Krooninen sairaus

tiivistelmä

Tämän tutkimuksen tavoitteena on arvioida vaikutuksia väli- megavoltage (3-MV) fotoni palkit SBRT keuhkosyöpään hoitoja. Aluksi, 3-MV virtuaalinen palkki tilattiin kaupalliselta hoidon suunnittelu, joka perustuu Monte Carlo simulaatiot. Kolme optimoitu suunnitelmat (6-MV, 3-MV ja kaksienergistä 3- ja 6-MV) tuli 31 keuhkosyöpäpotilaita identtisten palkin kokoonpano ja optimointia rajoitteet kullekin potilaalle. Dosimetrisiä mittareita arvioitiin ja verrattiin joukossa kolme suunnitelmia. Kaiken kaikkiaan suunniteltujen annos vaatimustenmukaisuus oli verrannollinen kolme suunnitelmia kaikilla 31 potilaalla. 21 ohut potilaalla on keskimääräinen lyhyt tehokkaan reitin pituus ( 10 cm), 3-MV suunnitelmat osoittivat parempaa Kattavuustavoite ja tasalaatuisuus annoksen vuoto index R

50% = 4,68 ± 0,83 ja homogeenisuus index = 1,26 ± 0,06, verrattuna 4,95 ± 1,01 ja 1,31 ± 0,08 6-MV suunnitelmat (p 0,001). Vastaavasti keskimääräinen /maksimi vähennyksiä keuhkojen tilavuudet vastaanottamisesta 20 Gy (V

20Gy), 5 Gy (V

5Gy), ja keskimääräinen keuhkojen annos (MLD) olivat 7% /20%, 9% /30% ja 5% /10%, vastaavasti 3-MV suunnitelmat (p 0,05). Annokset 5% määriä johto, ruokatorven, henkitorven ja sydän vähenivät 9,0%, 10,6%, 11,4% ja 7,4%, vastaavasti (p 0,05). 10 paksu potilaalla, dual energia suunnitelmia voidaan tuoda dosimetrisiä etuja vertailukelpoisia Kattavuustavoite, kiinteä annos ja pienemmän annoksen kriittiseen rakenteisiin, verrattuna 6-MV suunnitelmia. Lopuksi todettakoon, että tutkimus osoitti, että 3-MV fotoni palkit ovat mahdollisia dosimetrisiä etuja hoidettaessa keuhkotuumoreita parantuneen kasvain kattavuuden ja pienennettyjen annosten viereiseen kriittisiä rakenteita, verrattuna 6-MV fotoni palkit. Intermediate megavoltage fotoni palkit ( 6-MV) voidaan harkita ja lisätään nykyiseen hoitotapaa vähentää viereiseen normaaliin kudokseen annosta säilyttäen riittävä kasvaimen annos kattavuus keuhkosyövän sädehoidon.

Citation: Zhang Y, Feng Y, Ahmad M, Ming X, Zhou L, Deng J (2015) Keskitason Megavoltage Photon palkit varten Parannettu keuhkosyöpään Käsittelyt. PLoS ONE 10 (12): e0145117. doi: 10,1371 /journal.pone.0145117

Editor: Qinghui Zhang, North Shore Long Island Jewish Health System, Yhdysvallat |

vastaanotettu: 13 heinäkuu 2015; Hyväksytty: 28 marraskuu 2015; Julkaistu: 16 joulukuu 2015

Copyright: © 2015 Zhang et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään

Data Saatavuus: kaikki asiaankuuluvat tiedot kuuluvat paperin ja sen tukeminen Information tiedostoja.

Rahoitus: YZ tukivat China Scholarship neuvoston (no. +201206250087). Ei ollut muuta rahoitusta tukea YZ tai mukana kirjoittamassa tätä työtä. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Keuhkosyöpä on tullut yleisin ja tappava syöpä maailmassa arviolta 1590000 kuolemantapausta vuodessa, eli lähes joka viides koko syöpään kuolleisuus kaikkialla maailmassa [1]. Yhdysvalloissa, keuhkosyöpä osuus enemmän kuolemia kuin mikään muu syöpiin sekä miehillä että naisilla [2]. Viime vuosina stereotaktinen kehon sädehoitoa (SBRT) on saatu lupaavia tulos on sädehoitoon hallintaan alkuvaiheen ei-pienisoluinen keuhkosyöpä (NSCLC) ja käyttökelvottoman keuhkosyöpäpotilaita [3]. Huolimatta parantunut paikallinen valvonta ja selviytymistä, SBRT lähestymistapa keuhkosyövän vielä haasteita vähentämään säteilyn toksisuutta normaaleissa kudoksissa.

