Krooninen sairaus

tiivistelmä

Tarkoitus

Radical sädehoitoa pään ja kaulan alueen syöpä (HNC) voivat tuottaa merkittäviä annoksia aivojen rakenteisiin. On näyttöä siitä, että tämä saattaa aiheuttaa lasku kognitiivisiin toiminto (NCF). Säteilyannos mediaalinen ajallinen lohkoa, ja erityisesti sen hippocampi, näyttää olevan kriittinen määritettäessä NCF tuloksia. Arvioimme toteutettavuus kaksi vaihtoehtoista intensiteetti-moduloitua sädehoito (IMRT) tekniikoita tuottaa hippocampus- ja aivot säästävät HNC hoitosuunnitelmia säilyttämiseksi NCF.

Menetelmät ja materiaalit

suunnittelu tutkimus tehtiin kymmenen potilaalla on HNC joiden suunnittelu kohdetilavuudesta (PTV) mukana nasopharynx. Potilaat oli aiemmin hoidettu tavallisilla (kemoterapia) -IMRT tekniikoita. Kahdenväliset hippocampi rajattiin mukaan RTOG atlas, on T1w MRI yhteistyötä rekisteröity RT suunnittelun CT. Hippocampus säästäviä suunnitelmat (HSRT), ja koko-aivot /hippokampuksessa säästäviä kiinteän kentän tasoissa IMRT (BSRT) suunnitelmat, syntyi. DVHs ja annos muutoskartat käytettiin vertailla suunnitelmia. NTCP laskelmat NCF vajaatoiminnassa perustuvat hippokampuksen dosimetriasta, tehtiin kaikista suunnitelmista.

Tulokset

Merkittäviä vähennyksiä hippokampuksen annoksina verrattuna standardin suunnitelmia saavutettiin kahdeksassa tapauksessa kymmenestä sekä HSRT ja BSRT. EQD2 D40% kahdenvälisiin hippocampi väheni merkitsevästi keskimäärin 23,5 Gy (vaihteluväli 14,5-35,0) standardin suunnitelmia keskimäärin 8,6 Gy (4,2-24,7) varten HSRT (p = 0,001) ja keskimäärin 9,0 Gy ( 4,3-17,3) ja BSRT (p 0,001). Sekä HSRT ja BSRT johti merkittävään vähenemiseen annoksina koko aivot, aivorunko, ja pikkuaivot.

Johtopäätös

osoittaa, että IMRT suunnitelmat HNC joihin Nasopharynksin voidaan onnistuneesti optimoida vähentää merkittävästi annosta kahdenvälistä hippocampi ja koko aivojen. Suuruus saavutettavissa annosvähennyksiä aiheuttaa merkittäviä vähennyksiä todennäköisyys säteilyn aiheuttama NCF laskuun. Nämä tulokset voidaan helposti kääntää tulevaan kliiniseen tutkimukseen.

Citation: Dunlop A, Welsh L, McQUAID D, Dean J, Gulliford S, Hansen V, et al. (2015) Brain-Sparing Menetelmät IMRT sekä pään ja kaulan alueen syöpä. PLoS ONE 10 (3): e0120141. doi: 10,1371 /journal.pone.0120141

Academic Editor: Jian Jian Li, University of California Davis, Yhdysvallat |

vastaanotettu: 18 heinäkuu 2014; Hyväksytty: 19 tammikuu 2015; Julkaistu 17. maaliskuuta 2015

Copyright: © 2015 Dunlop 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: Tämä työ tehtiin vuonna The Royal Marsden NHS Foundation Trust, joka sai osan rahoituksestaan ​​NHS Executive; näkemykset tässä julkaisussa ovat kirjoittajien eivätkä välttämättä NHS Executive. Tätä työtä tukivat Cancer Research UK ohjelma Avustukset C46 /A10588 ja C7224 /A13407. Kirjoittajat myöntävät myös tukea National Institute for Health Research Royal Marsden ja Institute of Cancer Research Biomedical Research Centre. 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

Noin kaksi kolmasosaa potilaista pään ja kaulan alueen syöpä (HNC) läsnä on paikallisesti edennyt sairaus, ja suurin osa vastaanottaa radikaali kemosädehoidon (RT) [1-3]. Intensiteetti-moduloitu sädehoitoa (IMRT) kehitys viime vuosikymmenen aikana ovat parantaneet annoksesta säästäviä elinten-at-risk (Airot) säilyttäen tai jopa laajeneminen, suunnittelu kohdetilavuudesta (PTV) annos [4, 5]. IMRT varten HNC on kuitenkin liittynyt pienellä annoksella kylpy normaaleissa kudoksissa, erityisesti aivoissa [6, 7], ja tämä on liittynyt lisääntynyt akuutin neurotoksisuuden että PARSPORT satunnaistetussa tutkimuksessa parotid säästävien IMRT varten HNC [4] . Analyysi dosimetristen tietoja PARSPORT tutkimus osoittaa, että liiallinen väsymys IMRT varsi liittyy lisääntynyt annos takakuopan, ja erityisesti pikkuaivoissa [6].

