Αφηρημένο

Σκοπός

Για να αξιολογήσει τις δοσιμετρικές αποτελέσματα μιας απλής τεχνικής σχεδιασμού για τη βελτίωση της intensity- διαμορφωμένο ακτινοθεραπεία (IMRT) για τον καρκίνο του ρινοφαρυγγικού (NPC)

Μέθοδοι

για 39 περιπτώσεις NPC, γενικά αποδεκτή αρχικά σχέδια δημιουργήθηκαν και βελτιώθηκαν από τις δύο τεχνικές σχεδιασμού, αντίστοιχα:. (1) μια τεχνική (BDC) της βασικής δόσης αποζημίωσης, στην οποία τα σχέδια θεραπείας εκ νέου βελτιστοποιηθεί με βάση τα αρχικά σχέδια? (2) μία τεχνική τοπική δόσης-ελέγχου (LDC), στην οποία τα αρχικά σχέδια επανα-βελτιστοποιηθεί με περιορισμούς για ζεστά και κρύα σημεία. Οι BDC, πρωτότυπο, και τα σχέδια ΛΑΧ στη συνέχεια συγκρίθηκαν σχετικά με δείκτη ομοιογένειας (HI) και του δείκτη της συμμόρφωσης (CI) του όγκου στόχου σχεδιασμού (PTVs), όργανο-at-Risk (OAR) φειδωλοί και την παρακολούθηση μονάδες (Mus) ανά κλάσμα. Το σύνολο χρόνοι σχεδιασμού συγκρίθηκαν επίσης μεταξύ των σχεδίων ΚΝΣ και των λιγότερο ανεπτυγμένων χωρών.

Αποτελέσματα

Τα σχέδια BDC είχαν ανώτερη του /ΠΙ, κατά 13-24% /3-243%, αντίστοιχα, πάνω από τα αρχικά σχέδια. Σε σύγκριση με τα σχέδια των λιγότερο ανεπτυγμένων χωρών, τα σχέδια BDC παρέχονται καλύτερα του μόνο για PTVnx (το PTV ρινοφαρυγγικής πρωτογενούς όγκου) κατά 11% και την καλύτερη ΚΠ για όλες PTVs από 2-134%. Η τεχνική BDC γλιτώσει πιο κουπιών, κατά 1-9%. Του μέσου μονάδες Μυ του ΚΝΣ, πρωτότυπο, και ΛΑΧ σχέδια ήταν 2149, 2068 και 2179, αντίστοιχα. Οι μέσες ολόκληρη χρόνοι σχεδιασμού ήταν 48 και 69 λεπτά για τα σχέδια BDC και ΛΑΧ, αντίστοιχα.

Συμπεράσματα

Για την IMRT του ρινοφαρυγγικού καρκίνου, η τεχνική του σχεδιασμού ΚΝΣ μπορεί να βελτιώσει στόχο την ομοιογένεια της δόσης, σύμφωνα κουπί φειδωλός, με καλύτερη αποδοτικότητα του σχεδιασμού

Παράθεση:. Lu JY, Cheung ML-Μ, Li Μ, Huang BT, Xie WJ, Xie LX (2015) δοσιμετρίας Αξιολόγηση μια απλή τεχνική σχεδιασμού για τη βελτίωση Intensity- διαμορφωμένη ακτινοθεραπεία για καρκίνο ρινοφαρυγγικής. PLoS ONE 10 (7): e0129461. doi: 10.1371 /journal.pone.0129461

Ακαδημαϊκό Επιμέλεια: Bart O. Williams, Van Andel Ινστιτούτο, Ηνωμένες Πολιτείες |

Ελήφθη: 4 Φεβ του 2015? Αποδεκτές: 9 Μαΐου, 2015? Δημοσιεύθηκε: 1 Ιούλη 2015

Copyright: © 2015 Lu et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Δεδομένα Διαθεσιμότητα: Όλα τα σχετικά δεδομένα είναι εντός του χαρτιού

Χρηματοδότηση:. το έργο αυτό χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από τόσο Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας (Grant Νο 81171994) και το Πανεπιστήμιο Σάντου Ιατρικό Κολέγιο Πρωτοβουλία Κλινικής Έρευνας Enhancement (Grant Νο 201425). Οι συγγραφείς «Αναγνωρίζουν επίσης υποστήριξη από το Γερμανικό Ίδρυμα Ερευνών και τα ανοικτά ταμεία Δημοσίευση πρόσβαση του TU Dresden. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

ρινοφαρυγγικής καρκίνο (NPC) είναι μια κοινή κακοήθη κεφάλι και το λαιμό του όγκου στη νότια Κίνα και τη Νοτιοανατολική Ασία [1,2]. Κατά την τελευταία δεκαετία, διαμορφούμενης έντασης ακτινοθεραπεία (IMRT) έχει γίνει ο στυλοβάτης στη θεραπεία του μη μεταστατικό NPC [3]. IMRT συνδυάζει πολλές διαμορφούμενης έντασης δοκών για να ληφθεί βελτιωμένη ομοιογένεια δόση και κατανομές υψηλά σύμμορφων δόσης, καθώς και βελτιωμένη φειδωλή κανονικής δομής. Ωστόσο, IMRT σχεδιασμού για NPC είναι δύσκολο λόγω της σύνθετης ανατομίας, με τα οστά, τους μαλακούς ιστούς και κοιλότητες αέρα όλα σε ανάγκη της αντιπαροχής. Επιπλέον, τα όργανα βρίσκονται σε κίνδυνο (OARs), όπως ο νωτιαίος μυελός, εγκεφαλικό στέλεχος, και παρωτίδας αδένες, συνήθως βρίσκονται proximately με τους όγκους στόχους. Επιπλέον, οι στόχοι που προβλέπονται σε διαφορετικά επίπεδα δόσης [4] και οι όγκοι έχουν συχνά στόχος ακανόνιστα κοίλα σχήματα [5].

