Αφηρημένο

Ιστορικό και Σκοπός

Carbon-ιόντων ακτινοθεραπεία του καρκίνου του προστάτη είναι προκλητική σε ασθενείς με μεταλλικά εμφυτεύματα σε ένα ή και στα δύο ισχία. Προβλήματα μπορεί να παρακαμφθεί με τη χρήση πεδίων σε λοξές γωνίες. Για να αξιολογηθεί η επίδραση της εγκατάστασης και το εύρος των αβεβαιοτήτων που συνοδεύουν τις γωνίες πλάγια τομέα, θα υπολογίζονται ορθού αλλαγές δόση με λοξές γωνίες ορθογώνια πεδίο, χρησιμοποιώντας μια συσκευή με σταθερά πεδία σε 0 ° και 90 ° και ένα περιστρεφόμενο καναπέ ασθενή.

Υλικό και Μέθοδοι

κατανομές δόσης υπολογίστηκαν στα τυποποιημένες γωνίες 0 ° και 90 °, και στη συνέχεια στους 30 ° και 60 °. αβεβαιότητα Ρύθμιση προσομοιώθηκε με αλλαγές από -2 έως +2 mm mm για πεδία στην πρόσθια-οπίσθια, αριστερά-δεξιά, και κρανιακά-ουραία κατευθύνσεις, και δοσολογικές μεταβολές από αβεβαιότητα σειρά υπολογίστηκαν με προστιθέμενη 1 mm Μήκος νερό ισοδύναμου μονοπάτι στην ισόκεντρο στόχο σε κάθε γωνία. Οι κατανομές δόσης ως προς τη μέθοδο παθητικής ακτινοβολία υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο δόση Κ2.

Αποτελέσματα

Οι ορθού όγκοι με 0 °, 30 °, 60 °, και 90 ° γωνίες πεδίου κατά 95% της δόσης συνταγή ήταν 3,4 ± 0,9 εκατοστά

3, 2,8 ± 1,1 εκατοστά

3, 2,2 ± 0,8 εκατοστά

3, και 3,8 ± 1,1 εκατοστά

3, αντίστοιχα. Σε σύγκριση με το 90 ° πεδία, 30 ° και 60 ° τομείς είχε σημαντικά πλεονεκτήματα όσον αφορά την αβεβαιότητα εγκατάσταση και σημαντικά μειονεκτήματα όσον αφορά την αβεβαιότητα φάσμα, αλλά δεν ήταν σημαντικά διαφορετικό από τα setup και το εύρος αβεβαιότητας 90 ° τομέα.

Συμπεράσματα

Η εγκατάσταση και το εύρος των αβεβαιοτήτων που υπολογίζεται στους 30 ° και 60 ° γωνίες πεδίο δεν συνδέθηκαν με μια σημαντική αλλαγή στην πρωκτική δόση σε σχέση με εκείνους στους 90 °

Παράθεση:. Kubota Υ, Kawamura Η, Σακάι Μ, Tsumuraya R, Tashiro Μ, Yusa Κ, et al. (2016) Αλλαγές στην πρωκτική δόση λόγω μεταβολών στη Beam Γωνίες για Αβεβαιότητα Ρύθμιση και Εύρος Αβεβαιότητα σε Carbon-Ion ακτινοθεραπεία για καρκίνο του προστάτη. PLoS ONE 11 (4): e0153894. doi: 10.1371 /journal.pone.0153894

Επιμέλεια: Shian-Ying Σουνγκ, Ταϊπέι Ιατρικό Πανεπιστήμιο, Ταϊβάν

Ελήφθη: 18, Οκτ, 2015? Αποδεκτές: 5 Απρίλη του 2016? Δημοσιεύθηκε: 20 του Απριλίου, 2016

Copyright: © 2016 Kubota 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:. Όλη η δεδομένα είναι εντός του χαρτιού

χρηματοδότηση:.. Οι συγγραφείς δεν έχουν καμία υποστήριξη ή χρηματοδότηση για να αναφέρετε

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

Εισαγωγή

σε σύγκριση με δέσμες φωτονίων, δέσμες σωματιδίων παρέχει ευκρινέστερες κατανομές δόσης, εκμεταλλευόμενοι την κορυφή Bragg και μια απότομη πλάγια ημίφως [1]. Αποφυγή υπερβολικής έκθεσης σε όργανα σε κίνδυνο (OARs) απαιτεί την κατανόηση των επιδράσεων των σφαλμάτων εγκατάστασης και του λάθους εύρος δέσμης.

