dags dosschema för att tillåta SBRT att minimera sena effekter i normal vävnad. Emellertid skulle endast en randomiserad studie kunna korrekt studera skillnader mellan olika RT-regimer.
vi fokuserade på att analysera sannolikheten för sen rektal och urintoxicitet genom att använda SBRT på prostatakarcinom med låg risk. Trots den signifikanta dosimetriska fördelen i rektumskydd för SW (Tabell 4) avslöjar ntcp-värdena för sena rektala toxiciteter att HT är överlägsen i detta avseende (Tabell 5). Användning av fasta fält IMRT, men inte rotationstekniker, visade sig förbättra ntcp-parametrarna för urinblåsan. SW eller HT, men inte VMAT, föredras i allmänhet för att minska sannolikheten för sen rektal vid behandling av prostatakarcinom med låg risk. Ntcp för urinblåsan visade inga signifikanta fördelar för någon teknik.
denna studie är baserad på dosplaneringssystemen Eclipse 20, Tomo planning System version 5 och Multiplan 5.2 planning system. I utvecklingsprocessen för detta arbete användes dosplaneringssystemen rutinmässigt i vårt institut. De nyare algoritmerna för optimeringen leder till ett annat sätt att planera. Till exempel har den nya Fotonoptimeraren i Eclipse 25 en förbättrad åra och målöverlappningsmodellering. Med liknande dosmål i planeringsprocessen skiljer sig den resulterande dosfördelningen och DVH något mellan förmörkelse 20 och förmörkelse 15. Därför kan den individuella optimeringen av dosmålen förbättra måldäckningen och ÅRASPARANDE genom att använda Eclipse brasilian 10 dosplaneringssystem. Ntcp-värdena är baserade på DVH-resultat så att en nyare algoritm kan visa ett annat resultat. Det finns några studier om påverkan eller effekten av dosberäkningsalgoritmer på NTCP-värden, särskilt för lungcancer . På grund av en stadig framsteg av algoritmer för att öka noggrannheten i dosfördelningen och för att minimera osäkerheter, kan ett ytterligare arbete undersöka effekterna av en uppdatering av Eclipse 20 till Eclipse 15 om ntcp av prostata SBRT.
vår studie är begränsad av dess retrospektiva natur och litet antal studiepopulationer som utesluter stora slutsatser och planeringens parametrar som används bör inte extrapoleras för alla fall. Till exempel bör PTV-marginalerna för prostata SBRT definieras baserat på strålningsteknik som används, karcinomstadium och prostatavolym. En annan möjlig begränsning är selektionsförspänning på grund av stor skillnad i prostata och rektalvolym hos analyserade patienter (ytterligare fil 1: Tabell S1. Av denna anledning visade de uppskattade behandlingsplanerna stora variationer i värdena på PTV-täckning och åra sparring mellan patienter. Dessutom är dosbegränsningarna för rektum och urinblåsa som rekommenderas av QUANTEC baserade på 3-D konventionella RT-dataset. De avancerade IMRT-och CK-teknikerna ger mycket konform dosfördelning och utför överlägsen ÅRASPARANDE jämfört med 3-D CRT, så dosbegränsningarna för åra måste antas för avancerade IMRT-och CK-tekniker som används för prostata SBRT. När det gäller ntcp-analys använde vi Lymans modell av rektala och blåsans toxiciteter för uppskattning av NTCP-värden. I alla fall, Viswanathan et al. aver att det inte finns någon bekväm kvantitativ modell, som på ett tillfredsställande sätt kan analysera sen blåstoxicitet efter extern strålterapi. Detta beror på brist på ett tydligt dosrespons och funktionell variation i urinblåsan. Slutligen kan strålningsplanerna optimeras genom individuell modifiering av dosmål för varje behandlingsfall. Detta argument kan minska relevansen av de erhållna resultaten, trots användningen av liknande dosmål vid uppskattningen av strålningsplanerna. Således bör urvalskriterier för dosimetrisk jämförelse mellan olika strålningsmetoder optimeras ytterligare.