Για NPC IMRT σχεδιασμό, ένας αριθμός τεχνικών σχεδιασμού έχουν αναφερθεί προηγουμένως. Chau et al [6] και Zhang et al [7] εισήγαγε δύο προσεγγίσεις πολλαπλών οργάνων, αντίστοιχα, να μειωθούν οι δόσεις των παρωτίδων στο σχεδιασμό NPC IMRT. Αυτές οι τεχνικές σχεδιάζει υπόψη μόνο τους συμβιβασμούς μεταξύ των παρωτίδων και άλλων οργάνων, επειδή οι δόσεις σε άλλα κουπιά αυξήθηκαν αν και όχι σημαντικά. Cheng et al [8] και Budrukkar κ.ά. [9] επικεντρώθηκε στην ρύθμιση δέσμης και αριθμό για το σχεδιασμό IMRT, αντίστοιχα. Αν και την επιλογή της βέλτιστης διάταξης και τον αριθμό των δεσμών είναι μια αποτελεσματική προσέγγιση, εξακολουθεί να είναι δύσκολο να επιτευχθούν τα βέλτιστα σχέδια εξαιτίας ενός συστηματικού σφάλματος σφάλμα ονομάζεται βελτιστοποίηση-σύγκλιση (OCE) [10,11], η οποία μπορεί να οδηγήσει σε διαφορές μεταξύ της βελτιστοποίησης τα σχέδια και τα τελικά υπολογίζονται παραδοτέο σχέδια. Η OCE αναπόφευκτα θα προκύψουν κατά το σχεδιασμό IMRT χρησιμοποιείτε τα σημερινά συστήματα σχεδιασμό της θεραπείας, γιατί μέχρι τώρα, ο υπολογιστής σχεδιασμό της θεραπείας δεν είναι αρκετά γρήγορη για την optimizer να χρησιμοποιήσει έναν αλγόριθμο υπολογισμού πλήρη δόση όγκου για τη συνήθη βελτιστοποίηση, αλλά χρησιμοποιούν ένα απλοποιημένο αλγόριθμο αντ ‘αυτού. Λόγω της OCE, το τέλος υπολογίζεται κατανομή της δόσης μπορεί να μην επιτευχθούν οι στόχοι μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας βελτιστοποίησης, αν και η κατανομή της δόσης στην βελτιστοποίησης έχει ήδη συναντήσει.

Κατά συνέπεια, προτείναμε μια τεχνική προγραμματισμού που ονομάζεται basal- δόσης αποζημίωσης τεχνική (BDC) για να βελτιώσουν τα σχέδια IMRT για NPC, μέσω της αντιστάθμισης για την OCE χρησιμοποιώντας ένα «σχέδιο δόση βάσης». Για να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα αυτής της νέας τεχνικής, χρησιμοποιήσαμε τα αρχικά σχέδια για διαμήκη σύγκριση, και μια άλλη τεχνική κοινό προγραμματισμό που ονομάζεται τοπική δόσης-ελέγχου τεχνική (ΛΑΧ) που εφαρμόζονται για τον έλεγχο των τοπικών δόσεις από ζεστά και κρύα σημεία [12,13 ], για την πλευρική σύγκριση.

Υλικά και Μέθοδοι

Δήλωση Ηθικής

το πρωτόκολλο εγκρίθηκε από την Ηθική Επιτροπή του Νοσοκομείου Καρκίνου του Πανεπιστημίου Σάντου Medical College. Επειδή αυτό δεν ήταν μια μελέτη θεραπεία που βασίζεται, θεσμική αναθεώρηση της επιτροπής μας δώσει απαλλαγή από την ανάγκη για γραπτή συγκατάθεση από τους συμμετέχοντες. Οι πληροφορίες του ασθενή ήταν ανώνυμες και αποχαρακτηριστούν για την προστασία του απορρήτου των ασθενών.

Τα χαρακτηριστικά των ασθενών

Τριάντα εννέα πρόσφατα διαγνωστεί, οι ασθενείς NPC προηγουμένως-μη επεξεργασμένα και μη μεταστατικό έγιναν αναδρομικά εντοπίστηκαν. Οι ασθενείς που συμπεριλήφθηκαν 35 άνδρες και 4 γυναίκες, με εύρος ηλικίας από 24 έως 68 ετών (μέσος όρος 47 χρόνια). Σύμφωνα με τη μεικτή επιτροπή αμερικανικής για τον Καρκίνο (AJCC) έβδομη έκδοση του συστήματος στάσης, τα στάδια του όγκου των ασθενών είχαν περιγραφεί ως εξής (Τ1-Τ4, Ν1-Ν3 και M0): Φάση II, 2? Φάση ΙΙΙ, 16? Στάδιο IV, 21.