Στη θεραπεία των σωματιδίων για τον καρκίνο του προστάτη, οι 90 ° οριζόντια πεδία που χρησιμοποιούνται συχνά για τη μείωση του ορθού δόση. Είναι εύκολο να μειώσει τη δόση του ορθού με την ευθυγράμμιση χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι αλλαγές στο συγκεκριμένο εύρος της δέσμης σωματιδίων, επειδή μικρές αλλαγές στο εύρος δεν επηρεάζουν σημαντικά τη δόση. Ωστόσο, οι οριζόντιες πεδία αντενδείκνυται μετά από χειρουργική επέμβαση ισχίου που απασχολούν μεταλλικές πλάκες ή προθέσεων, λόγω της μη προβλεψιμότητας της πορείας της δέσμης μέσα από το μέταλλο και την επιρροή των αντικειμένων. Για παράδειγμα, Jäkel et al. ανέφεραν ότι στην περίπτωση του βολφραμίου και του χάλυβα, μέταλλο μονοπάτι σφάλματα εύρους -5% και -18%, αντίστοιχα, παρατηρήθηκαν, μαζί με 1% σφάλματα εύρους διαδρομή που περιλαμβάνει τα αντικείμενα από τιτάνιο και χάλυβα [2]. Παρά το γεγονός ότι το τεχνούργημα απρόβλεπτο ήταν μικρό, αν το μέταλλο ήταν το φως, τη διαδρομή απρόβλεπτο μέσα από το μέταλλο ήταν μεγάλη. Ως εκ τούτου, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείται 0 ° κατακόρυφα (κάθετα προς την επιφάνεια του σώματος του ασθενούς) ή λοξή πεδία σε αυτές τις περιπτώσεις. Η πλάγια πεδίο μπορεί να έχει διαφορετική ευαισθησία ως προς το οριζόντιο πεδίο σχετικά με ανακρίβειες στο setup του ασθενούς και το εύρος δέσμης? Ωστόσο, η επιρροή της δεν είναι σαφώς καθορισμένες. Tang et al. και Δ.Χριστοδουλέας et al. ανέφεραν μια σύγκριση της κατανομής της δόσης στα πεδία πρόσθιο προσανατολισμό που χρησιμοποιούνται για θεραπεία πρωτονίων? αλλά, δεν θεωρούν τις αβεβαιότητες που εμπλέκονται [3,4]. Inter /εντός κλασματική αλλαγές κίνηση του προστάτη θα μπορούσε να έχει μια επίδραση. Ωστόσο, μόνο οι επιρροές από ανακρίβειες στην εγκατάσταση και δέσμη φάσμα αξιολογήθηκαν σε αυτή τη μελέτη. Παρά το γεγονός ότι υποθέσεις που αφορούν ασθενείς με καρκίνο με μεταλλικά εμφυτεύματα δεν είναι συχνές, είναι σημαντικό να διαπιστωθεί η επίδρασή τους στα πλάγια πεδία, διότι αυτό έχει τη δυνατότητα να μειωθεί η αβεβαιότητα σχετικά με την πρωκτική δόση χρησιμοποιώντας την τρέχουσα θεραπεία.

Η polybinary βαθμονόμησης μέθοδος μεταξύ της αξίας CT πυκνότητας και αποτελεσματική πυκνότητας για ακτινοθεραπεία σωματίδιο έχει ακρίβεια 99% [5,6]. Οι προκύπτουσες δέσμη αβεβαιότητες εύρος προκαλέσει αποκλίσεις δόση η οποία μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα της δόσης στον όγκο κλινική στόχου (ΔΕΤ) και OARs που βρίσκονται κατά μήκος ή κοντά στη διαδρομή της δέσμης. OARs βρίσκεται πλευρικά προς το στόχο μπορεί να εκτίθεται σε υψηλότερες δόσεις, ως αποτέλεσμα σφαλμάτων εγκατάστασης. Παρά το γεγονός ότι έχουν ισχυρή βελτιστοποιήσεις του σχεδιασμού θεραπείας, συμπεριλαμβανομένης της εγκατάστασης και της αβεβαιότητας εύρος για τη θεραπεία πρωτονίων έχουν προταθεί [7,8], οι επιρροές της κατανομής της δόσης ανά γωνία τομέα δεν έχουν ληφθεί υπόψη.

Είμαστε αξιολόγησε την επίδραση της εγκατάστασης και το εύρος αβεβαιότητες σχετικά με την πρωκτική και CTV διανομή δόση λοξών τομέων σε σχέση με ένα οριζόντιο (90 °) σε πεδίο του καρκίνου του προστάτη. Αν και η δόση της κύστης μπορεί επίσης να αλλάζουν για κάθε γωνία πεδίου, η πρωκτική δόση επικεντρώθηκε στη μελέτη μας για την απλοποίηση του προβλήματος, διότι η κύστη είναι απίθανο να είναι ένα κλινικό πρόβλημα.

Υλικά και Μέθοδοι

ασθενείς

Μελετήσαμε αναδρομικά τα δεδομένα των ασθενών με καρκίνο του προστάτη δέκα ηλικίας 59-74 ετών, με μέση ηλικία τα 69,5 χρόνια. Τρεις ασθενείς είχαν ένα τιτάνιο μεταλλικού μοσχεύματος του ισχίου. Αυτά που βρίσκονται στην αριστερή πλευρά σε δύο ασθενείς και στη δεξιά πλευρά σε έναν ασθενή? επτά ασθενείς δεν έχουν ισχίου εμφυτεύματα. Η CTV περιλαμβάνει τον προστάτη και των σπερματοδόχων κυστιδίων εγγύς (SV), και του ορθού όγκος μετράται από εικόνες CT ήταν 18,0 έως 97,2 cm

3 και 48,5 έως 84,7 cm

3 με διάμεση τιμή 36,1 cm

3 και 70,7 εκατοστά

3, αντίστοιχα. Οι πληροφορίες για τον ασθενή, ΔΕΤ, και οι όγκοι του ορθού αναλυτικά στον Πίνακα 1. Η μελέτη αυτή εγκρίθηκε από το Διοικητικό Συμβούλιο Institutional Review στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Γκούνμα (αριθμός έγκρισης: 1310), και τα αρχεία των ασθενών /πληροφορίες ήταν ανώνυμες και αποχαρακτηριστούν πριν από την ανάλυση

CTV παρουσιάζει τα κλινικά όγκο-στόχο, δείχνει μεταλλικό εμφύτευμα το οποίο πλευρά ο ασθενής έχει ή όχι.

