Krooninen sairaus

tiivistelmä

Tarkoitus

arvioitiin vaikutuksia hengityselinten gating hoitoon tarkkuutta keuhkosyöpää potilailla, joille tehdään keuhkojen stereotaktiset kehon sädehoidon käyttämällä sähköisen portaalin kuvantamisen laite (epiD) kuvia.

Materiaalit ja menetelmät

Tutkimusaineiston muodosti 30 keuhkosyöpään potilailla, joita hoidettiin stereotaktisten kehon sädehoidon (48 Gy /4 jakeet /4 ja 9 päivää). Näistä 14 hoidettiin ilman (ryhmä A) ja 16 ilman gating (ryhmä B); tyypillisesti potilaat, joiden kasvaimet osoittivat kolmiulotteinen hengityksen liikkeen ≧ 5 mm valittiin gating. Kasvaimen hengityksen liikkeen arvioitiin käyttäen neliulotteisen tietokonetomografia kuva saadaan hoidon aikana simulointi. Kasvain asema vaihtelevuus kaikissa hoitokertaa arvioitiin mittaamalla keskihajonta (SD) ja erilaisia ​​kasvaimen pakolaisuuden epiD kuvia. Nämä kaksi ryhmää verrattiin kasvaimen hengityksen liikkeen sijaintia vaihtelun käyttäen U-testi.

Tulokset

mediaani kolmiulotteisen kasvain motion simulaation aikana oli suurempi A-ryhmässä kuin B-ryhmän (9 mm, alue 3-30 mm vs. 2 mm, alue 0-4 mm; p 0,001). Ryhmissä A ja B mediaani SD kasvaimen kanta oli 1,1 mm ja 0,9 mm craniocaudal- (p = 0,24) ja 0,7 mm ja 0,6 mm mediolateral suuntaan (p = 0,89), tässä järjestyksessä. Mediaani alueen kasvain kanta oli 4,0 mm ja 3,0 mm craniocaudal- (p = 0,21) ja 2,0 mm ja 1,5 mm mediolateral suuntaan (p = 0,20), tässä järjestyksessä.

Johtopäätökset

Vaikka hoidettujen potilaiden hengitysteiden gating näytteillä suurempi hengityksen kasvain liikkeen hoidon aikana simulointi, kasvain asema vaihtelua epiD kuvien oli alhainen ja verrattavissa hoidetuilla potilailla ilman ruiskutus. Tämä osoittaa edun hengitysteiden gating.

Citation: Saito T, Matsuyama T, Toya R, Fukugawa Y, Toyofuku T, Semba A, et al. (2014) Hengityksen Gating aikana Stereotaktinen Body sädehoidon Lung Cancer Vähentää kasvain kannan vaihtelevuus. PLoS ONE 9 (11): e112824. doi: 10,1371 /journal.pone.0112824

Editor: Zhuoli Zhang, Northwestern University Feinberg School of Medicine, Yhdysvallat

vastaanotettu: 11 heinäkuu 2014; Hyväksytty 16. lokakuuta 2014; Julkaistu: 07 marraskuu 2014

Copyright: © 2014 Saito 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: Tällä kirjoittajat vahvistavat, että kaikki tiedot taustalla olevat havainnot ovat täysin saatavilla rajoituksetta. Kaikki asiaankuuluvat tiedot ovat paperi- ja sen tukeminen Information tiedostoja.

Rahoitus: Kirjoittajat eivät tuki ja rahoitus raportoida.