CT προσομοίωσης

Όλοι οι ασθενείς ακινητοποιήθηκαν σε ύπτια θέση σε ένα tailor-made θερμοπλαστικό καστ από το κεφάλι μέχρι τους ώμους. Αξονική τομογραφία με ενδοφλέβια αντίθεση χρησιμοποιώντας ένα πάχος τομής 3-mm από το κεφάλι έως 2 cm κάτω από το στερνοκλειδική κοινή πραγματοποιήθηκαν από ένα 16-φέτα αξονικό τομογράφο (Philips Brilliance CT Big Bore Ογκολογίας διαμόρφωσης, Κλίβελαντ, Οχάιο, Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής). Οι εικόνες CT μεταφέρθηκαν στη συνέχεια στο Eclipse έκδοση 10.0 θεραπείας σύστημα σχεδιασμού (Varian Medical System, Inc., Palo Alto, CA, USA) για τον στόχο κουπί οριοθέτηση και το σχεδιασμό της θεραπείας.

Target οριοθέτηση και τον καθορισμό OAR

Όλοι οι όγκοι-στόχοι που οριοθετείται από ογκολόγους ακτινοβολίας μας. Στόχοι και τα κουπιά εντοπίστηκαν βάσει των εικόνων CT και τροποποιούνται σύμφωνα με τις εικόνες MRI προεπεξεργασίας στις σύντηξης. Η ρινοφαρυγγική ακαθάριστο όγκος του όγκου (GTVnx) περιελάμβανε όλα τα γνωστά ακαθάριστο νόσος πρωτογενούς όγκου και των οπισθοφαρυγγικών λεμφαδενοπάθεια, όπως καθορίζεται από τις εικόνες CT, MRI εικόνες, και ενδοσκοπικά ευρήματα. Διευρυμένη θετική λαιμό λεμφαδένες ήταν εντοπισμένο ως ξεχωριστό συνολικό όγκο του όγκου (GTVnd). CTV60 ορίστηκε ως η κλινική όγκο-στόχο σε υψηλό κίνδυνο για τη συμμετοχή, συμπεριλαμβανομένων των GTVnx, GTVnd, ολόκληρο το ρινοφάρυγγα, οπισθοφαρυγγικών κομβικό περιοχές, βάση του κρανίου, απόκλιμα, πτερυγοειδείς fossae, πλαγιοφαρυγγικό χώρο, σφηνοειδούς κόλπου, το οπίσθιο ένα τρίτο της ρινικής κοιλότητας , ιγμόρειο, μέρος του κόλπου οπίσθια ethmoid, και τα επιλεκτικά προφυλακτική ακτινοβολημένα κομβικά περιοχές του τραχήλου της μήτρας. Οι όγκοι στόχος σχεδιασμού (PTVs), η οποία περιελάμβανε PTVnx, PTVnd και PTV60, προήλθαν από το εξωτερικό περιθώριο 5-mm από GTVnx, GTVnd και CTV60, αντίστοιχα. Προκειμένου να αξιολογηθεί η δόση ομοιογένεια του PTV60 με την αποφυγή των υψηλότερων δόσεων PTVnx και PTVnd, PTV60_only ορίστηκε ως επέκταση των όγκων PTV60 μείον 1 cm τόσο PTVnx και PTVnd.

κουπιά, συμπεριλαμβανομένης της σπονδυλικής μυελού, εγκεφαλικού στελέχους, φακούς, οπτικά νεύρα, οπτικό χίασμα, του λάρυγγα, της στοματικής κοιλότητας και παρωτίδας αδένες, οι οριοθετείται στις εικόνες CT. Σχεδιασμός όργανο σε κίνδυνο όγκους (PRVs) δημιουργήθηκαν για νωτιαίο μυελό και εγκεφαλικό στέλεχος, με την προσθήκη των περιθωρίων 5 mm και 3 mm σε αυτούς, αντίστοιχα, και συμβολίζεται ως «PRV νωτιαίο μυελό» και «PRV στελέχους», αντίστοιχα. Η κανονική ιστός ορίζεται ως ο όγκος του σώματος αποκλείοντας όλες τις PTVs.

IMRT σχεδιασμό

Εννέα συνεπίπεδη τομείς της 6-MV δέσμες φωτονίων από ένα Truebeam (Varian Medical System, Inc., Palo Alto, CA) γραμμικός επιταχυντής δημιουργήθηκαν για κάθε πρόγραμμα στο Eclipse. Τα πεδία τοποθετήθηκαν σε ομοιόμορφα κατανεμημένα γωνίες εξέδρας φόρτωσης, 40 °, στους 200 °, 240 °, 280 °, 320 °, 0 °, 40 °, 80 °, 120 ° και 160 °. δομές δακτυλίου περιορισμό της δόσης παρήχθησαν για να σχηματίσουν κλίσεις δόση γύρω από το PTVs. Η δόση Όγκος Optimizer (DVO, έκδοση 10.0.28) αλγόριθμο και Ανισοτροπικό Αναλυτική Αλγόριθμος (ΑΑΑ, έκδοση 10.0.28) εφαρμόστηκαν για τη βελτιστοποίηση και τους υπολογισμούς τελική δόση, με μέγεθος πλέγματος 2,5 mm. συνταγογράφηση της δόσης είχε ως εξής: 70.4 Gy (2,2 Gy /κλάσμα × 32 κλάσματα) για PTVnx, 66 Gy (2.06 Gy /κλάσμα × 32 κλάσματα) για PTVnd, 60 Gy (1.88 Gy χ 32 κλάσματα) για PTV60. Κάθε σχέδιο θεραπείας ομαλοποιήθηκε στο 70,4-Gy συνταγογραφούμενη δόση που καλύπτουν το 95% των PTVnx.