Onko tämä pieni annos säteilyä altaasta aivot aiheuttaa pitkäaikaisia ​​neurotoksisuutta on epäselvä. Säteilyn aiheuttamista aivovamman (RIBI) johtuen tavanomainen sädehoitoon HNC, erityisesti nenänielun karsinooma (NPC), on pitkään liittynyt myöhään neurotoksisuutta, kuten ohimolohkon kuolion ja laski kognitiivisiin toiminto (NCF) [8-10]. Heikentynyt NCF seuraava aivot säteilytys on positiivisessa yhteydessä säteilyannos ohimolohkoihin ja tarkemmin sanottuna kanssa annos hippocampi [11-14]. Mahdollinen NCF tulos dataa RTOG tutkimus hajanaisten aivojen sädehoidon hyvänlaatuisen ja heikompilaatuisen aivokasvaimia todettiin, että biologisesti ekvivalenttiannosta 2 Gy jakeet (EQD2) 40% (D40%) Kahdenvälisen hippocampi yli 7,3 Gy (olettaen α /β-suhde 2 Gy) liittyy kehittämiseen NCF vajaatoiminta [13]. Normaali kudos komplikaatio todennäköisyys (NTCP) malli NCF vajaatoimintaa seuraava hippokampuksen säteilytys kehitettiin näistä tiedoista [13]. Salliminen erot fraktiointiin, tyypillinen IMRT suunnitelmat HNC voi aiheuttaa hippokampuksen annoksina riittävän suuri ylittämään tämä NTCP mallinnettu kynnys, joka johtaa suurella todennäköisyydellä NCF vajaatoiminta [6, 7, 11, 12]. Saatavilla oleva rajallinen kliiniset tiedot eivät osoittaa pieni, mutta tilastollisesti merkitsevä, pienentymistä NCF seuraavissa modernin (kemoterapia) -IMRT NPC [11], ja muut HNC sivustoja [12]. Kuitenkin kliinistä merkitystä havaittu lasku NCF jää epäselväksi ja edelleen mahdollisille tutkimuksia tarvitaan tämän asian [24].

Yhä enemmän on todisteita ero radioherkkyyttä eri anatomisia aivoalueilla [14-16] . Sisällä mediaalinen ajallinen lohkoa, hermo kantasoluja subgranular vyöhykkeellä hippokampuksen pykäläpoimua on osoitettu olevan kauniisti säteilylle, ja säteilyannos tälle aivojen alueelle ennustaa myöhempää NCF vajaatoiminta, ja erityisesti vähennetään lyhytaikaista muistia toiminto [15 , 17, 18]. On siis vahva perusta minimoimiseksi säteilyannos hippokampuksessa aikana sädehoidon HNC säilyttämiseksi NCF [17]. Tämä hippokampuksessa säästäviä hypoteesi on viime aikoina saanut lisätukea tuloksista RTOG 0933 vaiheen II tutkimuksessa hippokampus-sparingin WBRT potilaille, joilla aivometastaasien [19].

Alhaisen annoksen säteilyä kylpy aivoihin myös häiritsee veri-aivo-esteen [20, 21]. Näin ollen, sillä on potentiaalia lisätä aivojen altistumista samanaikaisesti toimitetaan kemoterapeuttisten aineiden, kuten sisplatiinin, joilla on merkittävä neurotoksisuutta [22, 23]. Niinpä minimoimiseksi sädehoidon aiheuttama veri-aivoesteen häiriöitä, ja siten neurotoksisuutta samanaikaiseen kemoterapiaan, se voi olla tärkeää minimoida koko aivojen säteilyannoksen, joka ylittää lisäksi erityinen tarve säästää hippocampi.

minimointi RT annos aivoihin, ja erityisesti sen hippocampi, on ilmeinen strategia vähentää hoidon aiheuttaman NCF vajaatoiminta johtuu (chemo) -IMRT varten HNC [24]. Tässä esittelemme kaksi erillistä fotoni-pohjainen IMRT suunnittelu lähestymistapoja vähentää aivojen annos HNC potilaille säilyttäen kliinisesti hyväksyttäviä suunnitelmia. Ensimmäinen lähestymistapa, jota kutsutaan hippokampus säästäviä RT (HSRT) pyritään nimenomaan vähentämään hippokampuksen RT annoksen. Toinen lähestymistapa, jota kutsutaan brain säästäviä RT (BSRT), pyritään vähentämään koko aivot RT annoksen lisäksi säästämättä hippocampi. Säästämällä koko aivot, tällainen lähestymistapa voisi saavuttaa vähennyksiä akuuteissa ja myöhäinen neurotoksisuudet (esim NCF).