η

συσκευές ακτινοβόλησης και το σχεδιασμό της θεραπείας

το Πανεπιστήμιο Γκούνμα Βαρέων ιόντων Ιατρική Center (GHMC) παρέχει θεραπεία άνθρακα-ion [9] χρησιμοποιώντας μια συσκευή βαριά ακτινοβολία ιόντων (Mitsubishi Electric, Τόκιο, Ιαπωνία) με μια μέθοδο παθητικής ακτινοβολίας [10], καθώς και ένα σύστημα σχεδιασμού θεραπείας (TPS) (Xio-Ν, Mitsubishi Electric) . Το πεδίο παθητική ακτινοβολία παρήχθη χρησιμοποιώντας το σκεδαστή και ταλαντεύσεως, και το χωράφι ακτινοβολία συγκεντρώνεται σε το εξωτερικό του PTV χρησιμοποιώντας κατευθυντήρα πολλαπλών φύλλων (MLC). X-ray αξονική τομογραφία (Acquilion LB, αυτοπροωθούμενα, Toshiba Medical Systems, Tochigi, Ιαπωνία) εικόνες αποκτήθηκαν με μη ελικοειδή, 2,0 mm × 4 εξαγορές, η πλήρης λειτουργία της ανασυγκρότησης, και η απόσταση μεταξύ pixel ήταν 1,07 × 1,07 mm. Ο μέσος αριθμός των CT φετών για ασθενείς με καρκίνο του προστάτη ήταν περίπου 140. Xio-Ν ενσωματώνει μια μηχανή δόση για τους υπολογισμούς της δόσης ακτινοθεραπεία δέσμης ιόντων (Κ2-δόσης) [11-14]. Η σχετική βιολογική αποτελεσματικότητα (RBE) συμπεριλήφθηκε στην απορροφώμενη δόση χρησιμοποιώντας μια εξάπλωση-out Bragg αιχμής έννοια [15], και η κλινική δόση, συμπεριλαμβανομένων αυτό ορίστηκε ως Gy (RBE). Αυτή η έννοια RBE ενσωματώθηκε στο Xio-N. Ο όγκος στόχος σχεδιασμού (PTV) για τον καρκίνο του προστάτη δημιουργήθηκε με την προσθήκη του πρόσθιου και πλευρικών περιθωρίων 10 mm, κρανιακά και ουραία περιθώρια 6 mm, και ένα οπίσθιο περιθώριο 5 mm στον ΔΕΤ, αλλά πλευρικά περιθώρια με το εγγύς SV ήταν 10 mm. σχέδια θεραπείας ιόντων άνθρακα παρήχθησαν όπως κάθε PTV καλύφθηκε με 95% της συνιστώμενης δόσης. Στη θεραπεία του καρκίνου του προστάτη, χρησιμοποιήσαμε πέντε τομείς, και ο αριθμός των κλασμάτων για κάθε πεδίο ήταν κανονικά 3, 3, 3, 4, και 3 ή 3, 3, 3, 3, και 4 (16 κλάσματα συνολικά). Έτσι, για ένα κλάσμα, χρησιμοποιήσαμε 3.6 Gy (RBE)?. Και η συνολική δόση 3,6 × 16 = 57,6 Gy (RBE)

Σε αυτή τη μελέτη το σχεδιασμό, τα δύο πρότυπα σύνολα εικόνων CT φαίνεται στο σχήμα 1 χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό της κατανομής της δόσης για να αξιολογηθεί η επίδραση των αποκλίσεων δόση σε κάθε γωνία πεδίο, και να αξιολογήσει τις πραγματικές πεδία που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία. Το πρώτο πρότυπο ήταν επτά CT σύνολα δεδομένων για τους ασθενείς που δεν είχαν εμφυτεύματα, όπως φαίνεται στο σχήμα 1 (Α), και τρία σύνολα δεδομένων CT για ασθενείς με εμφυτεύματα ισχίου, αλλά με την αντίθετη πλευρά του εμφυτεύματος, όπως φαίνεται στο σχήμα 1 (Β). Τέσσερις διαφορετικές γωνίες πεδίου (0 °, 30 °, 60 ° και 90 °) σε κάθε εικόνα που χρησιμοποιήθηκαν, με το καναπέ ασθενής περιστρέφεται ανάλογα? οι παράμετροι δέσμης που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό για κάθε γωνία πεδίου λεπτομερώς στον Πίνακα 2. Το δεύτερο μοτίβο ήταν τρία σύνολα εικόνων CT για τους ασθενείς με εμφυτεύματα, χρησιμοποιώντας λοξή πεδία, όπως παρουσιάζεται στην Εικόνα 1 (C). Οι γωνίες πεδίου που χρησιμοποιείται για Ρ1, Ρ2, και Ρ3 στο σχεδιασμό της θεραπείας ήταν 60 °, 67,8 °, και -35 °, αντίστοιχα. Μία δόση συνταγή σε όλα τα πεδία κατεύθυνσης παρουσιάζεται στην Εικόνα 1 (Α), 1 (Β) και 1 (Γ) ρυθμίστηκε σε 10,8 Gy (RBE), που αντιστοιχούν σε τρία κλάσματα ανά πεδίο.

βέλη δείχνουν οι κατευθύνσεις πορείας, μπλε περιοχές δείχνουν την CTV, και κόκκινες περιοχές δείχνουν το μεταλλικό εμφύτευμα. (Α) Διάγραμμα ενός ασθενούς χωρίς εμφύτευμα και μια ακτίνα που μπορεί να εισέλθει από την αριστερή (αρνητική γωνία, γκρι βέλη) ή δεξιά (θετική γωνία, λευκά βέλη). (Β) Διάγραμμα ενός ασθενούς με ένα εμφύτευμα ισχίου, που δείχνει τις κατευθύνσεις πεδίο από 0 °, 30 °, 60 °, και 90 °. (Γ) Διάγραμμα ενός ασθενούς με ένα εμφύτευμα ισχίου, που δείχνει το λοξό πεδίο αποφεύγοντας το εμφύτευμα. κατευθύνσεις (δ) Πεδίο από -90 ° έως 90 °? 90 ° αντιπροσωπεύει αριστερά οριζόντια και -90 ° αντιπροσωπεύει σωστά οριζόντια.