Οι περιορισμοί σχεδιασμού για την PTVs και κουπιά παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Όλα τα σχέδια έχουν σχεδιαστεί για να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις του σχεδιασμού, εκτός από οι προηγμένες περιπτώσεις κατά τις οποίες κάνει συμβιβασμούς ήταν απαραίτητο. Οι στόχοι κάλυψη PTV τέθηκαν με τις υψηλότερες προτεραιότητες, που ακολουθείται από την φειδωλοί OAR. D

x% αντιπροσωπεύει τη δόση που έχει φθάσει ή υπερβεί το x% του όγκου και V

100% αντιπροσωπεύει τον όγκο% λαμβάνουν τουλάχιστον 100% της δόσης συνταγή. D

max είναι η μέγιστη δόση, και D

μέση τιμή αντιπροσωπεύει τη μέση δόση. Η D

μέσες τιμές του λάρυγγα, της στοματικής κοιλότητας και παρωτίδων περιορίζονταν από τις επιλογές «άνω στόχου».

Η

Για τη δημιουργία του αρχικού σχεδίου, οι στόχοι της βελτιστοποίησης του κάθε σχεδίου προσαρμόστηκαν μέχρι το σχέδιο ήταν κλινικά αποδεκτή. Στη συνέχεια, δύο αντίγραφα του αρχικού σχεδίου βελτιώθηκαν από τις δύο τεχνικές κάτω, αντίστοιχα, με τους αρχικούς στόχους βελτιστοποίησης μη τροποποιημένα:. (1) BDC σχεδιασμό της τεχνικής (πρόγραμμα BDC) και (2) τεχνική ΛΑΧ (LDC σχέδιο)

για να δημιουργηθεί ένα σχέδιο BDC, ο αριθμός των κλασμάτων του αρχικού σχεδίου αλλάχθηκε σε 50% του καθορισμένου αριθμού των κλασμάτων (από 32 έως 16 σε περιπτώσεις μας) προκειμένου να δημιουργηθεί ένα σχέδιο δόση βάση με το ήμισυ της συνολικής δόσης συνταγή . Στη συνέχεια, το σχέδιο δόση βάση αντιγράφηκε για να δημιουργήσει ένα «κορυφή σχέδιο δόση». Στη συνέχεια, αυτό το κορυφαίο πρόγραμμα δόσεων εκ νέου βελτιστοποιηθεί με βάση το σχέδιο δόση βάσης που απασχολούν τη λειτουργία «σχέδιο δόση βάση» Eclipse με 20 κατ ‘ανώτατο όριο επαναλήψεων. Σε αυτήν την περίπτωση, η δόση συνταγή του αθροίσματος σχέδιο (το σχέδιο πάνω δόση συν το σχέδιο δόση βάση) ήταν ίση με την αρχική δόση συνταγή. Όταν ολοκληρώθηκε ο υπολογισμός τελική δόση, τον αριθμό των κλασμάτων του βελτιστοποιημένου σχεδίου κορυφή δόση αποκαταστάθηκε από 50% (16 κλάσματα) έως 100% (32 κλάσματα) του καθορισμένου αριθμού των κλασμάτων, η οποία είναι, η δόση συνταγή της κορυφής σχέδιο δόση άλλαξε από ένα μισό του αρχικού συνόλου. Η προκύπτουσα βελτιστοποιημένη κάτοψη δόση ήταν το σχέδιο BDC.

Για να δημιουργήσετε ένα σχέδιο ΛΑΧ, οι όγκοι του 105% των συνταγογραφούμενων isodoses όλων των PTVs μετατράπηκαν σε hot-spot δομές, οι οποίες προστέθηκαν ως άνω στόχους, ότι τέθηκαν σε 1-4% χαμηλότερες από τις δόσεις συνταγή. Οι όγκοι των isodose των ≥ 50 Gy σε PRV εγκεφαλικό στέλεχος και την isodose των ≥ 40 Gy σε PRV νωτιαίου μυελού μετατράπηκαν σε hot-spot δομές ως άνω στόχων, που τέθηκαν σε 50 Gy και 40 Gy, αντίστοιχα, για τη μείωση του D

max από αυτούς. Αφαιρώντας τους isodose όγκους συνταγή (PIVs) από το PTVs, οι δομές κρύο επιτόπιων παράχθηκαν και τέθηκαν σε 1% υψηλότερες από τις δόσεις συνταγή. Μετά εκχωρήθηκαν επιπλέον στόχους βελτιστοποίησης, το σχέδιο νέου βελτιστοποιηθεί με 20 κατ ‘ανώτατο όριο επαναλήψεων, και, τέλος, ολοκληρώθηκε το σχέδιο ΛΑΧ.