Materiaalit ja menetelmät

Potilasominaisuudet

Tämä on ei- toimenpideradiologiassa retrospektiivinen suunnittelu aikuisilla potilailla, joilla HNC. Kirjallinen suostumus saatiin kaikilta potilailta. Tämä tutkimus hyväksyi Institutional Review Board (Royal Marsden Hospital komitea Clinical Research CCR3767) ja tutkimuksen eettinen komitea (NHS REC numero 10 /H0801 /32). Kymmenelle potilaalle HNC hoidettiin radikaalin sädehoidon on PTV joka sisälsi nenänielun valittiin tutkimukseen. Indikaatio nenänielun säteilytys oli joko osana hoitoa primaarikasvain sisällä nenänielun (NPT; 8 potilasta), tai osana koko limakalvon säteilytys pään ja kaulan okasolusyöpä tuntematon ensisijainen alkuperä (SCCUP; 2 potilasta) . Tämä HNC potilaan kohortin valittiin sillä perusteella, että potilailla, jotka saavat nenänielun säteilytys saavat usein merkittävä säteilyannos aivoihin. Ominaisuudet potilaille annetaan taulukossa 1. Potilaat saivat (kemoterapia) -IMRT, kuten aiemmin on kuvattu [25], jotka saivat 65 Gy ja 54 Gy 30 osina 6 viikkoa, määrätty keskiarvo ensisijainen kohde mukaan lukien mukana solmut (PTV1), sekä valinnaisia ​​kohde myös ei-mukana kaulan solmujen (PTV2), tässä järjestyksessä.

RT rakenne määrittely

Potilaille tehtiin tietokonetomografia (CT) ja IMRT suunnittelu, 2 mm leikepaksuudella, koko pään ja kaulan alueella käyttämällä termoplastista maskia immobilisaation. T1-painotettu (T1w) magneettikuvaus (MRI), jossa on 2 mm: n leikepaksuus hankittiin samana anatominen alue. CT ja T1w MRI-kuvia manuaalisesti jäykästi yhteistyössä rekisteröity käyttäen Philipsin Pinnacle

3 versio 9.0 (Philips, Fitchburg, WI) sädehoidon suunnittelu-järjestelmä (TPS). Hippokampus oli rajoiltaan T1w MRI mukaan RTOG hippokampuksen atlas [13, 28]. Hippokampuksen suunnittelu organ at risk tilavuudet (PRVs) tuotettiin isotrooppinen laajentamalla hippocampi 5 mm mukaisesti RTOG 0933 protokollaa (Fig. 1) [26]. Kliiniset tavoitevolyymeja (väritelevisiot), ja elin-at-risk tilavuudet (Airot), rajattiin suunnitteluun CT standardimenetelmien institutionaalisten protokollia. NPT potilaille, koko sphenoid sinus sisällytettiin CTV1 T4 taudin kallonpohjan invaasio; puuttuessa T4 kallonpohjan osallistuminen, esimies puolet sphenoid sinus sisällytettiin CTV2, ja huonompi puoli CTV1. Sphenoid sinus ei sisälly väritelevision potilailla, joilla SCCUP. Väritelevisiot olivat isotrooppisesti laajennettiin 3 mm tuottaa PTVs. Muokattu PTVs kertyi varten suunnitelman arviointia ja hoitoa reseptiä, määritellään PTV lukuun ottamatta kudoksen 5 mm: n ulkoisen rungon ääriviivat. Lisäksi airot pikkuaivot, aivorungon, ajallinen lohkoa, ja simpukat rajattuja mukaan institutionaalisten protokollien kokenut sädehoitolääkäri (LW). Suositusten mukaan Kansainvälisen röntgenautot ja mittaukset (ICRU), loppuosan vaarassa (RVR) määriteltiin jäljellä olevien muotoiltu normaaliin kudokseen [27].

Sagittaalinen näkymät (A) RT suunnittelu CT; (B) rekisteröity T1w kuva; (C) nämä T1w kuvan vasemmalla hippokampuksessa ja jätti hippokampuksen PRV esitetty; (D) normaaliin kliiniseen, (E) HSRT ja (F) BSRT HNC hoitosuunnitelmia. C, D, E ja F hippokampuksessa ja hippokampuksen PRV näkyvät sininen ja vaaleanpunainen ääriviivat vastaavasti.