Vaikka 6-MV ja korkeamman megavoltage fotoni palkit on vallitsevasti käytetty klinikalla vuosikymmeniä, viime aikoina on ollut kasvavaa kiinnostusta välienergiankulutus fotonin palkit ( 6-MV). Tämä johtuu siitä, välienergiankulutus fotonit on kapeammat Penumbra alentuneen erilaisia ​​toissijaisia ​​elektroneja. Nopeampi annos putoamisesta ja alapoisto annosta voidaan hyödyntää myös viereisen kriittisen rakenteita. Jos useita lastauslaiturin kulmat työskentelee suunnitelman optimointiin, hyvä Kattavuustavoite voidaan saavuttaa välienergiankulutus fotonin palkit ilman liikaa annostelee pintakudoksia [4].

Useat tutkimukset ovat tehty hiljattain mukana välienergiankulutus fotonin palkit. Vuonna 2007 Keller

et al

. osoittivat, että 1,2-MV röntgensäteitä yhdistettynä pienet kentät voivat vähentää radiologisia Penumbra kallonsisäisissä stereotactic radiosurgery (SRS), joka voisi olla merkittävästi hyötyä parantamiseen kohdeannoksen tasalaatuisuuden ja paremmin säästäviä kriittisten rakenteiden [5]. Fox

et al

. verranneet Koboltti-60 gamma-ray 6/18-MV fotonit ja osoitti, että lähes identtinen intensiteetti-moduloitua sädehoito (IMRT) suunnitelmat voidaan saavuttaa välillä Co-60 ja 6-MV fotonit [6]. Myöhemmin, Stevens

et al

. määrittänyt 4-MV litistyminen suodatin ilmainen (FFF) säteen parantaa annoksen jakelu kudos-ilmarajapinnan keuhkosyövän hoitoon [7]. Viime aikoina Dong

et al

. tutki 2-MV FFF palkit ekstrakraniaalisen robotti IMRT. Niiden tulokset osoittivat, että kahden energiasuunnitelman (2- ja 6-MV) oli paras dosimetriaa ekvivalenttisen Kattavuustavoite ja parantaa elinten at risk (OAR) säästämättä, jota seurasi 2-MV vain 6-MV vain suunnitelmia [4].

Mixed energioita syöpähoitojen on tutkittu aiemmin [8-10]. Eräässä tutkimuksessa St-Hilaire

et al

., Palkki energia lisättiin optimointi parametri automaattisessa aukko-pohjainen käänteinen suunnittelujärjestelmän [10]. Heidän työnsä osoitti, että energiaa optimointi käyttäen 6 ja 23 MV palkit voisi tuottaa suunnitelmat parempaa laatua vähemmällä reuna-annoksen ja vähemmän Mus eturauhasen ja keuhkokasvaimia. Park

et al

. tutki vaikutusta sekoituksen 6-MV ja 15 MV fotoni palkit eturauhassyövän IMRT hoitoja ja päätteli, että mixed-energia suunnitelmia on samanlainen Kattavuustavoite, parannettu Airot annoksesta ja kiinteä annos syvällä kasvaimia [8].

3-MV fotoni palkit ovat merkittävästi vähemmän energiaa kuin 6-MV fotoni palkit selvästi eri säde. Parhaan tietomme, toistaiseksi ei ole systemaattista tutkimusta mahdollisista dosimetriset vaikutuksia 3-MV fotoni palkit sädehoidon hoitoja keuhkosyöpien. Siten Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää dosimetriset vaikutuksia välienergiankulutus fotonin palkit, erityisesti 3-MV fotonien keuhkojen SBRT hoitoja IMRT. Annosmittauspalvelun vaikutukset sekoittuneet ja jossa käytetään välienergiankulutus fotonit (3-MV) ja kliinisesti laajalti käytetty 6-MV fotonit myös tutkittu.

Materiaalit ja menetelmät

Virtual Linac palkki mallinnus ja validointi

tässä tutkimuksessa virtuaalinen 3-MV fotonisäteellä mallinnettiin Monte Carlo -menetelmä perustuu Varian lineaarikiihdyttimellä (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA). Tarkemmin sanoen EGS4 /BEAM Monte Carlo koodia on käytetty simuloimaan hiukkasten peräisin Varian Linac hoito pään nimellinen energialla 3-MV [11,12]. Geometria ja käytettyjen materiaalien EGS4 /BEAM Monte Carlo simulointi heijastuu realistisesti rakentaminen Linac toimii 6 MV fotoni tilassa vain energiaa tapaus elektronisuihkun asetettiin olemaan 3 MeV. Erityisesti eri osajärjestelmien rakennettiin kanssa EGS4 /BEAM Monte Carlo koodi mallintaa hoitoon pään Linac lukien tavoite, ensisijainen kollimaattori, pakoaukkoa, madaltuminen suodatin, näyttö kammio, toisen kollimaattorin, leukojen ja suojalasi. Täydellinen faasiavaruus tiedosto ensin teki yläpuolelle fotoni leuat sijaitsevat 28 cm alavirtaan kohde. Vaiheen tila data sisältää moniulotteinen tiedot kunkin partikkelin koko valitun tason, kuten sijainti, suunta, maksu, energia, painotuskerroin, ja tag tallentaa hiukkasen historia [13]. Täydellinen faasiavaruus voi maistella edelleen hiukkasten kuljetuksen muualla geometrian. Kuitenkin suuri määrä tietoa voidaan tallentaa ja hidas näytteenotto nopeus aikana hakea kaikki tämä tieto on merkittävä rajoitus vaiheavaruuden lähestymistapa [14]. Vaihtoehtoisesti, useiden mallien voidaan johdettu EGS4 /BEAMDP perustuu vaiheen tila tietoja [15]. Saatu monilähteistä malleja koostui numeerinen kuvaus energiaa spektrin, alueellinen jakautuminen, fluence jakelu, lähde sijainti, koko ja muoto kunkin lähteen tietyn hoitoon pää [15,16]. Moninkertainen lähde malleja on osoitettu vastaavan vaiheen tilan tiedot edustavat fotoni säteet Linac hoidon pään ja jäljittelemällä annos jakaumat veteen, mutta poistamalla vaivaa suurten tiedonsiirron ja piilevä varianssi liittyvät vaiheavaruuden [13, 15,16].