Η

Δημιουργία αβεβαιότητα εγκατάστασης

Στην τοποθέτηση του ασθενούς, τόσο ορθογώνια (μετωπικοί και πλευρικοί) εικόνες ακτίνων Χ και ψηφιακά ανακατασκευάστηκε ακτινογραφίες από CT εικόνες που χρησιμοποιούνται, με τις οστικές δομές για ορόσημα [16]. Χρησιμοποιήσαμε μια ανοχή εγκατάσταση 2-mm [17]. Η λειτουργία QA του TPS χρησιμοποιήθηκε για να αξιολογήσει τα αποτελέσματα της αβεβαιότητας εγκατάστασης, τον υπολογισμό των κατανομών δόσης μετά τη μετακίνηση του κέντρου πεδίο από -2 χιλιοστά έως 2 mm σε πρόσθια-οπίσθια (ΑΡ), αριστερά-δεξιά (LR), και κρανιο ουραίο (CC) κατευθύνσεις. Οι υπολογισμοί της δόσης για την αξιολόγηση της αβεβαιότητας ρύθμισης διεξήχθησαν σε τέσσερις γωνίες πεδίου για επτά ασθενείς, όπως φαίνεται στο σχήμα 1 (Α), σε τέσσερις γωνίες πεδίου για τρεις ασθενείς, όπως φαίνεται στο σχήμα 1 (Β), και σε κάθε γωνία πεδίο για τρεις ασθενών, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1 (C).

Δημιουργία αβεβαιότητα φάσμα

τα διακοπή αναλογίες δύναμη των όγκων σχεδιασμού υπολογίστηκαν με τη μέθοδο polybinary βαθμονόμησης χρησιμοποιώντας τη μέτρηση CT πυκνότητας /διακοπή αναλογία ισχύος [ ,,,0],5,6]. Η δόση που χρησιμοποιείται Κ2 του λόγου για τον υπολογισμό της δόσης. Με δεδομένη την ακρίβεια το 99% αυτής της μεθόδου, θα αξιολογηθεί το εύρος αβεβαιότητας, χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση: (1) όπου

R

Το σώμα είναι η αλλαγή στην πορεία μέσα από το σώμα του ασθενούς υπολογίζεται από την αβεβαιότητα φάσμα, και

R

Beam είναι η αλλαγή στη διαδρομή της δέσμης του άνθρακα ταξιδεύει πριν από το χτύπημα της επιφάνειας του σώματος του ασθενούς. Σε αυτή τη μελέτη σχεδιασμού,

R

Body ορίστηκε σε 2% του νερού που ισοδυναμεί μήκος της διαδρομής από την επιφάνεια του ασθενούς στο ισόκεντρο (IC) και

R

Δοκός ήταν ορίζεται σε 1 mm από τις προδιαγραφές του επιταχυντή μας. Οι κατανομές δόσης με την αβεβαιότητα σειρά υπολογίστηκαν εκ νέου με την αλλαγή των παραμέτρων του μετατοπιστή εύρους (RSF) σε τέσσερις γωνίες πεδίου για επτά ασθενείς, όπως φαίνεται στο σχήμα 1 (Α), σε τέσσερις γωνίες πεδίου για τρεις ασθενείς, όπως φαίνεται στο σχήμα 1 (Β ), και σε κάθε γωνία πεδίο για τρεις ασθενείς, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1 (C).

Εκτίμηση της εγκατάστασης και το εύρος των αβεβαιοτήτων

Ρύθμιση και το εύρος των αβεβαιοτήτων προσομοιώθηκαν με ταυτόχρονη αλλαγή του κέντρου τομέα ( κατά μήκος της κατεύθυνσης χειρότερη περίπτωση στο AP, LR, και CC κατευθύνσεις) και RSF παραμέτρους για να κατασκευάσει ένα χειρότερο σενάριο? κατανομές δόση τους υπολογίστηκαν σε τέσσερις γωνίες πεδίου για επτά ασθενείς, όπως φαίνεται στο σχήμα 1 (Α), σε τέσσερις γωνίες πεδίου για τρεις ασθενείς, όπως φαίνεται στο σχήμα 1 (Β), και σε κάθε γωνία πεδίο για τρεις ασθενείς, όπως φαίνεται στο σχήμα 1 (ΝΤΟ). Μια υπολογιζόμενη περίπτωση χωρίς να ληφθεί υπόψη εγκατάσταση και σειρά αβεβαιότητες ορίστηκε ως μια κανονική περίπτωση, η υψηλότερη μέση δόση του ορθού ορίστηκε ως η χειρότερη περίπτωση, και η χαμηλότερη μέση δόση του ορθού ορίστηκε ως η καλύτερη περίπτωση σε κάθε συνδυασμό το στήσιμο και αβεβαιότητες φάσμα.

Αξιολόγηση μέθοδο

Για να αξιολογηθεί η επίδραση των αποκλίσεων της δόσης λόγω των αβεβαιοτήτων που επικρατούν σε κάθε γωνία πεδίου, χρησιμοποιήσαμε μια αναλογία μέση αύξηση της δόσης

R

Inc ορίζεται ως (2) όπου

D

σημαίνει,

Ν

είναι η μέση ορθού δόση στην κανονική σενάριο, και

D

σημαίνει,

W

είναι η μέση ορθού δόση στην χειρότερη περίπτωση.

Επιπλέον, για την αξιολόγηση των όγκων του ορθού δόσης ως αποτέλεσμα της αβεβαιότητας σε κάθε γωνία πεδίου, χρησιμοποιήσαμε ορθού 10, 50 και το 95% του όγκου σχετικά με τη δόση συνταγή (ορίζεται ως V

10, V

50, και V

95) στις κανονικές, καλύτερες και χειρότερες περιπτώσεις για κάθε γωνία πεδίου.

η

R

αποτελέσματα Inc για την αβεβαιότητα εγκατάσταση και για την αβεβαιότητα φάσμα αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας το τεστ Wilcoxon, και τα δύο από το

R

αποτελέσματα Inc για την εγκατάσταση και το εύρος αβεβαιότητας και τα αποτελέσματα των όγκων του ορθού δόση στην κανονική περίπτωση, αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας το τεστ ομαλότητα Shapiro-Wilk για να προσδιοριστεί εάν τα δεδομένα κανονικά κατανεμημένα, και με τη χρήση πολλαπλών τεστ Dunnett. Το επίπεδο στατιστικής σημαντικότητας στο Wilcoxon και του Dunnett πολλαπλές δοκιμές ορίστηκε σε 5%.