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

Johdanto

kynnyksellä neliulotteisessa tietokonetomografia (4D-CT) suunnittelu ja menetelmiä, jotka lieventävät vaikutukset kasvaimen hengityksen liikkeen aikana säteilytys on potentiaalia parantaa terapeuttista suhdetta sädehoidon keuhkosyöpään [1] – [4]. Hengityksen gating on ei-invasiivisia tekniikka ongelman ratkaisemisessa aiheuttaman hengitysteiden liike kasvaimet mukaan lukien keuhkosyövässä [5] – [10]. Tulosten perusteella meidän aikaisempien simulaatiotutkimuksia että verrattiin hengitysteiden gating tekniikoita [11], [12] käytimme vaihe perustuva gating potilailla, joilla on keuhkosyöpä asettaa gating ikkuna kattaa 30%: n kuormituksella noin lopun päättymistä. Kuten aiemmissa tutkimuksissa olivat hoidon simulaatiotutkimuksia ryhdyimme vahvistaa tarkkuutta hoidon toimitus potilailla me hoidettiin hengityselinten gating ja tarkistanut voimassaolon valintakriteereistämme tunnistaa potilaat voivat saada hengitysteiden gating [13]. Vaikka toiset [7], [8], joka sovellettiin analyysi hoidon suunnittelu ehdotti, että hengitysteiden gating tarjoaa teoreettisia etuja, tämä asia jäi tutkittava kliinisessä ympäristössä.

sähköisen portaalin kuvantamisen laite (epiD) tekee mahdollista määrittää, ruiskutus vähentää vaihtelua kasvaimen asennossa ja jatkuvan ottamisen portaalin kuvien kanssa epiD vuonna cine tilassa on käytetty hoitoon tarkastusta [14] – [16]. Nykyisessä tutkimuksessa käytimme epiD kuvien vaikutuksen arvioimiseksi hengityselinten gating hoidon tarkkuuteen. Ennen tutkimusten mukaan keuhkokasvaimia suuremmalla hengityksen liikkeen hoidon aikana simulointi näyttäisikin suurempaa asentoon vaihtelua hoidon aikana kuin ei staattinen kasvaimissa [17] – [19]. Koska me yleensä valita potilaille mobiileilla kasvaimia hengitysteiden gating nämä kasvaimet saattavat näyttää suuri asema vaihtelu ilman ruiskutus. Jos mobiili käsitellyt kasvaimet gating osoittavat ala-asentoon vaihtelun aikana aidatulla vaiheita, tämä on ilmoitettava hyödyksi hengityselinten salpauksen. Tässä tutkimuksessa vertasimme kasvain hengityksen liikkeen sijaintia vaihtelua välillä potilasryhmien hoidettiin ilman hengityselinten ruiskutus.

Materiaalit ja menetelmät

Potilaat

Lokakuun 2008 ja toukokuun 2013 käsittelimme 62 peräkkäisen potilailla, joilla on 69 primaarinen ja metastaattinen keuhkosyöpä syöpiä stereotaktisten kehon sädehoidon. Nykyinen tutkimus väestö koostuu 30 näistä potilaista, joiden 30 kasvaimet olivat selvästi näkyvissä epiD kuvia aikana hankkimaansa hoitokertaa. Me altistetaan 14 potilasta hengityselimiä ruiskutus (ryhmä A); muut 16 hoidettiin ilman gating (ryhmä B). Tunnistaa potilaiden oikeutettu gating me ensisijaisesti pidetään kasvaimen liikkeen aikana 4D-CT simulointi hoitoja. Tyypillisesti valitsimme potilaille, joiden kasvaimet osoittivat kolmiulotteinen hengityksen liikkeen ≧ 5 mm [13]. Selvitimme olemaan käyttämättä hengityselinten gating varten potilailla, joilla on epäsäännöllinen hengitys (taajuus ja /tai amplitudi) arvioimalla hengityselinten käyrät kirjataan 4D-CT tiedonkeruu. Lung säteilytys volyymi oli toinen tekijä meidän harkita valittaessa potilaita gating. Keskimääräinen kasvaimen läpimitta oli 20 mm (vaihteluväli 9-40 mm) A-ryhmässä ja 21 mm (vaihteluväli 10-36 mm) ryhmässä B Niistä 14 kasvaimia ryhmän, 2 sijaitsi ylempi koru, yksi keskimmäinen lohko, ja 11 alemmassa koru; 15 B-ryhmän kasvaimet olivat ylemmässä koru ja yksi alemman koru. Kaikki potilaat antoivat kirjallinen lupa käyttää niiden tietojen tutkimustarkoituksiin ennen käsittelyä. Kasvain ominaisuudet esitetään taulukossa S1. Retrospektiivinen data-analyysi tässä tutkimuksessa hyväksyi Institutional Review Board klo Kumamoto University (nro 790).