Όλα τα σχέδια έγιναν από τον ίδιο ιατρός να αποφευχθεί ατομική διακύμανση. Κατανεμημένα πλαίσιο υπολογισμού (DCF) χρησιμοποιήθηκε για την επιτάχυνση τελική διαδικασία υπολογισμού της δόσης. Το σύνολο χρόνοι προγραμματισμό, λαμβάνοντας τις αρχικές στιγμές του σχεδιασμού υπόψη καταγράφηκαν και σύγκριση μεταξύ των σχεδίων ΚΝΣ και των λιγότερο ανεπτυγμένων χωρών. Οι μονάδες της οθόνης (Mus) ανά κλάσμα για κάθε πρόγραμμα συγκρίθηκαν επίσης.

Σχέδιο αξιολόγησης

στατιστικά στοιχεία δόσης-όγκου, isodose διανομές, και αθροιστική ιστογράμματα δόσης-όγκου (DVHs) υπολογίστηκαν και συγκρίθηκαν μεταξύ των τριών τύπων σχεδίων. Επελέγησαν D

2% και D

98% [14], όπως σχεδόν μέγιστη και σχεδόν ελάχιστες δόσεις, αντίστοιχα για το PTV, για την αξιολόγηση των ζεστά και κρύα σημεία. Η ομοιογένεια δόση στόχος μετρήθηκε με δείκτη ομοιογένειας (HI), η οποία ορίζεται από τον παρακάτω τύπο:

Ένας δείκτης συμμόρφωσης (CI) [15], η οποία αντιπροσωπεύει την επικάλυψη μεταξύ του όγκου στόχου (TV) και PIV ήταν χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της συμμόρφωσης δόση στόχο και ορίζεται από τον τύπο κατωτέρω:

η τιμή ΗΙ ήταν μεταξύ 0 και 1, με το 0 να αντιπροσωπεύει την ιδανική ομοιογένεια, ενώ η τιμή CI ήταν μεταξύ 0 και 1, με 1 αντιπροσωπεύει το ιδανικό συμμόρφωσης. Όλες οι δείκτες αξιολόγησης που χρησιμοποιούνται για PTVs και OARs συνοψίζονται στον Πίνακα 2.

Η

Η στατιστική ανάλυση

Για τον προσδιορισμό της στατιστικής σημαντικότητας των διαφορών μεταξύ του ΚΝΣ και πρωτότυπα σχέδια, καθώς και οι διαφορές μεταξύ των σχεδίων BDC και ΛΑΧ, δίπλευρη ζεύγη Wilcoxon τεστ signed-rank πραγματοποιήθηκαν με

σ

-τιμή του & lt? 0,05 θεωρείται σημαντική, με τη χρήση SPSS έκδοση 19 του λογισμικού (SPSS Inc., Chicago, IL, USA).

Αποτελέσματα

Όλα τα σχέδια βελτιώθηκε με τις δύο τεχνικές σχεδιασμού ανταποκριθεί στην απαίτηση ότι το 100% των δόσεων συνταγή καλύπτεται τουλάχιστον το 95% των PTVs με αποδεκτές μέγιστες δόσεις. Οι δόσεις των πιο κουπιά κάτω από τα όρια ανοχής, εκτός από ορισμένες προχωρημένες περιπτώσεις, όπου το D

max του σύστοιχου φακού ή οπτικού νεύρου, καθώς η D

σημαίνουν του σύστοιχου παρωτίδας, της στοματικής κοιλότητας ή του λάρυγγα υπέρβαση της ανοχής δόσης όρια.

στόχος της ομοιογένειας της δόσης και τη συμμόρφωση

Όπως συνοψίζεται στον πίνακα 3, τα σχέδια BDC παρέχεται ανώτερη ομοιογένεια της δόσης-στόχου και της συμμόρφωσης κατά τα άλλα δύο σχέδια. το D

2% των PTVnx στα σχέδια ΚΝΣ ήταν σημαντικά χαμηλότερες από εκείνες των αρχικών και LDC σχέδια (κατά 1,7% και 0,7%, αντίστοιχα), ενώ δεν υπήρχε σημαντική διαφορά για το D

98% του PTVnx. Όσον αφορά το ΗΙ, τα σχέδια BDC ήταν σημαντικά καλύτερες από τα αρχικά σχέδια για PTVnx (κατά 23,8%), PTVnd (κατά 15,1%) και PTV60_only (κατά 13,2%), ενώ τα σχέδια BDC ήταν σημαντικά καλύτερες από το LDC σχεδιάζει μόνο για PTVnx (κατά 10,6%). Όσον αφορά την CI, τα σχέδια BDC ήταν σημαντικά καλύτερες από τις πρωτότυπες και ΛΑΧ σχέδια για PTVnx (κατά 42,2% και 17,6%, αντίστοιχα), PTVnd (από 242,6% και 133,7%, αντίστοιχα) και PTV60 (κατά 3,3% και 1,8 %, αντίστοιχα). Για τους isodose διανομές, σημαντικά λιγότερες hot spots παρατηρήθηκαν στα σχέδια BDC, και οι γραμμές isodose εμφανίστηκαν περισσότερο σύμμορφη με το PTVs (Σχήμα 1). Οι καμπύλες DVH των PTVs ήταν πιο απότομη για την BDC σχέδια, όπου αναφέρονται περισσότερο ομοιογενείς κατανομές δόσης (Σχήμα 2). Το σχήμα 3 δείχνει το μέσο δείκτη ομοιογένειας και ο δείκτης της συμμόρφωσης για τις PTVs εντός των τριών σχεδίων.