Αποτελέσματα

Η κατανομή δόση μία περίπτωση με ένα δεξί ισχίο εμφύτευμα φαίνεται στο Σχ 2. Για το σκοπό αυτό θεραπεία των ασθενών ήταν ως εξής: τρία κλάσματα χρησιμοποιώντας κάθετες πεδία, τρία κλάσματα χρησιμοποιώντας οριζόντια πεδία από τα αριστερά, δύο κλάσματα χρησιμοποιώντας -67,8 ° πεδία από τα δεξιά, πέντε κλάσματα χρησιμοποιώντας οριζόντια πεδία ώθηση από τα αριστερά, και δύο κλάσματα χρησιμοποιώντας -67,8 ° ώθηση πεδία από τα δεξιά. Όλες οι δόσεις ήταν 3,6 Gy (RBE) ανά κλάσμα.

Η επάνω σειρά εμφανίζει εικόνες CT και η κάτω σειρά δείχνει CT εικόνες μαζί με την κατανομή της δόσης. Αριστερή στήλη εμφανίζει αξονική εικόνες, μεσαία στήλη δείχνει οβελιαίο εικόνες, και δεξιά στήλη δείχνει στεφανιαίες εικόνες. Κόκκινες γραμμές δείχνουν το μεταλλικό εμφύτευμα μετά την αντικατάσταση ισχίου. Πράσινη γραμμή δείχνει προστάτη, ελαφρά κίτρινη γραμμή δείχνει PTV, μοβ γραμμή δείχνει ορθού, και μοβ γραμμή δείχνει την ουροδόχο κύστη.

Η

κατανομές δόσης για τέσσερις γωνίες πεδίου σε έναν ασθενή χωρίς εμφυτεύματος φαίνονται στο σχήμα 3.

R

Inc γραφήματα από τις αβεβαιότητες για δέκα ασθενείς παρουσιάζονται στο Σχήμα 4.

τα στοιχεία για έναν ασθενή χωρίς ένα μεταλλικό εμφύτευμα, για τέσσερις γωνίες πεδίου: (α) 0 ° πεδίο , (β) 30 ° πεδίο, (γ) 60 ° πεδίο, και (δ) 90 ° πεδίο. Πράσινη γραμμή δείχνει προστάτη, ελαφρά κίτρινη γραμμή δείχνει PTV, και μοβ γραμμή δείχνει ορθού. (I) τη διανομή της δόσης στην κανονική περίπτωση. (Ii) κίτρινη γραμμή δείχνει την isodose γραμμή 95% για τη δόση συνταγή στην κανονική περίπτωση, μπλε γραμμή δείχνει την isodose γραμμή 95% της δόσης συνταγή στη χειρότερη περίπτωση, και κόκκινη γραμμή δείχνει την isodose γραμμή 95% της δόσης συνταγή στην καλύτερη περίπτωση.

η

(α) είναι η αυξανόμενη αναλογία από την αβεβαιότητα εγκατάσταση στην πρόσθια-οπίσθια (ΑΡ), αριστερά-δεξιά (LR), και κρανιακή-ουραίου (CC) κατευθύνσεις, (β ) είναι ο λόγος από την αβεβαιότητα φάσμα, και (γ) είναι η αναλογία από τα setup και το εύρος αβεβαιότητας. Οι μπάρες σφάλματος αντιπροσωπεύουν τις τυπικές αποκλίσεις για 10 ασθενείς. * Στο (α) και (β) δείχνουν

σ

& lt? 0.05 χρησιμοποιώντας το τεστ Wilcoxon, και * στην (γ) δείχνει

σ

& lt? 0,05 με τη χρήση πολλαπλών τεστ Dunnett.

Η

Δόση όγκο ιστόγραμμα (DVH) γραφήματα για την πρωκτική δόση και το CTV από την εγκατάσταση και το εύρος αβεβαιότητας για δέκα ασθενείς, και γραφήματα DVH σε τρεις περιπτώσεις ασθενών με εμφυτεύματα ισχίου (Εικ 1 (Γ)) δείχνονται στο σχήμα 5? V

10, V

50, και V

95 σε κανονικούς, καλύτερα, και χειρότερες περιπτώσεις για κάθε γωνία πεδίου παρουσιάζονται στον Πίνακα 3. Στις κανονικές περιπτώσεις (Ρ1, Ρ2, και Ρ3) με το εμφύτευμα (Σχήμα 1 (Γ)), η V

10 ήταν 16,2 εκατοστά

3, 18,4 εκατοστά

3, και 25,7 εκατοστά

3, αντίστοιχα? το αντίστοιχο V

50 ήταν 5,5 εκατοστά

3, 8,2 εκατοστά

3, και 7,1 εκατοστά

3, αντίστοιχα, και το αντίστοιχο V

95 ήταν 1,4 εκατοστά

3, 2,6 εκατοστά

3, και 3,6 εκατοστά

3, αντίστοιχα. Επιπλέον,

R

Inc από τις αβεβαιότητες εγκατάστασης και το εύρος για Ρ1, Ρ2, και Ρ3 με το εμφύτευμα παρουσιάζεται στην Εικόνα 1 (C) ήταν 25%, 33,1%, και 24,1%, αντίστοιχα.