saatu monilähteistä malleja käytettiin sitten palkin panos EGS4 /MCSIM Monte Carlo annoksen simulaatioita siten, että kaikki vaaditut palkki tietoja kuten syväannosten ja poikittainen annos profiileja eri neliö ja suorakulmainen kenttä koot vaihtelevat 3 cm x 3 cm: stä 40 cm x 40 cm kertyi veden phantom. Tuotostekijöihin normalisoitu 10 cm x 10 cm kentän koko 95 cm SSD ja 5 cm: n syvyydessä veteen laskettiin myös. Kaikkien simulaatioiden EGS4 liikenteen parametrit asetettiin elektroni cut-off energia (ECUT) = AE = 700 keV ja fotoni cut-off energia (PCUT) = AP = 10 keV. AE on vähän energiaa kynnys γ-ray tuotanto, kun AP on vähän energiaa kynnys pehmeitä bremsstrahlung tuotantoon. Vokselifantomeita koko vaihteli 0,25 cm x 0,25 cm x 0,25 cm annoksen profiilin simulaatioita suurempia askelia syvyyssuunnassa perusteellisesti annoksen simulaatioita. Laskenta aika kunkin Monte Carlo simulointi oli välillä 1-52 tuntia yhdellä CPU työasema saavuttamiseksi tilastollinen epävarmuus (1σ) on alle 2%. Testitulokset on EGS4 /MCSIM on raportoitu aiemmin [17,18].

Monte Carlo-simuloitu annoksen profiilit ja ulostulo tekijät 3-MV fotoni palkit sitten tilasi osaksi Pinnacle

3 hoito suunnittelujärjestelmä (TPS) versio 9.6 (Philips Radiation Oncology Systems, Milpitas, CA). Auto-mallinnus Pinnacle

3 TPS käytettiin ensimmäisen ja säätää käsin sitten sen varmistamiseksi, että sopimuksella Pinnacle

3 laskelmia ja Monte Carlo simulaatiot oli parempi kuin 2% /2mm. Tarkkuus 3-MV palkki mallia tilattiin Pinnacle

3 TPS on arvioitu vertaamalla Pinnacle

3 annoslaskujen kanssa Monte Carlo simulaatioiden erilaisia ​​palkin kokoonpanoja sekä homogeeninen veteen Phantom (kuviot 1 ja 2 ) ja inhomogeneous veden phantom keuhkojen lohko (kuva 3).

poikkeamat syväannosten näytettiin alaosassa oikealle mittakaavassa.

Kaikki annokset olivat normalisoitu keskiakseli 5 cm: n syvyydessä vertailuun.

keuhkojen lohko 5 cm paksu, jonka tiheys on 0,3 g /cm

3 kohta lisättiin vettä phantom 5 cm: n syvyydessä, kun taas sivusuunnassa mitat olivat joko 15 × 15 cm

2 tai 15 x 7,5 cm

2. Kentän koot olivat 3 x 3 cm

2 ja 5 x 5 cm

2.

Potilasominaisuudet

31 keuhkosyöpäpotilaita kuuluivat tähän vertailevassa tutkimuksessa Institutional Review board (IRB) soveltaminen hyväksymä Yale University Human Investigation komitean (# 1404013787). Potilaiden ominaisuudet on esitetty taulukossa 1.