suunnittelu tavoitteita ja tekniikoita

Kaikki sädehoito suunnitelmat luotu ja optimoitu Philips Pinnacle

3 v9.0 TPS. Tavanomaisia ​​suunnitelmia käytetään hoitoon luotiin mukaan institutionaalisten protokollien joko kiinteä-kentän askel ja ampua IMRT (n = 2), tai yhden VMAT palkin (n = 8). Kliiniset VMAT suunnitelmat koostui 180 säätöpisteitä 2 ° tarkistuspisteen välit, optimoitu Pinnaclen SmartArc algoritmia. Kliiniset kiinteän kentän IMRT suunnitelmat koostui välillä 5 ja 7 samassa tasossa palkit enintään 60 valvontapisteiden yhteensä. Kaksi muuta brain säästäviä suunnitelmia myöhemmin syntyy kullekin 10 potilaalla: 1) hippokampuksen säästäviä (HSRT) suunnitelma, ja 2) koko aivot säästäviä kiinteän kentän tasoissa IMRT (BSRT) suunnitelma.

Pinnaclen Direct koneparametrien optimointi (DMPO) algoritmi ja annos moottoria käytettiin optimoimaan muodot ja painot yksittäisten aukkojen kiinteän kentän IMRT suunnitelmia. Jotta vältetään optimiser lisäämiseksi kohdekudokseen sisällä build-up-alueen potilaan, virtuaalinen bolus (tiheys = 1,0 g /cm

3) muodostettiin ulkoa kehon ääriviivat, niin että PTV1 ja PTV2 oli aina vähintään 1 cm joko ulkoisen elimen ääriviivoja tai virtuaalisen bolus pintaan. Suunnitelmat optimoitiin käyttäen tilaustyönä kohdefunktioiden kullekin potilaalle saataisiin mahdollisimman suunnitelmia ja tyydyttää kliininen annos tavoitteisiin (S1 taulukko). Kun hyvä suunnitelma syntyi, virtuaalinen bolus poistettiin ja annos määrätty muokatun PTV määriä.

Tuottaa HSRT suunnitelmia, lisää optimointi tavoitteet, sekä maksimi ja keskiarvo annoksia, käytettiin kahden- hippocampi, sekä vasemmalle ja oikealle hippokampuksen PRVs. Suurin annos tavoitteet määritettiin välisestä etäisyydestä OAR ja PTV, kun taas keskimääräinen annos 12 Gy perustettiin alun perin molempien airot. Palkki järjestelyä käytettiin HSRT oli kliinisen suunnitelmia. HSRT suunnitelmat optimaalisesti alimman hippokampuksen annosta säilyttäen kliinisesti hyväksyttäviä PTV kattavuus ja OAR tarpeessa. BSRT hoitosuunnitelmia luotiin käyttäen kiinteän kentän IMRT tekniikka koostuu 6-8 tasoissa palkit, kuten anterior superior vino, ja taka alavinoon palkit pyritään välttämään suuria alueita aivoissa, mukaan lukien kahdenväliset hippocampi (S1 Fig .). Sen varmistamiseksi, että HSRT ja BSRT suunnitelmat suoritteen riittävällä tarkkuudella, joissakin näistä suunnitelmista (2 kutakin, valitaan satunnaisesti) varmennettiin käyttäen Delta4 (ScandiDos, Uppsala, Ruotsi) phantom, jolla on maailmanlaajuinen gamma kriteeri 3% /3 mm. Suunnitelmat katsotaan hyväksyttäväksi, jos vähintään 95% pistettä osoitti gamma indeksi 1.

Hoitosuunnitelma arviointi ja tietojen analysointi

Yhdessä kliininen annos tilastollinen tavoitteisiin (S1 taulukko), ylimääräisiä parametrejä käytettiin arvioimaan normaaliin kliiniseen, HSRT, ja BSRT sädehoito suunnitelmien mukaan lukien annos kahdenvälistä hippocampi, koko aivot, pikkuaivot, ajallinen lohkoa, simpukat, alaleuka, ja RVR. Tasalaatuisuus indeksi (HI) määrällisesti annos yhtenäinen kohdetilavuudesta ja määritellään HI = (D

2% -D

98%) /D

mediaani, jossa D

2% ja D

98% ovat enimmäiskäyttöannokset 2% ja 98% tavoitteesta tilavuuden on oltava. Pienemmät HI arvot vastaavat enemmän homogeeninen suunnitelmia HI = 0 vastaten absoluuttista tasaisuutta kohdetilavuudesta. Paddick mukainen indeksi (CI) käytettiin määrittämään, kuinka hyvin annosjakauman sopeutui koon ja muodon kohde, jossa on CI = ([TV (PIV)]

2) /[TV * V (RI)] , jossa TV (PIV), TV, ja V (RI) ovat määriä tavoite kattaa 95% isodose, kohdetilavuudesta, ja kokonaismäärä kattaa 95% isodose, vastaavasti [28]. Täydellisesti conformal suunnitelma vastaa CI = 1, ja pienemmät arvot CI edustaa vähemmän konforminen annoksen jakaumat. Annoksen kuutiot vietiin Pinnacle on RayStation TPS (RaySearch, Tukholma, Ruotsi) tuottaa annoksen muutoskartat.