Η

Η

OAR φειδωλοί

Όπως φαίνεται στον Πίνακα 4, τα σχέδια BDC έτειναν να καταθέσουν χαμηλότερες δόσεις στις περισσότερες OARs. Σε σύγκριση με τα αρχικά σχέδια, τα σχέδια BDC έδειξαν σημαντικά μικρότερη D

max του νωτιαίου μυελού (κατά 6,3%), PRV νωτιαίου μυελού (κατά 3,3%), του στελέχους (κατά 2,6%), PRV εγκεφαλικού στελέχους (κατά 2,0%) και αριστερά του φακού (κατά 1,2%), καθώς επίσης και σημαντικά χαμηλότερη D

μέση του νωτιαίου μυελού (6,2%), PRV νωτιαίου μυελού (κατά 6,1%), του στελέχους (2,7%), PRV εγκεφαλικού στελέχους (από 2,5 %), του λάρυγγα (κατά 7,3%), της στοματικής κοιλότητας (κατά 3,2%), αριστερά παρωτίδας (κατά 3,8%), δεξιά παρωτίδα (κατά 3,2%) και φυσιολογικό ιστό (κατά 2,1%). Σε σύγκριση με τα σχέδια LDC, τα σχέδια BDC έδειξαν σημαντικά χαμηλότερη D

max του νωτιαίου μυελού (κατά 8,2%), το αριστερό φακό (κατά 1,5%) και το δεξί φακό (κατά 0,6%), καθώς και χαμηλότερα D

μέση του νωτιαίου μυελού (6,6%), PRV νωτιαίου μυελού (6,3%), του στελέχους (κατά 1,3%), PRV εγκεφαλικού στελέχους (κατά 1,3%), του λάρυγγα (κατά 7,4%), της στοματικής κοιλότητας (4,1% ), αριστερά παρωτίδας (κατά 8,5%), δεξιά παρωτίδα (κατά 7,9%) και φυσιολογικό ιστό (κατά 2,1%), αλλά δεν διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές για το D

max του PRV του νωτιαίου μυελού, εγκεφαλικό στέλεχος και PRV εγκεφαλικό στέλεχος. Επιπλέον, δεν υπήρχαν σημαντικές διαφορές σε σχέση με το Δ

max της οπτικό χίασμα και οπτικών νεύρων μεταξύ των τριών σχεδίων. Σχήμα 4 δείχνει τα DVHs των κουπιών μεταξύ των τριών διαφορετικών σχεδίων σε μια αντιπροσωπευτική περίπτωση.

Η

χρόνο Σχεδιασμού και μονάδες Μυ

Όπως φαίνεται στον Πίνακα 5, πήρε 28,0% λιγότερο χρόνο για να ολοκληρωθεί ένα σχέδιο θεραπείας με την τεχνική BDC από ό, τι με την τεχνική ΛΑΧ. Ωστόσο, η μονάδες Μυ των σχεδίων BDC ήταν 4,1% περισσότερο από ό, τι εκείνα των αρχικών σχεδίων, ενώ η μονάδες Μυ των σχεδίων BDC ήταν 1,3% λιγότερα από εκείνα των σχεδίων ΛΑΧ.

Η

Συζήτηση

NPC είναι ένας από τους καρκίνους των οποίων IMRT παίζει σημαντικό ρόλο στη θεραπεία [16,17]. Είναι απαραίτητο να βελτιωθεί η τεχνική του σχεδιασμού για να δώσει πλήρη έκταση τα πλεονεκτήματα της IMRT για NPC, δηλαδή, για να επιτευχθεί καλύτερη ομοιογένεια της δόσης-στόχου, της συμμόρφωσης και την καλύτερη φειδωλοί OAR.

Το πιο προφανές πλεονέκτημα της τεχνικής BDC είναι να βελτιωθεί η ομοιογένεια δόση. Η τεχνική BDC μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ομοιογένεια δόση για όλους τους PTVs σε σύγκριση με τα αρχικά σχέδια, καθώς και για την PTVnx σε σύγκριση με την τεχνική LDC. Η βελτιωμένη ομοιόμορφη κατανομή της δόσης μπορεί να οδηγήσει σε μια πιθανή κλινικό όφελος, επειδή η PTVs του NPC περιέχουν συνήθως τέτοιους ιστούς όπως οι βλεννογόνου και υποβλεννογόνια ιστούς, νεύρα και οστά, η οποία μπορεί να υποστεί επιπλοκές μετά τη λήψη σημαντικά ετερογενή υψηλές δόσεις [18].