Hoito

Käytimme tyhjömuovattua tyyny (ESFORM, Engineering System, Matsumoto, Japani) kehon immobilisaation. CT skanneri käytetty tietojen hankinta oli GE LightSpeed ​​RT (GE Medical Systems, Waukesha, WI, USA) väline. Tiedot meidän 4D-CT suoritus on kuvattu muualla [11]. Ulkoista hengityselinten seurata järjestelmän (reaaliaikainen Position Management System, Varian Medical Systems, Palo Alto, CA, USA) kirjataan hengityksen liikkeen ajallinen korrelaatio tietokonetomografian hankinnan. Kohde rajattava ja hoidon suunnittelu käytimme hoito suunnittelujärjestelmä (XiO, Elekta, Tukholma, Ruotsi). Kliiniset kohdetilavuudesta (CTV) oli muotoiltu sisältämään brutto kasvaimen tilavuuden ja mikroskooppisen kasvain laajennus. Yksittäiset väritelevisiotuotannosta valittu faasit yhdistetään komposiitti- väritelevisioiden ja pidetään sisäinen kohdetilavuudesta (ITV). Suunnittelussa kohdetilavuudesta (PTV) määriteltiin laajennus ITV kanssa 5- 8- mm marginaali craniocaudal (CC) suuntaan ja 5 mm: n marginaali muihin suuntiin. PTV marginaali CC suuntaan määritettiin yksilöllisesti mukaan kasvain hengityselinten liike 4D-CT-kuvia. Tyypillisesti lisäsimme 5 mm lehtiä marginaali PTV.

sädehoito käytimme Clinac iX väline (Varian Medical Systems); annosnopeus oli 600 MU /min. Stereotaktinen kehon sädehoito toimitettiin kautta 6 samantasoisia ja tasoissa staattinen palkkien käyttämällä 6 MV fotonit. Määrätty annos oli 48 Gy toimitetaan isocenter 4 jakeet aikana 4-9 päivää (mediaani 5 päivää). Potilas setup korjattiin käyttämällä junassa kilovoltage kartio-palkki tomografiin; kuvat hankittiin vapaissa-hengitysolosuhteissa. A-ryhmän käytimme vaihe-pohjainen gating noin lopun päättyminen ja asettaa pituus 30% oiken hengitysjakson kuin gating ikkuna. Aikana aidatulla hoito ulkoisen hengityselimiä valvontajärjestelmä (Varian Medical Systems) synkronoitu käsittely potilaan hengityselinten sykli.

Kasvaimen liikkeen simuloinnin aikana

Arvioidaan kolmiulotteisen kasvain hengityksen liikkeen käytimme 4D- CT-kuvia hankitut hoidon aikana simulaatioita. Yksi sädehoitolääkäri (T. S.) hahmotteli väritelevisiot CT kuvia kahden äärimmäisen hengitysteiden vaihetta. Mittasimme etäisyys lopun inspiraation CTV Guldinin loppuun-viimeinen CTV painopisteen käyttäen hoito suunnittelujärjestelmä (XiO, Elekta, Tukholma, Ruotsi).

Kuvan hankinta hoidon aikana

cine kuva hankinta hoidon aikana käytimme amorfista piitä epiD (aS1000, Varian Medical Systems), joka on asennettu Clinac iX. EpiD oli aktiivinen alue 40 x 30 cm, joka sisälsi 1024 768 pikseliä. EpiD kuvat hankittiin 7,5 kehystä sekunnissa (20 kuvaa kohden epiD kuva). Me rutiininomaisesti hankittu epiD cine kuvat kaikista hoitoon satamien kaikkiaan hoitokertaa. Potilailla, jotka saivat ennen syyskuuta 2010 aikana oli mahdotonta hankkia epiD cine kuvia samaan porttiin käytettiin portaalin kuva hankinta ennen käsittelyä (lastauslaiturin kulma oli 180 ° useimmilla potilailla), ja siksi meillä ei ollut epiD kuvia kaikista istuntoja.