jälkeen Gondi et al. [13], laskimme EQD2 D40% kahdenvälisestä hippocampi (olettaen α /β = 2 Gy), arvioida riski hoidon aiheuttaman NCF vajaatoimintaa kliinisen, HSRT, ja BSRT suunnitelmia. Vaikutus muutosten hippokampuksen EQD2 D40% todennäköisyydestä NCF vajaatoimintaa arvioitiin käyttämällä NTCP mallia NCF vajaatoiminta peräisin aikuista potilasta hoidettiin fraktioitua stereotaktisten RT hyvänlaatuisen tai huonolaatuisen ensisijainen aivokasvaimia [13]. Tämä malli koskee todennäköisyys lasku lyhyen aikavälin muistitoiminto, mitattuna Wechsler Memory Scale-III Sanaluettelot viivästynyt recall 18 kuukauden jälkeisessä RT, että kahden- hippokampuksen EQD2 D40%. Vaikutukset HSRT ja BSRT siitä annoksia posterior fossa ja pikkuaivot, jotka voivat liittyä akuutin väsymyksen aikana IMRT, analysoitiin vertaamalla DVHs ja laskemalla OAR tilavuus saavat vähintään 20 Gy (V20Gy). V20Gy annos metristä heijastaa muutoksia pienen annoksen kylpy saama näitä rakenteita.

Tilastotiedot analyysi suoritettiin käyttäen R (R Foundation for Tilastollinen tietojenkäsittely, Wien, Itävalta). Kaksipuolinen pariksi t-testejä käytettiin verrata keskimääräinen annos mittarit normaaliin kliiniseen, HSRT, ja BSRT suunnitelmia, joiden tilastollista merkittävyyttä tasolla alfa = 0,05.

Tulokset

proximities of Hippokampus PRVs on PTV kunkin 10 tapauksessa tässä tutkimuksessa on esitetty kuviossa. 2. Kahdessa SCCUP tapauksessa huonompi näkökohta kahdenvälistä hippokampuksen OAR jäivät 8 mm ylivoimainen ylivoimainen laajuus PTV, niin että kliiniset suunnitelmat jo saavutettu alhainen hippokampuksen annoksilla ( 4,5 Gy keskimääräinen annos). Siksi nämä kaksi tapausta jätettiin pareittain tilastollinen analyysi raportoitu tämän osan loppuosassa. Annoksen saavuttamat vähennykset HSRT ja BSRT varten 8 NPT tapaukset on koottu kuvioon. 3 ja Taulukko 2. Yhdessä NPT tapauksessa päällekkäisiä etummaisen hippokampuksen PRVs ja takaosan näkökohta primaarikasvaimen PTV rajoitti saavutettavissa hippokampuksen annoksen vähentämistä. Tätä tapausta BSRT (kahdenvälinen hippocampi EQD2 D40% = 17,3 Gy) oli tehokkaampi kuin HSRT (24,7 Gy) on vähentää hippokampuksen annoksen että standardin kliinisen suunnitelma (33,9 Gy). Muiden 7 NPT tapauksissa paljon suurempia vähennyksiä hippokampuksen annos oli saavutettavissa sekä HSRT ja BSRT (taulukko 2). Keskimääräinen EQD2 D40% kahdenvälisestä hippocampi kaikissa 8 NPT tapauksissa vähennettiin 23,5 Gy (vaihteluväli 14,5-35,0) standardin kliinisten suunnitelmia, 8,6 Gy (4,2-24,7) varten HSRT (p = 0,001), ja 9,0 Gy (4,3-17,3) varten BSRT (p 0,001).

Case numerointi kohti Taulukko 1. PTV1 näkyy vaaleanpunaisena colourwash, PTV2 kuin violetti colourwash, kun taas vasen hippokampuksessa, oikea hippokampuksessa ja hippokampuksen PRVs on esitetty punainen, vihreä ja sininen ääriviivat vastaavasti. Aksiaalinen tai sagittaalinen näkemyksiä on esitetty kussakin tapauksessa mukaan kone että transects volyymit.

Kaikki käyrät ovat keskimäärin DVHs varten 8 NPT tapaukset, jotka oli uudelleen suunnitellun käyttäen sekä HSRT ja BSRT menetelmiä, lukuun ottamatta vasemmassa yläkulmassa paneeli, joka näyttää yksittäiset DVH käyrät kullekin potilaalle.