Η τεχνική BDC αποδειχθεί καλύτερη συμμόρφωση, η οποία μπορεί να διαθέσουν καλύτερα τον περιβάλλοντα υγιή ιστό. Θα μπορούσε να μειώσει περαιτέρω 1-9% της δόσης που χορηγείται στις περισσότερες των κουπιών συμπεριλαμβανομένου του (PRV) νωτιαίου μυελού, (PRV) του στελέχους, του λάρυγγα, της στοματικής κοιλότητας, παρωτίδων και φυσιολογικό ιστό.

Οι μειώσεις του δόσεις που παραδίδεται στην (PRV) του νωτιαίου μυελού και (PRV) στελέχους αναμενόταν να μειωθούν οι κίνδυνοι της ακτινοβολίας που προκαλείται μυελίτιδα και του στελέχους νέκρωση [19]. Θα μπορούσε να είναι επωφελής για τους ασθενείς NPC με τοπικά υπολειμματική ή επαναλαμβανόμενες ασθένειες, ειδικά όταν απαιτείται εκ νέου ακτινοβολία [3].

Ένα πλεονέκτημα της IMRT για NPC βρίσκεται στην παρωτίδα διατήρηση της λειτουργίας [20,21]. Οι έρευνες πραγματοποιούνται από Hsiung et al [22] και Kwong et al [23], αποκάλυψε τη στενή σχέση μεταξύ της μέσης παρωτίδας δόσης και παρωτίδας λειτουργία. Όπως είναι γνωστό σε όλους, ξηροστομίας που προκαλείται από δυσλειτουργία παρωτίδα μπορεί να συμβάλει στην τερηδόνα, στοματικές λοιμώξεις, ραγάδες, και δυσφαγία και είναι μία από τις πιο διαδεδομένες παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα ζωής των ακτινοθεραπεία μετά ασθενείς [18]. Η μελέτη μας έδειξε ότι η τεχνική BDC μπορούσε να μειώσει την μέση δόση που χορηγείται στους παρωτιδικούς αδένες από περίπου 1-3 Gy χωρίς συμβιβασμούς κάλυψη του όγκου, έτσι μπορεί να μειώσει τη συχνότητα εμφάνισης της ξηροστομίας. Εκτός αυτού, η μέση δόση για λάρυγγας είναι ένα χρήσιμο προγνωστικό για δυσφαγία [24], και η μελέτη μας έδειξε ότι η τεχνική BDC μπορούσε να μειώσει την μέση δόση για λάρυγγα με περίπου 2-3 ​​Gy. Φειδωλοί λάρυγγα σε χαμηλότερα μέση δόση θα μείωνε τον κίνδυνο μεταγενέστερων δυσφαγίας και αναρρόφησης, η οποία μπορεί να επηρεάσει την συμμόρφωση θεραπεία των ασθενών NPC κατά τη διάρκεια ακτινοθεραπείας και είναι ζωτικής σημασίας για την ποιότητα της ζωής των ασθενών με μακροχρόνια επιβίωση [1]. Επιπλέον, η τεχνική BDC θα μπορούσε να μειώσει την μέση δόση για στοματική κοιλότητα με 1-2 Gy και έτσι είναι πιθανώς ευεργετικά για τη μείωση της συχνότητας εμφάνισης της στοματικής βλεννογονίτιδας που προκαλείται από ακτινοθεραπεία [25,26].

Επιπλέον, ο χρόνος σχεδιασμού θα μπορούσε να μειωθεί με την τεχνική ΚΝΣ κατά 28%, πράγμα που σημαίνει ότι η τεχνική ΚΝΣ μπορεί να επιτύχει καλύτερη απόδοση του σχεδιασμού. Η τεχνική ΛΑΧ είναι πάντα χρονοβόρα λόγω των απαιτήσεων των επαναλαμβανόμενων περιγράμματος της θερμής ή ψυχρής σημείο δομές και πολλαπλές διαδικασίες εκ νέου βελτιστοποίησης, ενώ μόνο μία τροποποίηση των παραμέτρων και ένα ή δύο διαδικασίες εκ νέου βελτιστοποίησης απαιτούνται στην τεχνική BDC. Η βελτίωση της αποτελεσματικότητας του σχεδιασμού θα βοηθήσει να μειώσει τις βαριές φόρτο εργασίας ρουτίνας, καθώς και τη μείωση του χρόνου που οι ασθενείς θα πρέπει να περιμένουν για την έναρξη της θεραπείας και, συνεπώς, την ανακούφιση αγωνίες τους.