Hoitosuunnitelma

Kaikille 31 potilasta, 4DCT skannaukset suoritettiin Varian reaaliaikainen asemassa hallintajärjestelmä (RPM) v1. 7.5 ja CIVCO Body Pro-Lok liikkumattomuudesta laite (CIVCO Medical Solutions, Coralville, Iowa). 4DCTs siirrettiin GE Sim MD työasema ääriviivat sisäinen kohdetilavuudesta (ITV) ja 7 mm: n marginaali lisättiin sitten luoda suunnitteluun kohdetilavuudesta (PTV). Keskimääräinen voimakkuus ulokkeen (AIP) TT aineisto käytettiin muotoiluun kaikkien asiaankuuluvien airot lukien selkäydin, henkitorven, ruokatorven ja sydän. Kolme hoito suunnitelmat generoidaan kullekin potilaalle, eli 3-MV vain, 6-MV vain, ja kaksienergistä 3- ja 6-MV kanssa tilasi palkki malleja Pinnacle

3. Energioita kahden energia suunnitelma valittiin perustuu tehokkaaseen reitin pituus säteen sisäänkäynnin isocenter kunkin palkin. Käytännössä 3-MV ja 6-MV fotoni palkit sekoitettiin lähes yhtä dual energia suunnitelmia.

Identtiset palkki kokoonpano ja optimointia rajoitteet käytettiin kaikissa kolmessa suunnitelmat kullekin potilaalle. Kaikki suunnitelmat optimoitiin siten, että 100% reseptiä annoksen tilavuus kattaa vähintään 95% PTV. Suunnittelu optimointi rajoitteet airot on käytetty (taulukko 2). Vaikka TG101 ja RTOG 0915 suuntaviivat Vertailuun käytettiin, optimoinnin rajoitteet hieman muutettu klinikalla mahdollistaa yksilöllisten suunnittelun kullekin yksittäiselle potilaalle.

aikana suunnittelu-, välttäminen rengasrakenteita luotiin helpottamaan nopea annos pudota-off pois PTV ja rajoittaa sisäänkäynnin annoksen yksittäisten palkkien. IMRT käänteinen suunnittelu tehtiin käyttämällä suoraa koneparametri optimointi (DMPO) [19]. Lopullinen annos jakauma laskettiin romahtanut kartio konvoluutio (CCC) algoritmi annos verkkoon 0,25 cm resoluutio [20].

Plan arviointi

Per AAPM TG101 suosituksia, CI

100%, R

50% ja R

20%, määritellään suhteet volyymit vastaanottaa 100%, 50% ja 20%: määrätty annostus PTV volyymi vastaavasti käytettiin määrällisesti suunnitelman laatu [21 ]. Homogeenisuus indeksi (HI), joka määritellään suhteena korkeimman saama 5% on PTV matalimpaan saama 95% PTV, käytettiin arvioimaan annoksen heterogeenisyys sisällä PTV [22,23]

lisäksi suunnitelma laatu indeksit, D

5%, D

1% ja keskimääräinen annos selkäytimeen, henkitorven, ruokatorven, sydämen ja ihon verrattiin, jossa D

5% ja D

1% oli annokset vähintään 5% ja 1% elimen tilavuuden, edustaa korkeinta saamat airot. Keuhkojen kudoksia, prosentuaalinen tilavuus vastaanottaa 20 Gy (V

20Gy) ja 5 Gy (V

5Gy), ja keskimääräinen keuhkojen annos (MLD) kirjattiin. Keskimääräinen annokset kunkin nokan, ipsilateral ja kontralateraalista keuhkoissa verrattiin myös. Kahden tailed t-testiä sovellettiin tilastollista analyysiä. Merkittävä ero oletettiin, kun p on yhtä suuri tai pienempi kuin 0,05.

Tulokset

Virtual Linac palkki mallinnus ja validointi

3-MV virtuaalinen Linac malli verrattiin Monte Carlo simulaatioiden kuviossa 1. Kuten kuviossa 1 (A), syvyys annoskäyriä kenttien 3 x 3 cm

2, 10 x 10 cm

2 ja 20 x 20 cm

2 100 cm hankinnasta-pinnan etäisyys (SSD) verrattiin välillä Pinnacle

3 ennusteita ja Monte Carlo simulaatiot. Poikkeamat kahden näytettiin alaosassa kuvion 1 (A), jossa on vähemmän kuin 1% kaikista pisteistä paitsi build-up alueella, jossa jopa 5,5% poikkeama havaittiin alalla 3 x 3 cm

2. Kuvio 1 (B) osoitti sivusuunnassa annos profiilin vertailuja 5 cm: n syvyydessä, että samat kolme kentät parempi kuin 2% /2 mm sopimusta. Lisäksi annos profiilin vertailuja 5 ja 10 cm syvyydessä 100 cm SSD eri epäsäännöllinen kentät kollimoitu jota useiden lehtien kollimaattori (MLC) havaittiin olevan enintään 2% /2 mm välissä Pinnacle

3 ennusteita ja Monte Carlo simulaatioita sekä 6-MV ja 3-MV palkkien (kuvio 2). Palkki malleissa arvioitiin myös alle inhomogeneous olosuhteissa. Keuhkojen lohko 5 cm paksu, jonka tiheys on 0,3 g /cm

3 kohta lisättiin vettä phantom 5 cm syvyys, kun taas sivusuunnassa mitat olivat joko 15 × 15 cm

2 tai 15 x 7,5 cm

2. PDD ja profiilit kentän koot 3 x 3 cm

2 ja 5 x 5 cm

2 kohtiin merkitty katkoviivoin inserttejä kuvassa 3 poimittiin vertailun. Vertailu osoitti parempi kuin 2% /2 mm sopimuksella Pinnacle

3 ennusteita ja Monte Carlo simulaatioita vesi /keuhko-liitäntä.