Kaikki HSRT suunnitelmat kliinisesti hyväksyttävää, olipa kyse PTV annoksen kattavuutta, ja OAR säästävä (mukaan kliinisiin lueteltujen tavoitteiden S1 taulukossa); valittu annos tilastoja on lueteltu taulukossa 2. Annoksen ero kartat osoittavat, että HSRT lisännyt annos joillakin alueilla ei-muotoillun normaalin kudoksen (Fig. 4B). Jotta rajoitetaan annos hippocampi, HSRT tyypillisesti lisännyt annosta yläleuan sivuonteloiden ja etu-ulkosyrjään ohimolohkoihin. Vuonna 2 8 NPT tapauksissa tämä lisääntynyt etu-ulkosyrjään ohimolohkon annos pidetään epätoivottavana vuoksi vaara neurotoksisuuden (S3 kuvassa.).

(A), (C), ja (E) näyttö aksiaalinen (ylhäällä) ja sagittaalinen (alhaalla) viipaletta tyypillisen HSRT, normaaliin kliiniseen, ja BSRT hoitosuunnitelmia, vastaavasti. (B) ja (D) on annoksesta ero kartat välillä (A) ja (C), ja (E) ja (C), tässä järjestyksessä.

BSRT oli nimenomaan kehitetty käsittelemään lisääntyneitä etummaisen ajallinen koru annoksen havaittiin HSRT ja yrittää säästää koko aivot. Kaikki BSRT suunnitelmat olivat kliinisesti hyväksyttäviä kannalta sekä PTV kattavuuden, ja säästeliäästi airot (taulukko 2). Kumpikaan HSRT eikä BSRT tekniikoita vuoksi suunnitelmat lisääntynyt Enimmäisannos optiikasta chiasm, näköhermon, aivorungon, pikkuaivojen, koko aivot, ohimolohkoihin tai hippocampi, verrattuna normaaliin kliiniseen IMRT (taulukko 2). Annos ero kartoissa BSRT aiheuttaa suurempia annoksia tiettyjen alueiden ei-muotoillun kudosta (Fig. 4D). Nämä alueet korkeamman annoksen vastaavat palkin merkintä polut johtuva uusi palkin kokoonpanoa käytetään BSRT. Nämä annos erot ovat pieniä ( = 6 Gy), ja ei odoteta olevan kliinistä merkitystä. BSRT oli onnistunut vähentämään annosta etu-ulkosyrjään ohimolohkoihin nähty HSRT (S3 kuvassa.).

Kuva. 1 (E ja F) esitetään edustava esimerkki saavutettavissa hippocampus- ja aivot-säästeliäästi HSRT ja BSRT suunnitelmia. Ei ollut merkittäviä eroja kliinisen ja HSRT tai BSRT hoitosuunnitelman kannalta CI tai HI (taulukko 2). Kumulatiivinen normalisoitu DVHs eri airot varten 8 NPT tapaukset on esitetty kuvassa. 3. silmä, korvasylkirauhasen, alaleuka, ja RVR annokset eivät eroa merkittävästi eri suunnittelun tekniikoita. Keskimääräinen annos pikkuaivot väheni merkitsevästi 34,1 Gy 29,2 Gy HSRT (p = 0,033), ja 28,3 ja BSRT (p = 0,037). Sekä HSRT ja BSRT vähensi annoksen koko aivot, ohimolohkoihin ja aivorungon, vaikka annos vähennykset olivat selvempi BSRT (taulukko 2; Fig. 3). HSRT ja BSRT alensi keskimääräistä koko aivot annos 12,6 Gy 10,4 Gy (p = 0,006), ja 9,3 Gy (p 0,001), tässä järjestyksessä.

BSRT vähensi V20Gy varten pikkuaivot välillä 93,6%: sta 74,9% (p = 0,011), ja aivokudos välillä 91,8% ja 75,1% (p 0,001), ja nämä annoksen pienentämistä kuvaa myös vertaileva DVHs (Fig. 3).

NTCP malli of NCF vajaatoiminta johtuu aivojen RT Gondi et al. [13] ennusti, että vähennykset EQD2 D40% Kahdenvälisen hippocampi saavutetaan HSRT ja BSRT varten 8 NPT potilaat saataisiin merkittäviä vähennyksiä riskin RT aiheuttaman NCF vajaatoiminta. NTCP todennäköisyys väheni keskimäärin 0,78 (min-max. Alueella 0,48-0,98) ja keskimäärin 0,24 (0,09-0,89) ja HSRT (p = 0,001), ja keskiarvo oli 0,25 (0,10-0,62) for BSRT (p 0,001) (S2 Kuva.).