οι κόκκινες γραμμές είναι τα DVHs της δόσης ΔΕΤ εμφανίζεται ως σχετικός όγκος (%) και μπλε γραμμές DVHs του ορθού δόσης εμφανίζεται ως απόλυτος όγκος (cm

3). (I) Δέκα ασθενείς σε κάθε γωνία δέσμης. Οι γαλάζιο ράβδοι σφάλματος αντιπροσωπεύουν τις τυπικές αποκλίσεις για 10 ασθενείς. (Ii) (e) είναι ασθενής 1 με ένα πεδίο 60 °. (Στ) είναι ασθενής 2 με ένα πεδίο 68 °. (Ζ) είναι ασθενής 3 με ένα -35 ° πεδίο. Οι ασθενείς σε (ε), (στ) και (ζ) να έχουν εμφυτεύματα ισχίου και όλα τα πεδία αποφύγει τα εμφυτεύματα. Οι συνεχείς γραμμές δείχνουν κανονικές περιπτώσεις, και οι διακεκομμένες γραμμές δείχνουν τις καλύτερες ή χειρότερες περιπτώσεις για την εγκατάσταση και το εύρος των αβεβαιοτήτων.

Η

Οι τιμές είναι ο μέσος όρος και τυπική απόκλιση για 10 ασθενείς.

Η

Συζήτηση

Οι επιρροές της γωνίες πεδίου για πρωκτική δόση

το προφίλ δόση του τομέα 0 ° επηρεάζεται από το βάθος και την κατεύθυνση του πεδίου, το προφίλ δόση των 90 ° πεδίο επηρεάζεται από την πλευρική κατεύθυνση του πεδίου, και το προφίλ δόση των 30 ° και 60 ° πεδία επηρεάζονται τόσο από το βάθος και τις πλευρικές διευθύνσεις. Λαμβάνοντας υπόψη τις 0 ° πεδία, το ορθό πίσω από το PTV, επηρεάζεται από την άπω δόση πτώση-off του απλωμένη κορυφή Bragg. Ως εκ τούτου, V

10 από το 0 ° πεδίο ήταν σημαντικά μεγαλύτερη από V

10 από τις γωνίες πεδίου 90 ° φαίνονται στον Πίνακα 3, λόγω της άπω ουράς. Με τους 90 ° πεδία, του ορθού, πλευρικά προς το PTV για το μάτι του πεδίου, επηρεάζεται από την κάτω πλευρική δόση ημίφως. Τα 30 ° και 60 ° πεδία να αυξήσει τη δόση έως το ορθό και από τα δύο αποτελέσματα. Ως εκ τούτου, η V

50 από το πεδίο 90 ° είναι σημαντικά μεγαλύτερη από την V

50 από τις άλλες γωνίες πεδίου φαίνονται στον Πίνακα 3, λόγω της πλευρικής δόσης ημίφως. Επιπλέον, η V

95 από το πεδίο 90 ° είναι μεγαλύτερο από το V

95 από το άλλο πεδίο γωνίες λεπτομερώς στον Πίνακα 3, επειδή το πεδίο 90 ° δεν μπορεί να παραμορφωθεί σε ένα επανεισόδου μορφή PTV επί της δοκού μονοπάτι μέσα. Ωστόσο, δεν υπήρχαν σημαντικές διαφορές από την 90 ° πεδίο στους 0 ° και 30 ° πεδία, αλλά υπήρχε μία σημαντική διαφορά μεταξύ των πεδίων 90 ° και 60 °. Rucinski et al. ανέφερε ότι η V

70 και V

90 στον 90 ° τομέα ήταν αντίστοιχα 12,2 ± 4,7 εκατοστά

3 και 5,9 ± 2,6 εκατοστά

3 για δοκούς του άνθρακα [18], και Weber et al. ανέφερε το V

50 Gy σε 90 ° τομέα ήταν 19,3 ± 3,1% για δεσμών πρωτονίων [19]. Τα αποτελέσματά μας στον τομέα 90 ° ήταν παρόμοια.

Tang et al. ανέφεραν τις ορθού αλλαγές όγκου από τη δόση συνταγή σε 0 °, 30 °, και 90 ° πεδία για δεσμών πρωτονίων [3]. Kraft και Bassler et al. ανέφεραν ότι η πλευρική ημίφως των δοκών του άνθρακα είναι μεγαλύτερη από την πλευρική ημίφως των δοκών πρωτονίων, και ότι τα περιφερικά δόσεις ουρά των δοκών του άνθρακα είναι υψηλότερα από τα άπω δόσεις ουρά των δοκών πρωτονίων [1, 20]. Χρησιμοποιώντας αυτά τα αποτελέσματα, V

10, V

50 και V 95 σε κάθε γωνία πεδίου θεωρούνται

. Σε σύγκριση με το V

10 για τις δοκούς του άνθρακα, V

10 στον τομέα 90 ° για τις δοκούς πρωτονίων είναι υψηλότερη από V

10 σε 0 ° και 30 ° πεδία. Η αιτία υποτίθεται ότι είναι ότι το περιφερικό ουρά των δοκών πρωτονίων είναι μικρότερη από την ουρά της δοκού άνθρακα. Τόσο το V

50 και V

95 στον τομέα 90 ° για τις δοκούς πρωτονίων είναι χαμηλότερα από τον V

50 και V

95 στις 0 ° και 30 ° πεδία, παρόμοιο με το γεγονός ότι τόσο η V

50 και V

95 στον τομέα 90 ° για τις δοκούς άνθρακα είναι χαμηλότερα από τον V

50 και V

95 στις 0 ° και 30 ° τομείς? Ωστόσο, οι διαφορές για τις δοκούς πρωτονίων είναι μεγαλύτερες από τις διαφορές για τις δοκούς του άνθρακα. Οι αιτίες υποτίθεται ότι είναι ότι η πλευρική ημίφως για τις δοκούς πρωτονίων είναι μεγαλύτερη από την ημίφως για τις δοκούς του άνθρακα, και η πλευρική ημίφως για τις δοκούς πρωτονίων στις δοκούς πεδίο αποτελέσματα 90 ° στην αύξηση V

50 και V

95.