PTV kattavuus

isodose jakaumat ja annoksesta tilavuus histogrammit (DVHs) kolme suunnitelmia reuna keuhkojen kasvain oli kuviossa 4 esimerkkinä. Vaikka kaikki suunnitelmat täyttivät vaatimustenmukaisuutta, 3-MV suunnitelma (katkoviivat) tarjosi parhaan OAR sparingin verrattuna 6-MV (paksut viivat) ja dual energiasuunnitelmia (ohuet viivat) osoittamalla tavalla DVHs, ja tiukempi annos kääriä ja nopeampaan annoksen lasku-off noin PTV kuten havainnollistetaan isodose jakaumat (huomattavia eroja on merkitty punaiset nuolet).

(a) vasemmalta oikealle: 6-MV, 3-MV ja dual energia suunnitelmia. Ylhäältä alas: aksiaalinen: sagittaalinen, ja koronan näkemyksiä. Isodose linjat ovat 120% (violetti), 105% (keltainen), 100% (vaaleanpunainen), 95% (vaaleansininen), 70% (vihreä), 50% (oranssi), 40% (teräs sininen) ja 20% (tummansininen). Merkittäviä eroja on merkitty punaisella nuolilla. (B) 6-MV, 3-MV ja kaksienergistä suunnitelmat näkyvät paksut linjat, katkoviivat ja ohuita viivoja, vastaavasti. DVH käyrät henkitorvi, ruokatorvi ja iho ei näytetä johtuen hyvin pienen annoksen tasolle.

Perustuu keskimääräinen efektiivinen reitin pituus (AEP), me edelleen luokitteli 31 potilasta kahteen ryhmään: lyhyt AEP (syyskuu, 10 cm) ja suuri AEP (LEP, 10 cm). Kuten taulukosta 3, 3-MV suunnitelmia saavuttaa paremmin annos vaatimustenmukaisuuden syyskuu ryhmässä alempi CI

100% (1,07 ± 0,14), R

50% (4,68 ± 0,83) ja R

20% (27,3 ± 8,40) verrattuna 6-MV suunnitelmat (p 0,01). Lähes mitään merkittävää eroa ei havaittu 3-MV suunnitelmat ja kaksienergistä suunnitelmat seuraavilla annoksen mukainen indeksit. Sillä PTV annoksen homogeenisuuden, 3-MV suunnitelmiin tasaisin annosjakauman (keskiarvo HI = 1,26, p 0,001) kustannuksella alimman PTV keskimääräinen annos (p 0,001), jota seuraa kaksi energiasuunnitelmia ( tarkoittaa HI = 1,28) ja 6-MV suunnitelmat (keskiarvo HI = 1,30).

sisällä LEP ryhmä 10 paksu potilaiden, dual energiasuunnitelmia näytti hieman parempi annoksen mukaisesti alin CI

100% (1,09 ± 0,13), R

50% (4,56 ± 0,61) ja R

20% (34,5 ± 11,3) verrattuna 6-MV suunnitelmia. 3-MV suunnitelmat edelleen edellyttäen kaikkein homogeeninen annokset PTV (HI = 1,23) alhaisempi ITV ja PTV keskimääräinen annos, koska heikomman tunkeutumisen teho 3-MV fotonit.

OAR annoksia

dosimetriset indeksit airot kaikilla 31 potilaalla on esitetty kuviossa 5. Yleisesti ottaen 3-MV suunnitelmien tarjoamat huomattavasti paremmin säästäviä normaalin kudosten verrattuna 6-MV suunnitelmat osoittamien annoksen pienentämisen indeksien eri airot.

prosentuaalinen ero laskettiin. Jokainen potilas on havainnollistettu punainen symboli (vasen) 3-MV ja vihreää (oikealla) dual energia suunnitelma. Keskimääräinen ero kunkin indeksin koko ryhmä on rastittu x.

Kuva 5 (A) osoitti prosentuaaliset erot keuhkojen indeksit 3-MV ja kaksienergistä suunnitelmia verrattuna 6-MV suunnitelmia. Suuret vaihtelut havaittiin keskuudessa 31 potilasta. Keskimääräinen vähennykset V

20Gy ja V

5Gy olivat 5,2% ja 8,2%, ja 4,5% 8,1% 3-MV ja kahden energiasuunnitelmia, vastaavasti (p 0,05), kuten on merkitty symboli X kuviossa 5 (A). Vertailukelpoinen MLDs havaittiin kaikkien kolmen tyyppisiä suunnitelmia. Suurin osa potilaista hyötyi contralateral keuhkojen säästävä ja keskimääräinen annoksen pienentämistä contralateral keuhko oli 8,4% ja 8,6%, että 3-MV ja dual energiasuunnitelmia, vastaavasti (p 0,001). Yksityiskohtaisemmat annosmittausta vertailut on esitetty kuviossa 6 keuhkoissa ja selkäydin. SEP ryhmä, 3-MV ja kaksienergistä suunnitelmat olivat lähes identtisiä keuhkojen dosimetristen indekseihin. Keskimääräinen /maksimi vähennyksiä V