Mitä toimituskyky, kaikki 4 testattujen suunnitelmien (2 HSRT ja 2 BSRT) tarkastetaan onnistuneesti pohjalta on delta4 hoidon tarkastuksella (data ei esitetty).

keskustelu

saavat potilaat IMRT varten HNC saavat usein biologisesti merkittävä säteilyannos aivoihin. Se, missä määrin aivojen säteilyn IMRT on HNC riippuu anatominen sijainti primaarikasvaimen [24]. Jos potilaalle paranasaalisinusten kasvaimia tyypillisesti saavat eniten aivoissa säteilyannokset, mutta potilailla, joilla nenänielun kasvaimia myös vastaanottaa suhteellisen korkea aivojen annoksina (taulukko 1) [24]. 8 ulos 10 HNC tutkittujen potilaiden täällä, standardi kliininen IMRT suunnitelmat toimitetaan riittävä annos hippocampi johtaa suurella todennäköisyydellä (-80%) ja myöhemmin lasku NCF perusteella olevan NTCP malli.

potilaat tätä tutkimusta varten valittiin sillä perusteella, että niiden PTVs käsitti nenänielun, siis millä on merkittäviä säteilyannos kylpy aivoihin tavallisilla IMRT, ja nämä potilaat eivät edusta yleistä HNC potilasryhmässä. Olemme tietoisesti valinnut näitä potilaita niin esittää merkittävä haaste aivoihin säästäviä IMRT suunnitteluprosessia. Tavanomaiset IMRT suun ja nielun ensisijaisen kasvaimia ja siihen liittyvät kohdunkaulan imusolmukemetastaaseja voi joskus aiheuttaa merkittäviä hippokampuksen säteilyannokset [6], ja sekä HSRT ja BSRT ovat helposti sovellettavissa IMRT suunnittelu tällaisille potilaille.

Tämä tutkimus osoittaa toteutettavuus tuottamaan kliinisesti hyväksyttäviä ja toteuttamiskelpoisia sädehoidon suunnitelmia HNC jotka joko erikseen säästämään kahdenvälistä hippocampi (HSRT) tai säästää koko aivot lisäksi hippocampi (BSRT). Molemmat suunnittelumenetelmiä aiheuttaa merkittäviä vähennyksiä annoksia hippocampi ja siksi todennäköisyys jälkikäsitellään aiheuttaman NCF vajaatoiminta. Vapaus valita valonjakoja ei-koplanaarinen kiinteän kentän IMRT suunnitelmat (BSRT) tekee tästä menetelmästä erityisen tehokas säästävät kahdenvälistä hippocampi sekä jäljellä aivot, hoidettaessa HNC (Fig. 1). Kyky BSRT säästää eniten aivoissa voi olla tärkeä vähentää häiriöitä BBB ja siten vähentää pääsy aivoihin samanaikaisesti toimitetaan kemoterapeuttisten aineiden. Suhteellisen monimutkaisia ​​tasoissa palkin järjestely käyttää BSRT johtaa väistämättä pidempään hoidossa toimitusaikoja kuin normaali IMRT tai HSRT, mutta mahdollinen väheneminen myöhään myrkyllisyys voi perustella kustannuksia valittujen HNC potilaille. Olipa astetta hippokampuksen ja aivojen säteilyannos säästäviä saavutetaan HSRT ja BSRT riittävät johtaa vähensi myöhään neurotoksisuuden ja säilyttäminen NCF edellyttää testaus prospektiivisissa kliinisissä tutkimuksissa. Kyky HSRT ja BSRT säilyttää NCF voi riippua osittain vaikuttavien eri sädehoidon ja kemoterapia myöhään neurotoksisuutta. Vaikka annosmittauspalvelun tässä esitettyjä aiheuta huolta NCF tulosten hoidetut potilaat tavallisilla (kemoterapia) -IMRT varten HNC, on tällä hetkellä niukasti kliinistä tietoa NCF tulosten tällaisille potilaille [24]. Muita tietoja NCF lopputulokset HNC saavilla potilailla moderni tavanomaista hoitoa tarvitaan, alkusoittona interventionaalisen tutkimusten testaus NCF säästäviä toimenpiteitä [24].

7 8 NPT tapaukset uudelleen suunnitellun tässä tutkimuksessa, vähennetään merkittävästi hippokampuksen annoksesta saavutettavissa käyttämällä sekä HSRT ja BSRT. Molemmat menetelmät johtivat sivusuunnassa taipuminen annos ylivoimainen laajuus PTV ja tämä oli tyypillisesti selvempi avulla HSRT. Jäljellä NPT asia oli päällekkäistä hippokampuksen PRV ja PTV (tapaus 1, Fig. 2). Tässä tapauksessa kahdenvälinen hippokampuksessa EQD2 D40% aleni 33,9 Gy 24,7 Gy (vähentää todennäköisyyttä NCF vajaatoiminta +0,98-+0,89) varten HSRT ja 17,2 Gy (vähentää todennäköisyyttä NCF heikentynyt 0,62) varten BSRT. Siksi tilanteissa, joissa on lähellä välillä hippocampi ja PTV, BSRT näyttäisi olevan edullinen suunnittelu väliintulon.