kasvain asema vaihtelevuus hoidon aikana

kasvaimen asema vaihtelevuutta arvioitiin sädehoitolääkäri (TS) tunnistaa kasvain asemassa suhteessa viittaus kuvan käytimme rekisteröinti ohjelmisto (offline tarkastelu, Varian Medical Systems). Ohjelmisto tarjoaa kokonaisluku siirtymäarvo. Arvioimme vain epiD kuvia saatu ajotien 180 °. Kuvio 1 esittää myös mittausmenetelmän kasvain asentoon. Kaikissa hoitokerralta käytimme ensimmäistä epiD kuvan hankki ensimmäisessä istunnossa viitetuotantovuotta myöhemmissä mittauksissa kaikista muista epiD kuvat. Ensin rajattu kasvain tällä viite epiD kuvan ja sitten käytetään sen ympärys mittaamiseen kasvaimen tilavuus toisella epiD kuvia. Sovittamalla ääriviivat kasvaimeen kuvan kummallakin epiD kuvan pystyimme mittaamaan siirtymä kasvaimen sijainti suhteessa viittaus epiD kuva (kuva 1). Kasvaimen tilavuus mitattiin CC ja mediolateral (ML) suuntaan. EpiD kuvia aikana hankitut 2-4 (keskiarvo 3,4) hoitokertaa kohti potilasta käytettiin vaihtelu arviointeja. Analysoimme yhteensä 1168 epiD kuvien hankittu aikana 101 istuntoja. Kunkin potilaan arvioimme vaihtelua kasvaimen asennossa mittaamalla keskihajonta (SD) ja erilaisia ​​kasvaimen asennossa kaikki istunnot (kuvio 2).

epiD = sähköisen portaalin kuvannuslaite.

vaihtelevuus arvioitiin määrittämällä keskihajonta (SD) ja valikoima kasvaimen asema kaikissa istunnoissa.

Inter-tarkkailijan vaihtelu

sen arvioimiseksi inter-tarkkailija vaihtelut mitattiin kasvaimen asema käytimme toisen ja viimeisen epiD kuvia kunkin istunnon (202 kuvaa hankittu 101 istuntoa). Kasvain asema suhteessa ensimmäiseen epiD saadun kuvan ensimmäisessä istunnossa oli itsenäisesti mitattiin 2 säteily onkologit (T. S. ja T. M.) ja keskimääräinen ja SD välisen eron niiden mittausten laskettiin. Inter-tarkkailija vaihtelu arvioitiin CC ja ML suuntaan.

Tilastollinen

Käytimme U-testi verrata kasvaimen hengityksen liikkeen sijaintia vaihtelu ryhmissä A ja B. Wilcoxonin-rank-testiä käytettiin vertaamaan kasvain kantoja mitattuna 2 säteily onkologit. Kaikki tilastolliset testit suoritettiin GraphPad Prism 6 ohjelmisto (GraphPad Software Inc., San Diego, CA, USA). Erot p 0,05 katsottiin tilastollisesti merkitsevä.

Tulokset

Inter-tarkkailijan vaihtelu

Inter-tarkkailijan vaihtelut kasvainpaikantumisen arvioitiin mittaamalla ero kasvain kanta kirjannut kaksi tarkkailijaa. Yhteensä 202 havaintojen, keskimääräinen (SD) ero niiden välillä oli 0,3 mm (0,8 mm) CC suuntaan ja 0,3 mm (0,8 mm) ML suuntaan (taulukko S2). Kasvain kantoja mitattuna 2 säteily onkologit olivat tilastollisesti erilaisia ​​CC suuntaan (p 0,001) ja ML suuntaan (p 0,001).