20Gy, V

5Gy ja MLD keuhkon olivat 7% /20%, 9% /30% ja 5% /10%, vastaavasti 3-MV suunnitelmia (kaikki p 0,05). Keskimäärin contralateral keuhkojen saivat 11% vähemmän annoksesta syyskuu ryhmässä. Sillä LEP ryhmässä, dual energiasuunnitelmia näytti hieman parempia tuloksia keuhkojen annoksen pienentämistä.

Kaikki parametrit normalisoituivat vastineita 6-MV suunnitelma esitetyissä kokomusta viiva. Potilaat luokiteltiin lyhyiksi tehokas polun pituus (syyskuu, 10 cm) ja Long tehokas polun pituus (LEP, 10 cm) ryhmiä.

Mitä johto annoksen, verrattuna 6 -MV suunnitelmia, 3-MV ja kaksienergistä suunnitelmat toimitetaan 7,0% ja 5,2% vähemmän annoksia D

5%, ja 7,8% ja 4,4% vähemmän annoksia D

1% selkäytimen, vastaavasti , kuten kuviossa 5 (B). Samaan aikaan keskimääräinen johto annos oli 3,5% ja 3% pienempi 3-MV ja dual energiasuunnitelmia, vastaavasti (kaikki p 0,05). Kuten kuvassa 6, SEP- ryhmä, 3-MV ja kaksienergistä suunnitelmien suoritetaan yhtä hyvin 9%: n vähennys D

5% ja enintään 5% vähennys keskimääräinen annos johto (p 0,05). Vuonna LEP ryhmässä ei havaittu merkittävää eroa keskuudessa kolmenlaisia ​​suunnitelmien suhteen johto annoksen jakaumien (p 0,05).

ruokatorven ja henkitorven, sekä 3-MV ja kahden energiasuunnitelmia tuotti pienensi keskimääräistä annoksen jälkeen ja väheni D

5% ja D

1%, kuten on esitetty kuviossa 5 (C) ja 5 (D). Kaikille potilaille, D

5% ja D

1% ruokatorven vähenivät 6,7% ja 7,5%, että 3-MV ja 5,0% ja 4,9% kaksijakoiselle energiasuunnitelmia vastaavasti verrattuna 6-MV suunnitelmia. Sillä henkitorvi, D

5% ja D

1% lasku oli 9,0% ja 6,6%, että 3-MV ja 5,2% ja 4,6% kahden energiasuunnitelmia, vastaavasti. Vuonna syyskuu ryhmä, merkittävä säästävä havaittiin 3-MV suunnitelmia 10,6% ja 11,4% D

5% vähennykset (p 0,05) ruokatorven ja henkitorven, vastaavasti, kun taas lähes identtinen keskimääräinen annosten havaittiin LEP ryhmässä (p 0,05).

13 joilla on ei-merkityksetön sydämen annoksen (keskimääräinen sydän annos 0,7 Gy), sekä 3-MV ja dual energiasuunnitelmia osoitti parempia sydämen tarpeessa. Verrattuna 6-MV suunnitelmia, D

5% ja D

1% lasku oli 7,4% ja 9,3%, että 3-MV ja 10,1% ja 8,3% kaksijakoiselle energiasuunnitelmia, vastaavasti (p 0,05).

Integral annoksen ja toimituksen tehokkuutta

Integral annos , määritellään tilavuusintegraali annoksesta talletetaan potilaan anatomian kanssa PTV ulkopuolelle, verrattiin kuvion 7 kaikille 31 potilasta. Vain 3 out of 31 potilasta sai yli 5% suurempi kiinteä annos 3-MV suunnitelmia verrattuna 6-MV suunnitelmia, jotka kaikki olivat paksuja potilaalla on pitkä keskimääräinen tehokas polun pituus ( 10 cm). Muiden potilaiden, kiinteä annos oli verrattavissa tai jopa pienempi kuin 6-MV suunnitelmat (p 0,05). Tulokset osoittivat myös, että paksu potilaiden LEP ryhmässä, 6-MV suunnitelmat edullisemmin vähemmän kiinteä annos, jota seuraa kaksi energiasuunnitelmiin.