kahdessa tapauksessa SCCUP annokset kahdenvälisten hippocampi standardin kliinisen suunnitelmat olivat jo riittävän alhainen johtaa alhaiseen todennäköisyyksiä jälkikäsittely NCF vajaatoiminta (NTCP 0,05 ja 0,11 tapauksiin 9 ja 10, tässä järjestyksessä). Kahdenvälinen hippokampus annos korreloi aksiaalinen etäisyys huonompi laajuuden hippokampuksessa OAR määrä ja ylivoimainen laajuus PTV. Molemmissa SCCUP tapauksissa annos hippocampi johtui lähinnä hajottaa, mikä tarkoittaa, että se ei ollut mahdollista, että samassa tasossa HSRT suunnittelumenetelmää mielekkäästi vähentää hippokampuksen annosta vaarantamatta PTV kattavuus. Kuitenkin molemmissa näistä tapauksista BSRT onnistuttiin vähentämään hippokampuksen annoksina sekä annoksina koko aivojen, aivorungon ja pikkuaivojen.

analyysi dosimetristen tietoja PARSPORT tutkimus on osoittanut, että liiallinen väsymys IMRT varsi liittyy lisääntynyt annos posterior fossa, ja erityisesti pikkuaivoissa [6]. Tässä esitetyt tulokset osoittavat, että on mahdollista säästää posterior fossa, mukaan lukien pikkuaivot, erityisesti käyttämällä BSRT. Kliinisessä tutkimuksessa BSRT varten HNC voisimme testata hypoteesia, jonka mukaan tällaiset annos vähennykset riittävät johtaa pienentää akuuttia väsymystä. Lisäksi tällainen tutkimus antaisi tietoja vaikutuksesta BSRT on NCF tulosten.

Tässä tutkimuksessa keskityttiin tuottavan brain säästäviä RT suunnitelmia fotoni-pohjainen HNC sädehoito. Mahdolliset hyödyt protonikimpulla terapian (PBT) ja HNC tutkitaan parhaillaan [29]. Johtuen nopeasta annosta putoamisesta kuin Bragg huippu, intensiteetti-moduloitua PBT (impt) on potentiaalia luoda erittäin aivot säästävät hoito suunnitelmat HNC, ja meidän tulokset osoittavat, että vähemmistö HNC potilaat voivat nimenomaan hyötyä impt tilanteissa jossa PTV ja hippokampuksen PRVs päällekkäisiä, tai ovat lähellä.

Lopuksi tuloksemme korostavat tarvetta kerätä ylimääräisiä mahdollisille tietojen NCF lopputuloksia HNC potilasryhmien hoidettiin radikaalin (kemoterapia) -RT. Tällaiset tutkimukset antavat perustelut myöhemmin kliinisissä tutkimuksissa liikkeitä, kuten tässä kuvatuista, vähentää vaikutusta IMRT varten HNC on NCF.

tukeminen Information

S1 Kuva. Esimerkki tasoissa palkin järjestely tyypillisessä BSRT suunnitelma, myös anterior superior vino, ja taka alavinoon palkit.

Yhdistelmät lastauslaiturilla kulmien ja sohva käänteitä valittiin siten, että kaikki säteet olivat fyysisesti, ilman törmäystä, on Elekta linacs .

doi: 10,1371 /journal.pone.0120141.s001

(TIF)

S2 Kuva. Kahdenväliset hippokampuksen EQD2 D40% tietoja normaaliin kliiniseen suunnitelmat (punainen), HSRT (vihreä), ja BSRT (sininen) on NTCP mallin NCF jälkeen aivojen RT (mitattuna Wechsler Memory Scale-III Sanaluettelot viivästynyt recall 18 kuukauden post-RT) on Gondi et al., (2013) [13], että 8 NPT tapauksissa.

doi: 10,1371 /journal.pone.0120141.s002

(TIF)

S3 Fig. Kuva vaikutus HSRT annetun annoksen etu-ulkosyrjään ohimolohkoihin (vasen paneeli, nuolet), suhteessa standardin kliinisen suunnitelma (keskellä paneeli).

BSRT onnistuu poistamaan tätä ylimääräistä ohimolohkon annoksesta sekä edelleen vähentää koko aivot annos (oikea paneeli, nuolet).

doi: 10,1371 /journal.pone.0120141.s003

(TIF) B S1 Taulukko. Kliininen annos tilastoja ja tavoitteita tavoitteiden elinten vaarassa (Airot), ja suunnittelu-at-risk tilavuudet (PRVs).

Doi: 10,1371 /journal.pone.0120141.s004

(PDF) B