Συμβατικά, η λειτουργία δόση βάσης χρησιμοποιείται για τη βελτιστοποίηση ένα δεύτερο σχέδιο (κάτοψη δόση), όπως ένα σχέδιο ώθηση, εξετάζοντας παράλληλα το πρώτο σχέδιο (σχέδιο δόση βάση), για να επιτευχθεί ένα βέλτιστο ποσό σχέδιο της βελτιστοποίησης, αλλά όχι στο παραδοτέο μοτίβο με τέλος υπολογίζεται δόση. Ωστόσο, η λειτουργία δόση βάση εφαρμόζεται με ένα νέο τρόπο στην τεχνική BDC, όπου υιοθετείται για να επιτευχθεί ένα βέλτιστο δεύτερο σχέδιο (κάτοψη δόση), αλλά όχι ένα άθροισμα σχέδιο, στο παραδοτέο μοτίβο αλλά όχι στην βελτιστοποίησης. Κατ ‘αρχήν, η λειτουργία της δόσης βάση χρησιμοποιείται για να αντισταθμίσει την OCE. Εάν ένας OCE εισάγει ζεστό /κρύο σημεία στο τέλος υπολογίζεται κατανομή της δόσης για ουσιαστικές ιστούς /κοιλότητες αέρα στο αρχικό σχέδιο (σχέδιο δόση βάση), το δεύτερο σχέδιο (κάτοψη δόση) θα δημιουργήσει κρύα /καυτά σημεία στις αντίστοιχες θέσεις σε ακόμη από τις αρχικές ζεστό /κρύο σημεία, αντίστοιχα. Μετά τον υπολογισμό τελική δόση, από την επίδραση της OCE και πάλι, οι δόσεις κρύα /hot-spot στην βελτιστοποίησης του δεύτερου σχεδίου (πρόγραμμα κορυφή δόση) θα προσεγγίσει των συγκεκριμένων στόχων.

Η OCE προέρχεται από διάφορες κύριες πηγές, όπως περιγράφεται από Dogan κ.ά. [10], συμπεριλαμβανομένων ετερογένεια ιστού, πολλαπλών φύλλων κατευθυντήρα (MLC) της διαφοροποίησης και του αλγορίθμου βελτιστοποίησης. Πιθανές λύσεις στο OCE διερευνήθηκαν σε μια σειρά από έρευνες. Η τεχνική LDC, που περιγράφεται από Süss κ.ά. [12,13], η οποία είναι χρήσιμη για τη μείωση της OCE, είναι μόνο τοπικά αποτελεσματικό στη περιοχή δόσης ελέγχου. Επίσης, είναι μια προσέγγιση «δοκιμής και λάθους» επειδή οι χειροκίνητες ρυθμίσεις που απαιτούνται για πρόσθετους περιορισμούς. Αντιθέτως, η μέθοδος BDC είναι παγκοσμίως αποτελεσματική σε ολόκληρη την περιοχή της θεραπείας και είναι μια συστηματική προσέγγιση. Η τεχνική Direct Aperture Optimization (DAO) [27-29], η οποία αντιπροσωπεύει τη σειρά του παραδοτέου ανοίγματα MLC στην βελτιστοποίησης, μπορεί να εξαλείψει το σφάλμα που προκύπτει από την MLC διαφοροποίηση. Δυστυχώς, αυτή η τεχνική δεν είναι διαθέσιμη σε μη-DAO θεραπεία συστήματα προγραμματισμού, όπως Eclipse έκδοση 10.0, ενώ η τεχνική BDC είναι ευρέως διαθέσιμη, επειδή μια λειτουργία της δόσης βάση ή μια παρόμοια λειτουργία είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό που παρέχονται σε συστήματα σχεδιασμό της θεραπείας. Verbakel et al [30] βελτιστοποιημένη σχέδια IMRT διαιρώντας PTV σε μια περιοχή χαμηλής πυκνότητας με υψηλότερη δόση στόχος ρύθμιση και μια περιοχή σχετικά υψηλής πυκνότητας, με στόχο τη ρύθμιση της κανονικής δόσης. Αυτή η προσέγγιση ελαχιστοποιεί μόνο μία πηγή της OCE, δηλαδή, το σφάλμα που προκύπτει από ετερογένεια ιστού. Γίνεται συγκρότημα όταν εφαρμόζεται σε NPC, η οποία έχει τρεις PTVs. Zacarias και Mill [31] χρησιμοποιούνται επίσης τη λειτουργία δόση βάση για να ξεπεραστεί η OCE. Η προσέγγιση αυτή δεν είναι το ίδιο με τη δική μας, διότι απαιτείται μια πολύπλοκη διαδικασία και το λογισμικό και έτσι αύξησε τα βήματα προγραμματισμού και το χρόνο. Αντίθετα, η τεχνική μας είναι πολύ πιο απλή και πιο πρακτικό για χρήση ρουτίνας.

Ωστόσο, υπάρχει ένας περιορισμός σε αυτή τη μελέτη. Ερευνήσαμε μόνο τις δοσιμετρικές αποτελέσματα της προτεινόμενη τεχνική, και κατά πόσο μπορεί να φέρει πραγματικά οφέλη για τους ασθενείς είναι ακόμα άγνωστη. Τα πραγματικά κλινικά οφέλη θα πρέπει να διερευνηθούν περαιτέρω μελέτες μας.

Συμπέρασμα

Η τεχνική σχεδιασμού BDC δεν βελτιώνει μόνο τη συμμόρφωση δόση και την ομοιογένεια του στόχου, αλλά και ανταλλακτικά πιο OARs. Έτσι, μπορεί να αυξήσει τη θεραπευτική αναλογία της IMRT για ρινοφαρυγγικού καρκίνου. Επιπλέον, προσφέρει καλύτερη απόδοση του σχεδιασμού. Ως εκ τούτου, το εισαγόμενο τεχνική σχεδιασμού BDC συνιστάται για ενσωμάτωση στο συνήθη κλινική πρακτική για τη ραδιοθεραπεία του καρκίνου ρινοφαρυγγικού.