Kasvaimen liikkeen hoidon aikana simulointi

Kuvio 3 esittää kolmiulotteisen kasvain hengityksen liikkeen aikana mitattu hoidon simuloinnin avulla 4D suunnittelu CT. Mediaani kasvain liike oli suurempi A-ryhmässä kuin B (9 mm, alue 3-30 mm vs. 2 mm, alue 0-4 mm) (p 0,001) (taulukko S1).

kasvain asema vaihtelevuus hoidon aikana

vaihtelevuus arviointeja käytimme epiD kuva saadaan hoidon aikana. SD ja välillä kasvain asennossa kaikki hoitokertaa laskettiin kullekin potilaalle (kuva 2) (taulukko S3, taulukko S4). Kuva 4 ja 5 esittävät SDS ja valikoimia kasvaimen asennossa, vastaavasti, kaksi potilasryhmissä. A-ryhmässä ja B-ryhmän mediaani SD kasvaimen kanta oli 1,1 mm ja 0,9 mm: n CC (p = 0,24) ja 0,7 mm ja 0,6 mm ML suuntaan (p = 0,89), tässä järjestyksessä. Mediaani alueen kasvain kanta oli 4,0 mm ja 3,0 mm: n CC (p = 0,21) ja 2,0 mm ja 1,5 mm ML suuntaan (p = 0,20), ryhmässä A ja B, vastaavasti. Ero vaihtelu kahden ryhmän välillä ei ollut tilastollisesti merkitsevä. Valikoima kasvain siirtymän CC suuntaan ei ylittänyt 6 mm missä tahansa, mutta yksi potilas, joka oli joutunut hengityselinten gating ja ilmenee erilaisia ​​8 mm. Valikoima kasvain siirtymän ML suunta oli enintään 6 mm missään 30 potilasta.

Jokainen piste edustaa yksittäisen potilaan SD kasvaimen asema kaikissa hoitokertaa. CC = craniocaudal; ML = mediolateral.

Jokainen piste edustaa yksittäisen potilaan valikoima kasvain asema kaikissa hoitokertaa. CC = craniocaudal; ML = mediolateral.

Keskustelu

Käyttämällä epiD kuvaa huomasimme, että kasvaimen asema vaihtelua meidän hoidetuilla potilailla ja ilman hengityselinten ruiskutus oli alhainen ja verrattavissa raportoitu aikaisemmissa tutkimuksissa [17 ], [20] – [22] (taulukko 1). Potilaat altistettiin gating ilmenee suurempi hengityksen liikkeen aikana simulointi kuitenkin kasvain asema vaihtelevuus hoidon aikana oli verrattavissa hoidetuilla potilailla ilman ruiskutus. Tutkimuksemme perustuu kerättyjen tietojen käsittelyn aikana keuhkosyöpäpotilaiden, vahvisti, että hengitysteiden gating oli hyödyllistä vähentää kasvaimen asennossa vaihtelua.

havainnot vahvistavat myös, että valintaperusteet käytimme tunnistaa potilaat, jotka voivat hyötyä hengityselinten gating olivat asianmukaiset. Saavuttaakseen alhainen vaihtelua, potilailla, joilla on hyvin liikkuvia kasvaimia olisi jätettävä ryhmästä hoitaa ilman ruiskutus. Oli meidän kriteerit olleet liian konservatiivinen (eli ei hengityselinten gating joillakin potilailla, joilla on mobiili kasvaimia), odottaisimme löytää suurten erojen kasvain asemassa hoidon aikana ilman gating. Siksi pieni vaihtelu saavilla potilailla ilman gating viittaa siihen, että valintakriteerit asianmukaisesti otettu potilaita, joiden erittäin liikkuvaa kasvaimia. Perustuen meidän aiemmin raportoitu hoidon suunnittelu analyysi [13] pidämme kasvaimia kolmiulotteista hengityksen liikkeen ≧ 5 mm simulointi 4D-CT-kuvia oikeutettuja hengitysteiden gating. Säännöllisyyttä hengitys ja odotettu keuhkojen säteilytys volyymi ovat muita tekijöitä on otettava huomioon valittaessa potilaita altistetaan hengityselinten ruiskutus. Hengitys epäsäännöllisyys voi johtaa epätarkkoihin rajauksen gating ikkunan ITV [23], vaarantamatta pätevyyden hoidon suunnittelussa hengitysteiden säätelemiin sädehoito. Kun kasvain on suuri ja /tai sijaitsee alemman koru, keuhkojen säteilytys tilavuuden pyrkivät olemaan suuria, ja riski keuhkotoksisuuden pitäisi lisätä tarpeellisuutta hengitysteiden gating.