Yksittäisten potilaiden edustivat keskimääräiseen tehokkaan reitin pituus (AEP ) ja categorzed kahteen ryhmään (lyhyt tehokas polku legnth (syyskuu) ja pitkä tehokas tie legnth (LEP)). Integral annokset laskee tuloksen kuin

D

meanBody

×

V

Body

–

D

meanPTV

×

V

PTV

ja normalisoidaan 6-MV suunnitelmia.

säde-ajallaan (BOT ), laskettuna koko näytön yksikköä (MU) per jae jaettuna annosnopeus 600 MU /minuutti yleisesti käytetty SBRT, käytettiin arvioimaan toimituksen tehokkuutta. Kuten kuviossa 8, botit oli samankaltainen kolme suunnitelmia ohutta potilasta (syyskuu). Paksujen potilaalla (LEP), 3-MV suunnitelmia tarvitaan pisin palkki vs. aika toimittaa reseptiä annoksia.

Yksittäisten potilaiden edustivat keskimääräiseen tehokkaan reitin pituus (AEP) ja kahteen ryhmään (lyhyt tehokas polku legnth (syyskuu) ja pitkä tehokas tie legnth (LEP)).

keskustelu

tässä työssä tutkittiin annosmittauspalvelun vaikutuksia 3-MV fotoni palkit keuhkojen SBRT hoitoja. Verrattuna 6-MV suunnitelmia, 3-MV suunnitelmat osoittivat parempaa kohdeannoksen vaatimusten ja homogeenisuus (kuvio 4 ja taulukko 3) sekä parempia sparingia airot (kuviot 5 ja 6) ohut keuhkosyöpäpotilaita. Paksu potilaille, 3-MV fotoni palkit näytettiin vähemmän hyödyllisiä johtuen niiden heikomman levinneisyys voima, kun taas paksu potilaat voisivat hyötyä dual energiasuunnitelmia vertailukelpoisia PTV kattavuus, kiinteä annos ja pienentää annosta kriittisen rakenteisiin.

Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että välienergiankulutus fotonit on potentiaalia dosimetrisiä hyötyä kallonsisäistä stereotactic radiosurgery (1,2-MV) [5] ja ekstrakraniaalisen robotti IMRT (2-MV /6-MV) [4]. Erityisesti Dong

et al

. tutki mahdollisuutta käyttää 2- /6-MV fotonit varten ekstrakraniaalisen robotti IMRT hoitoja erilaisia ​​vaurioita yhdellä potilasta kohti vauriokohdan [4]. Heidän tutkimuksessaan keuhkojen IMRT hoitoa, Dong

et al

. osoittivat, että 2-MV fotonit voi vähentää V

20Gy, V

5Gy ja keskimääräinen annos keuhkojen kudoksia 13%, 30% ja 24%, vastaavasti, verrattuna 6-MV fotonit. Tässä työssä olemme tutkineet vaikutuksia 3-MV fotonien Linac-pohjainen SBRT hoitoja 31 keuhkosyöpäpotilaita. 31. keuhkosyöpäpotilaita kattaa täyden valikoiman kliinisten tilojen kannalta potilaan koko, ikä, sukupuoli, kasvaimen tilavuus, kasvaimen sijainti ja kasvaimen laterality, pystyimme yhteenvedon dosimetriset vaihtelut tilastollisesti merkitsevä suunnitelman vertailua. Kaiken kaikkiaan tuloksemme osoittavat, että keskimäärin 3-MV fotonit voi vähentää V

20Gy, V

5Gy ja MLD 5,2%, 8,2% ja 3,6%, vastaavasti, verrattuna 6-MV fotonit. Lisäksi ohut potilaille, joilla on lyhyt tehokkaan reitin pituus ( 10 cm), keskimääräinen /maksimi vähennyksiä V

20Gy, V

5Gy ja MLD olivat 7% /20%, 9% /30% ja 5% /10%, vastaavasti 3-MV suunnitelmia. Suuri epäsuhta Dong

et al

. Tuloksia ja meidän tulokset voivat pitkälti johtua otoskoko ja erilaiset energiaa fotonien käytetään. Kuitenkin molemmat tutkimukset ovat vahvistaneet enemmän conformal Kattavuustavoite, parempi tasalaatuisuus ja paremmin OAR sparingin keuhkojen IMRT hoitoja välienergiankulutus fotonit.

Alemmat tunkeutuminen teho ja suurempi ihon annoksen ajatellaan olevan rajoitukset välienergiankulutus fotonin palkit. Kuitenkin moduloitu annos toimitus, on osoitettu, että sädehoidon on tullut vähemmän rajoitettu näiden rajoitusten vähän energiaa röntgenkuvat [24,25]. Tämä johtuu siitä, fotoni palkit läpi potilaan anatomia useasta kuvakulmasta, annos toimitus taakka on suurelta osin laimennettu [26]. Tässä tutkimuksessa verrattiin 6-MV suunnitelmia, absoluuttinen keskimääräinen ihon annoksen nostamisesta välillä 46-330 mGy ja 2-152 mGy varten 3-MV ja kaksienergistä suunnitelmat, vastaavasti. Mediaani /maksimiarvot D1% ihon havaittiin olevan 10,2 /21,3 Gy, 12,9 /23,0 Gy ja 12,4 /23,0 Gy 6-MV, 3-MV ja dual energiasuunnitelmia, vastaavasti, jotka olivat huomattavasti pienempi kuin toleranssi (maksimiannos 30 Gy). Näin iho annos ei vakava huolenaihe antamiseen välienergiankulutus fotonin palkit kliinisiin sovelluksiin.