Η επίδραση της χωριστής εγκατάστασης ή το εύρος των αβεβαιοτήτων σχετικά με πρωκτική δόση

Θεωρώντας

R

Inc από την αβεβαιότητα εγκατάστασης παρουσιάζονται στο Σχήμα 4,

Ε

Inc προς την κατεύθυνση AP για ένα πεδίο 90 ° είναι σημαντικά υψηλότερο από ό, τι ο λόγος για 0 ​​°, 30 ° ή 60 °, και

R

Inc στο LR και κατευθύνσεις CC είναι χαμηλότερη από την αναλογία προς την κατεύθυνση AP για 60 ° και 90 ° γωνίες πεδίου. Αυτά τα ευρήματα δείχνουν ότι το πεδίο 90 ° είναι ασύμφορη για την αβεβαιότητα setup, και στη χειρότερη περίπτωση για την αβεβαιότητα ρύθμισης της γωνίας 90 ° τομέα θα μπορούσε να αφορά μόνον το σφάλμα ρύθμισης στην κατεύθυνση CC. Επιπλέον,

R

Inc στις 90 ° από την αβεβαιότητα εύρος είναι σημαντικά χαμηλότερη από την αναλογία σε 0 °, 30 ° και 60 °. Αυτό δείχνει ότι το πεδίο 90 ° είναι συμφέρουσα όσον αφορά την αβεβαιότητα φάσμα.

Η επίδραση της ταυτόχρονης εγκατάστασης και το εύρος των αβεβαιοτήτων σχετικά με πρωκτική δόση

Λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση των δύο αβεβαιοτήτων εγκατάσταση και ποικιλία στο σχήμα 4,

R

Inc στους 90 ° δεν δείχνει στατιστικά σημαντική διαφορά από την αναλογία για 30 ° ή 60 °. Ωστόσο, το πεδίο 0 ° ήταν σημαντικά χαμηλότερη από ό, τι ο λόγος για 90 °. Αυτό υποδηλώνει ότι οι 0 ° τομείς που επηρεάζονται λιγότερο από την αβεβαιότητα από τα πεδία σε διαφορετικές γωνίες. Εν τω μεταξύ, υπάρχουν ορισμένες διαφορές για τις μορφές μεταξύ DVHs? Ωστόσο, πρωκτική αυξήσεις της δόσης για τους 30 ° και 60 ° πεδία ήταν σχεδόν η ίδια με την αύξηση της δόσης για το πεδίο 90 °. Ως εκ τούτου, οι λοξές πεδία μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια αφού ελέγξει την κατανομή της δόσης και DVH. Ειδικότερα, η V

95 σχετικά με την χειρότερη περίπτωση για όλες τις γωνίες ήταν παρόμοια? Ωστόσο, ο V

50 ήταν 0 ° & lt? 30 ° & lt? 60 ° & lt? 90 °, και το V

10 ήταν 0 ° ≈30 ° & gt? 60 ° & gt? 90 ° (Πίνακας 3). Ως εκ τούτου, το πεδίο 0 ° μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μειωθεί η μέση δόση για το ορθό, το πεδίο 90 ° μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μειωθεί η χαμηλή δόση έως το ορθό, και οι λοξές πεδία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μειωθεί η μέση δόση και χαμηλή δόση κατά μέσο όρο. Επιπλέον, η ευαισθησία της εφαρμοζόμενης διαδικασίας ακτινοβόλησης στα εγκατάστασης και το εύρος αβεβαιότητας είναι σημαντικά περιορισμένη, επειδή οι τυπικές αποκλίσεις των V

10, V

50, και V

95 ήταν χαμηλά.

Ωστόσο, σε σχεδιασμό της θεραπείας, ρυθμίζοντας το πρωκτική δόση επιτυγχάνεται ως εξής: για το πεδίο της 0 ° με μεταβολή της bolus? για το πεδίο 90 ° με μεταβολή της MLC? και για τα πεδία 30 ° και 60 ° με την αλλαγή δύο. Ως εκ τούτου, ο προγραμματισμός για τις 30 ° και 60 ° πεδία είναι πιο περίπλοκη από ό, τι για τους 0 ° και 90 ° πεδία.

Στην παρούσα μελέτη, οι αλλαγές δόση από το πρόγραμμα εγκατάστασης και το εύρος των αβεβαιοτήτων αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας αυτό το απλό ρεαλιστικό μοντέλο , και η δόση της κύστης δεν αξιολογήθηκε. Αν και η δόση κύστη δεν είναι ένα κλινικό πρόβλημα, οι αλλαγές στη χωρητικότητα της κύστης θα πρέπει να σημειωθεί επειδή είναι ευαίσθητα στις μεταβολές εύρους δέσμης. Ισχύει όχι μόνο για τη μέθοδο παθητικής ακτινοβολία, αλλά και για μια δραστική μέθοδο ακτινοβόλησης. Ήταν χρήσιμη για την κλινική θεραπεία? Ωστόσο, εμείς δεν παράγοντας σε αλλαγές στη δοσολογία κατά τη διάρκεια ή μεταξύ των κλασμάτων [21-23]. Αν υποθέσουμε ότι οι αλλαγές θέσης σχετικά με ενδο προστάτη /μεταξύ κίνησης κλάσμα συμβάλει στην αβεβαιότητα setup, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε την αβεβαιότητα ρύθμιση για το λοξό τομέα και του οριζόντιου πεδίου αναλόγως. Ωστόσο, στο μέλλον μια πιο εκτεταμένη μελέτη θα είναι αναγκαία, διότι τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης ήταν περιορισμένες σε μερικές περιπτώσεις ασθενών και η μελέτη πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας μια συγκεκριμένη διαδικασία σχεδιασμού της θεραπείας.

