Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân tích dựa trên sinh học phóng xạ về ảnh hưởng của chuyển động hô hấp và phương pháp DIR đối với các kế hoạch điều trị ung thư phổi
Tóm tắt
Mục đích của nghiên cứu này là điều tra ảnh hưởng của chuyển động hô hấp đến chất lượng trị liệu bức xạ cho bệnh nhân ung thư phổi, nghiên cứu tác động của việc di chuyển thể tích u và thay đổi giải phẫu (do chuyển động hô hấp) lên sự phân bố liều thông qua phân tích sinh học phóng xạ, và cuối cùng, xem xét ảnh hưởng của phương pháp đăng ký hình ảnh biến hình (DIR) đến tích lũy liều 4D. Nghiên cứu dựa trên bộ hình ảnh CT 4D và kế hoạch điều trị của mười bệnh nhân ung thư phổi. Đối với mỗi bệnh nhân, liều thực tế được giao được ước tính thông qua việc phát triển kế hoạch "4D", được tạo ra bằng cách áp dụng kế hoạch chiếu trung bình cường độ (AIP) CT trên mười giai đoạn hô hấp của bộ dữ liệu CT 4D. Bên cạnh đó, kế hoạch "4D tối ưu" cũng được tạo ra, dựa trên các kế hoạch tối ưu của từng giai đoạn CT 4D, sử dụng cùng thiết lập chùm tia và mục tiêu như cho kế hoạch 4D AIP. Các trọng số bằng nhau đã được sử dụng cho các giai đoạn khác nhau, và đối với cả trường hợp 4D và 4D tối ưu, các kế hoạch giai đoạn riêng lẻ đã được xuất từ hệ thống lập kế hoạch điều trị (TPS) sang Velocity AI, nơi các phân bố liều được cộng dồn sử dụng DIR cùng với phương pháp nhiều lần biến hình mở rộng (EXDMP) và nhiều lần biến hình (DMP). Một phân tích sinh học phóng xạ đã được thực hiện dựa trên các tham số sinh học phóng xạ của các cơ quan có nguy cơ (OARs) và thể tích mục tiêu lập kế hoạch (PTV). Sử dụng chỉ số xác suất kiểm soát u không có biến chứng (P
+) , những khác biệt không thể bỏ qua về P
+ đã được quan sát giữa các phân bố liều 4D và 4D tối ưu cũng như giữa các phân bố liều được tạo ra bằng các phương pháp DIR khác nhau. Các giá trị P
+ tối ưu dao động từ 9,4 đến 98,8 % cho trường hợp 4D và từ 17,1 đến 99,1 % cho trường hợp 4D tối ưu. Các giá trị P
+ lâm sàng dao động từ 4,3 đến 81,4 % cho trường hợp 4D sử dụng phương pháp EXDMP và từ 4,3 đến 81,5 % cho phương pháp DMP. Những khác biệt này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng thuật toán DIR phù hợp và ảnh hưởng của nó đến sự phân bố liều cuối cùng. Các phân tích sinh học phóng xạ và liều lượng đã cho thấy tầm quan trọng của việc xem xét chuyển động hô hấp trong quá trình lập kế hoạch điều trị, đặc biệt rõ ràng đối với các khối u nhỏ và các khối u có phạm vi chuyển động lớn. Ngoài ra, tầm quan trọng của việc chọn phương pháp DIR phù hợp cũng được xác định là rất lớn, vì nó có thể dẫn đến những khác biệt lớn trong phân bố liều 4D đã tích lũy.
Từ khóa
#Chuyển động hô hấp #Bức xạ phóng xạ #Phương pháp DIR #Lập kế hoạch điều trị #Ung thư phổiTài liệu tham khảo
Underberg RWM, Lagerwaard FJ, Cuijpers JP, Slotman BJ, van Sörnsen de Koste JR, Senan S (2004) Four-dimensional CT scans for treatment planning in stereotactic radiotherapy for stage I lung cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 60:1283–1290. doi:10.1016/j.ijrobp.2004.07.665
Liu HH, Balter P, Tutt T, Choi B, Zhang J, Wang C, et al. (2007) Assessing respiration-induced tumor motion and internal target volume using four-dimensional computed tomography for radiotherapy of lung cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 68:531–540. doi:10.1016/j.ijrobp.2006.12.066
Lujan AE, Larsen EW, Balter JM, Haken RKT (1999) A method for incorporating organ motion due to breathing into 3D dose calculations. Med Phys 26(5):715–720. doi:10.1118/1.598577
Rietzel E, Liu AK, Doppke KP, et al. (2006) Design of 4D treatment planning target volumes. Int J Radiat Oncol Biol Phys 66(1):287–295. doi:10.1016/j.ijrobp.2006.05.024
Nakamura M, Narita Y, Matsuo Y, et al. (2008) Geometrical differences in target volumes between slow CT and 4D CT imaging in stereotactic body radiotherapy for lung tumors in the upper and middle lobe. Med Phys 35(9):4142–4148
Underberg RWM, Lagerwaard FJ, Slotman BJ, Cuijpers JP, Senan S (2005) Use of maximum intensity projections (MIP) for target volume generation in 4DCT scans for lung cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 63(1):253–260. doi:10.1016/j.ijrobp.2005.05.045
Mavroidis P, Lind BK, Brahme A (2001) Biologically effective uniform dose (D) for specification, report and comparison of dose response relations and treatment plans. Phys Med Biol 46:2607–2630
Källman P, Lind BK, Brahme A (1992) An algorithm for maximizing the probability of complication-free tumor control in radiation therapy. Phys Med Biol 37(4):871–890
Ågren, A-K (1995) Quantification of the response of heterogeneous tumors and organized normal tissues to fractionated radiotherapy. Ph.D.Thesis. Stockholm University
Emami B, Lyman J, Brown A, et al. (1991) Tolerance of normal tissue to therapeutic irradiation. Int J Radiat Oncol Biol Phys 21(1):109–122
Su F-C, Mavroidis P, Shi C, Ferreira BC, Papanikolaou N (2010) A graphic user interface toolkit for specification, report and comparison of dose-response relations and treatment plans using the biologically effective uniform dose. Comput Methods Prog Biomed 100:69–78. doi:10.1016/j.cmpb.2010.02.003
Mavroidis P, Shi C, Plataniotis GA, Delichas MG, Costa Ferreira B, Rodriguez S, et al. (2011) Comparison of the helical tomotherapy against the multileaf collimator-based intensity-modulated radiotherapy and 3D conformal radiation modalities in lung cancer radiotherapy. Br J Radiol 84:161–172. doi:10.1259/bjr/89275085