Nopean annoksen putoamisesta pienillä penumbra pellon laidalla, 3-MV fotoni palkit voi auttaa vähentää annokset talletettu viereiseen tärkeitä rakenteita keuhkosyövän hoitojen, kuten tässä tutkimuksessa. Kliiniset hyödyt voivat olla monen taittuu. Ensiksi, meidän tutkimus osoitti, että 3-MV fotonit voi keskimäärin vähentää V

20Gy ja V

5Gy 7% ja 9%, tässä järjestyksessä verrattuna 6-MV fotonit. Alennettu V

20Gy ja V

5Gy voi mahdollisesti vähentää sädepneumoniitista ja keuhkofibroosi, joka voisi vaarantaa potilaan elämänlaatua [27]. Toiseksi tässä tutkimuksessa, 3-MV fotonit oli osoitettu vähentävän D

5% johto, henkitorven ja ruokatorven 6,7 9% ja vähentää D

1% 6,6 7,8%: iin verrattuna 6- MV fotonit. Koska selkäydin, henkitorven ja ruokatorven ovat sarja elimet, jopa pieni tilavuus säteilytetty pidemmälle kynnys voi mahdollisesti johtaa koko elinten vajaatoiminta [28]. Siksi on erittäin tärkeää vähentää suuria annoksia näihin kriittisiin elimiin. Kolmanneksi, kun keuhkojen kasvain on proksimaalinen sydämeen, murto sydämen tilavuudesta voi saada suhteellisen suuri annos, joka aiheuttaa mahdollisen riskin säteilyn liittyvien sydänsairauksien [29,30]. Tutkimuksemme osoitti, että 3-MV suunnitelmat päihitti 6-MV suunnitelmia keskimäärin 7,4% D

5%: n vähennys (p 0,05) ja 8,5% keskimääräinen annoksen pienentämistä sydämeen (p 0,05), joka on käännetty 0,72 Gy ja 0,35 Gy absoluuttisesti annoksen väheneminen D

5% ja keskimääräinen sydämen annoksesta.

Toinen mahdollinen hyöty käyttämällä 3-MV fotoni palkit voisi olla hoito lasten syöpä potilailla, joilla on suhteellisen pienet mitat läheisyyteen välillä kasvain ja kriittisen rakenteita. Koska lapset ovat paljon herkempiä säteilyn aiheuttaman sekundaaristen maligniteettien kuin aikuisilla, säteilyn aiheuttama toksisuudet Pediatristen syöpäpotilaille ovat aktiivisesti tutkittu viimeisten 50 vuoden aikana [31]. Tässä tutkimuksessa huomattava parannus Kattavuustavoite, kohdistaa tasalaatuisuuden ja OAR säästävä liittyvät 3-MV fotonin palkit ohut keuhkosyöpäpotilaita merkitsee sitä välienergiankulutus fotoni palkit kuten 3-MV fotonit voisi olla parempi vaihtoehto sädehoidot lastenlääkkeiden syöpäpotilailla. Lisätutkimuksia tarvitaan tutkia roolia välienergiankulutus fotonien sädehoitoon hallintaan lapsipotilaiden syöpien.

On osoitettu, että MV tuuletin palkki CT (MVCT) tehokkaaseen energian 3,5 MV peräisin Helical Tomotherapy yksikkö voi tuottaa riittävän kontrastia pehmytkudoksen määrittely [32,33]. Useat tutkimukset ovat lisäksi osoittaneet, että matala-Z tavoitteet lineaarikiihdyttimet tuottamaan fotoneja palkkien 2.35-MV ja 1,9-MV, kuvan laatu voi suuresti parannettu verrattuna 6-MV fotonit [34,35]. Itse asiassa 2,5-MV fotoni säteitä Varian TrueBeam Linac ovat olleet saatavilla klinikalla rutiini portaalin kuvantamisen paremmalla kuvanlaadulla kuin perinteiset 6-MV fotonit. Näin ollen on todennäköistä, että yksi välienergiankulutus fotonisäteellä voidaan käyttää sekä säteilyn hoitoja ja kuva ohjausta samanaikaisesti tiettyjen soveltaa tilanteisiin, kuten keuhkosyövän hoitoja ja lapsipotilaille. Me raportoimme tutkimuksen tuloksia tästä aiheesta tulevissa viestinnässä.

Johtopäätös

Verrattuna 6-MV fotoni palkit, 3-MV fotoni palkit on tilastollisesti merkitsevä dosimetrisiä etuja hoidettaessa keuhko- kasvainten parantuneen kasvain kattavuuden ja pienennettyjen annosten viereiseen kriittisiä rakenteita.