Η επιρροή από τη δόση CTV από ταυτόχρονη εγκατάσταση και σειρά αβεβαιότητες

δεν υπήρχε καμία επίδραση στη δόση για την CTV από την εγκατάσταση και το εύρος αβεβαιότητας. Θέτουμε περιθώρια PTV στον ΔΕΤ σε κάθε κατεύθυνση, όπως περιγράφεται στο τμήμα Υλικά και Μέθοδοι. Για παράδειγμα, το περιθώριο οπίσθια δεν προστατεύουν από το εύρος των αβεβαιοτήτων, όταν εφαρμόζεται η οριζόντια τομέα, αλλά το κάνει για την κάθετη πεδίο. Αντίθετα, το περιθώριο οπίσθια δεν προστατεύει από τις αβεβαιότητες εγκατάστασης όταν εφαρμόζεται το κάθετο πεδίο, αλλά το κάνει για την οριζόντια τομέα. Λαμβάνοντας υπόψη τους διάφορους παράγοντες, τα περιθώρια σε όλες τις κατευθύνσεις για την CTV είναι αναγκαία για τη διασφάλιση επαρκούς κάλυψης CTV. Επιπλέον, η κάλυψη CTV θα είναι εγγυημένη, όταν οι ζητούμενες περιθώρια PTV υπερβαίνει ευρέως τις αλλαγές στο AP, LR, και τις κατευθύνσεις CC.

Η αξιολόγηση των λοξών πεδία αποφεύγοντας τα εμφυτεύματα

Οι μορφές DVH δείχνεται στο πάνελ (ε) και (στ) στο σχήμα 5 (ii) είναι παρόμοια με τη μορφή του DVH μέσο όρο 60 ° που φαίνεται στο πλαίσιο (γ) σε σχήμα 5 (i)? η μορφή DVH φαίνεται στο πάνελ (g) σε σχήμα 5 (ii) είναι παρόμοια με τη μορφή του DVH μέσο όρο 30 ° στο Σχ 5 (B) (i). Επιπλέον, σε σύγκριση με το V

10, V

50, και V

95 για παρόμοιες γωνίες πεδίου 30 ° (35,4 ± 7,8 cm

3, 6,7 ± 1,3 cm

3, και 2,8 ± 1,1 εκατοστά

3, αντίστοιχα) ή 60 ° (26,1 ± 5,2 εκατοστά

3, 8,3 ± 1,3 εκατοστά

3, και 2,2 ± 0,8 εκατοστά

3, αντίστοιχα), η V

10, V

50, και V

95 για Ρ1, Ρ2, και Ρ3 (16,2 cm

3, 5,5 cm

3, και 1,4 cm

3, αντίστοιχα για Ρ1? 18,4 εκατοστά

3, 8,2 εκατοστά

3, και 2,6 εκατοστά

3, αντίστοιχα, για P2? και 25,7 εκατοστά

3, 7,1 εκατοστά

3, και 3,6 εκατοστά

3, αντίστοιχα, για P3) ήταν παρόμοια ή χαμηλότερα, όπως παρουσιάζεται στον πίνακα 3. Επιπλέον,

R

τιμές Inc από τις εγκατάστασης και το εύρος των αβεβαιοτήτων ήταν παρόμοια, όπως φαίνεται στο Σχ 4. Συνεπώς, αυτό αποδεικνύει ότι λοξή πεδία αποφεύγοντας το εμφύτευμα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια με τον ίδιο τρόπο από την πλευρά της μη-εμφυτεύματος. Στο σχεδιασμό της θεραπείας, οι λοξές πεδία χρησιμοποιήθηκαν για να αποφευχθεί η μεταλλικό εμφύτευμα παραμένοντας όσο πιο κοντά προς την οριζόντια όσο το δυνατόν. Οι λοξές πεδία ήταν τόσο καλό όσο τα οριζόντια πεδία σε σχέση με τις αβεβαιότητες. Ωστόσο, η κάθετη πεδία μπορεί να είναι καλύτερη από πλάγια και οριζόντια πεδία, όπως φαίνεται στο σχήμα 4.

Συμπέρασμα

Οι επιρροές της εγκατάστασης και το εύρος των αβεβαιοτήτων σχετικά με τις αποκλίσεις της δόσης σε κάθετες, οριζόντιες και πλάγιες πεδία αξιολογήθηκαν σε αυτή τη μελέτη. Για τη βασική επίδραση στην πρωκτική δόση, διαπιστώθηκε ότι η κάθετη πεδίο θα μπορούσε να μειώσει τη μέση δόση στο ορθόν, ο οριζόντιος πεδίο θα μπορούσε να μειώσει την χαμηλή δόση έως το ορθό, και οι λοξές πεδία θα μπορούσαν να μειώσουν τη μέση δόση και χαμηλή δόση μετρίως σε σχέση με τα άλλα πεδία. Επιπλέον, οι αποκλίσεις του ορθού δόση από τις αβεβαιότητες σε λοξή πεδία δεν έδειξε σημαντική διαφορά από εκείνα των οριζόντιων τομείς? Διαπιστώθηκε ότι λοξή πεδία αποφεύγοντας μεταλλικά εμφυτεύματα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια επειδή οι αποκλίσεις δεν αυξήθηκαν με γωνίες ολοένα λοξό πεδίο. Η δόση στην CTV διατηρήθηκε πάνω από όλα obliquities.

Επειδή έχουν ισχυρή μέθοδοι βελτιστοποίησης για τη διόρθωση των αβεβαιοτήτων έχουν αναπτυχθεί στην ένταση διαμορφωμένο ακτινοθεραπεία [24,25], οι παρόμοιες μεθόδους που απαιτούνται στη θεραπεία της δέσμης σωματιδίων. Ελπίζουμε ότι τα ευρήματά μας είναι η αρχή αυτής της διαδικασίας.

Ευχαριστίες

Οι συγγραφείς θα ήθελα να ευχαριστήσω το προσωπικό της GHMC και την Accelerator Engineering Corporation, Chiba, Ιαπωνία. Οι συγγραφείς θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τον Δρ Anette Houweling για πολλές χρήσιμες συζητήσεις.