välinen tarkkailija aikaero suhteessa kasvainpaikantumisen oli pieni ja validoi määrällinen arviointi tutkimuksemme. Inter-tarkkailija eroja arvioinnissa epiD kuvien keuhkosyöpäpotilaiden on arvioinut muiden [22], [24], [25], jotka eivät käytä perusmerkitsimiä. Spoelstra et ai. [22], joka tutki välisten tarkkailija vaihtelut tunnistamisessa sisärakenteiden ajoissa integroitu sähköisen portaalin yksittäiset kuvat että SD vaihtelun kahden tarkkailijaa, yhteensä 57 havaintojen, oli 0,7 ja 0,8 mm ML ja CC suuntaan, vastaavasti. Muirhead et ai. [24] analysoidaan megavoltage cine-kuvia potilaista, joilla on paikallisesti edennyt keuhkosyöpä; he kertoivat, että kaksi tarkkailijaa keskimääräinen ero liikkeessä kasvaimen, hilar rakenne ja carina oli 0,41 mm, 0,63 mm ja 0,33 mm, vastaavasti. Välinen tarkkailija erot tutkimuksessamme olivat verrattavissa näihin aikaisempiin tutkimuksiin. Havaitsimme, että kasvain asema mitataan 2 säteily onkologit oli tilastollisesti merkitsevästi erilainen tässä suhteellisen suuri otos (n = 202). Kuitenkin, tämä ero ei ole kliinisesti merkittäviä, koska absoluuttinen arvo ero kahden tarkkailijan on olennaisesti pieni.

intra- ja interfractional vaihtelua kasvaimen asennossa on tutkittu [17], [20] – [22] (taulukko 1). Suuruus intrafractional vaihtelua saattaa kuvastaa tekijöitä, kuten kehon liikkumattomuus ja kasvain hengityksen liikkeen. Lisäksi interfractional vaihtelu heijastaa virheet kuvan ohjauksen ja interfractional vaihtelut hengitystä; se voi olla suurempi kuin intrafractional vaihtelevuus [26]. Tarkkaan hoitoon, hengitysteiden ruiskutus tulisi valvoa paitsi hengityksen kasvain liikkeen aikana murto mutta myös vaihtelua hengityksen murtoluvut. Kattava analyysi kaikista epiD kuvien aikana hankitut kaikki hoitokertaa viittaa siihen, että hengitysteiden gating vähentää sekä sisäistä ja interfractional vaihtelua asemaan keuhkotuumoreiden.

Keuhkokasvaimia lähellä kalvo on pyrkinyt näyttämään suuren hengityksen liikkeen [2 ], [13]. Meidän potilailla, 14 kasvainten altistetaan hengityselinten ruiskutus (ryhmä A), 11 oli sijaitsee alemman koru kun 15 16 kasvainten hoitaa ilman gating (ryhmä B) olivat ylemmässä koru. Tämä saattaa selittää eron kasvain hengityksen liikkeen ryhmien välillä ja niiden vertailukelpoisen kasvaimen asema vaihtelu osoittaa, että hengitysteiden gating kompensoi kasvaimen liikkuvuutta.

Koska rajoittaminen Tutkimuksessamme se koostui 30 69 (43 %) peräkkäin saaneista keuhkokasvaimia ja mukana vain kasvaimia, jotka olivat selvästi näkyvissä epiD kuvia. Richter et ai. [18], joka analysoi toteutettavuus markerless seuranta keuhkotuumoreiden raportoitu, että kasvaimen näkyvyys oli riittävä 47% niiden epiD elokuvia. Tutkimuksessa Ueda ym. [17],