脑胶质瘤放疗计划设计的探索和评价.pdf
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1、3442.脑胶质瘤放疗计划设计的探索和评价王沛沛,等特征及影响预后的相关因素J.临床神经外科杂志,2 0 2 1,18(4):419 423.LIU Z,ZHANG PS,SONG ZM,et al.Clinical characteristics andprognostic factors of primary central nervous system lymphomaJ.Journal of Clinical Neurosurgery,2021,18(4):419-423.13CHAN CC,RUBENSTEIN JL,COUPLAND SE,et al.Primary vit-reo
2、retinal lymphoma:a report from an International Primary Cen-tral Nervous System BATCHELOR 17 Lymphoma CollaborativeGroup symposiumJ.Oncologist,2011,16(11):1589-1599.14葛岩,林兴滔,罗东兰,等.原发性中枢神经系统淋巴瘤6 2 例临床病理学特征及预后J.中华病理学杂志,2 0 19,48(11):861 866.GE Y,LIN XT,LUO DL,et al.Clinical features and treatment out-
3、comes in primary central nervous system lymphoma:a descriptiveanalysis of 62 patients J.Chinese Journal of Hematology,2019,48(11):861 866.15GRAHAM MS,DEANGELIS LM.Improving outcomes in primaryCNS lymphomaJ.Best Pract Res Clin Haematol,2018,31(3):262 269.16FERRERI AJM,CWYNARSKI K,PULCZYNSKI E,et al.W
4、hole放射治疗RadiationTherapy-brain radiotherapy or autologous stem-cell transplantation asconsolidation strategies after high-dose methotrexate-basedchemoimmunotherapy in patients with primary CNS lymphoma:re-sults of the second randomisation of the International ExtranodalLymphoma Study Group-32 phase
5、2 trialJ.Lancet Haematol,2017,4(11):e510-e523.17BROMBERG JEC,ISSA S,BAKUNINA K,et al.Rituximab in pa-tients with primary CNS lymphoma(HOVON 105/ALLG NHL24):a randomised,open-label,phase 3 intergroup study J.Lancet Oncol,2019,20(2):216-228.18YIXIAN GUO.Abstract 1416:Ibrutinib in combination with ritu
6、x-imab and high-dose methotrexate in newly diagnosed primarycentral nervous system lymphoma patients C.2021ASH.19宋嘉,刘惠,沈红利,等.新诊断原发中枢神经系统弥漫大B细胞淋巴瘤49例临床特征及预后分析J.中华血液学杂志,2 0 2 1,42(11):9 17-9 2 2.SONG J,LIU H,SHEN HL,et al.Clinical characteristics andprognosis of 49 newly diagnosed primary central nerv
7、ous systemdiffuse large B-cell lymphoma J.Chinese Journal of Hematolo-gy,2021,42(11):917-922.(编校:谈静)脑胶质瘤放疗计划设计的探索和评价王沛沛,李金凯,李彩虹,曹远东,昌志刚,顾宵寰,狄晓珂,杨焱南京医科大学第一附属医院放射治疗中心,江苏南京2 10 0 2 9【摘要】目的:设计一种通过降低脑胶质瘤瘤床区(GTVtb)剂量均匀性来降低正常脑组织受量的放疗计划,并利用剂量学以及放射生物学指标评价。方法:选取2 0 例脑胶质瘤术后患者放疗用CT图像。处方剂量为计划靶区(PTV)60Gy/30f(2Gy/
8、f),使用容积旋转调强(VMAT)技术分别设计两组计划,一组是常规计划(PTV均匀性控制在处方剂量的95%10 7%之间),另一组适当降低GTVtb剂量均匀性(95%110%之间),分别命名为Vhomo、Vi n h o。在95%体积的PTV满足处方剂量的前提下评价两组计划。利用剂量学指标评价两组计划中靶区和正常脑组织的剂量差异。基于等效均匀剂量(EUD)编写Matlab程序计算正常组织并发症概率(NTCP),评价正常脑组织的放射性损伤概率。利用机器跳数(MU)和计划系统计算的预计出束时间评价计划执行效率。结果:两组计划PTV剂量的D2%、D 98%以及Dmean三项指标均具有显著的统计学差异
9、(P0.001)。Vi n h o 组D2%、D me a n 高于Vhomo组,Vinho组的D98%低于Vhomo组。两组计划PTV的CI均值为0.8 8 0.0 3,无统计学差异;HI均值分别为0.0 8 0.0 1、0.10 0.0 2,具有显著统计学差异(P=O)。Vi n h o 组的正常脑组织受量评价指标Vso、V4o、V2 o 以及Dmean均较低,具有显著统计学差异(P0.001),两组计划的NTCP(5.213.30vs4.792.77)具有统计学差异(P=0.048)。Vi n h o 组计划MU多于Vhomo组,具有显著统计学差异(P=0.001),但并未延长治疗时间,
10、二者的出束时间几乎相同,无统计学差异。结论:对于脑胶质瘤的放疗计划,通过降低靶区均匀性限制,可减少正常脑组织的受量,进而降低患者的放射性毒副反应,可为临床计划设计提供参考。【关键词】脑胶质瘤;容积旋转调强;剂量均匀性;正常组织并发症概率【中图分类号】R730.55【文献标识码】AD0I:10.3969/j.issn.1672-4992.2023.18.020【文章编号】16 7 2 4992(2 0 2 3)18-3442-0 5【收稿日期】2023-02-16【修回日期】2 0 2 3-0 5-0 4【基金项目】国家自然科学基金(编号:8 2 0 0 32 2 8)【作者简介】王沛沛(198
11、 6 一),女,山东济宁人,主管技师,主要从事放疗计划设计、加速器质量保证和控制工作。Ema i l:w a n g p e i p e i 56 50 【通信作者】杨焱(196 6 一),男,江苏南京人,副主任医师,主要从事肿瘤的放射治疗工作。E-mail:y y 17 2 8 1 a l i y u n.c o mModern Oncology 2023,:3442-3446Yan3443MODERNONCOL31.No.18现代肿瘤医学2023年0 9 月第31卷第18 期Exploration and evaluation of the radiothereapyplan for gl
12、iomaWANG Peipei,LI Jinkai,LI Caihong,CAO Yuandong,CHANG Zhigang,GU Xiaohuan,DI Xiaoke,YANGCenter of Radiation Oncology,the First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University,Jiangsu Nanjing 210029,China.AbstractI Objective:To develop a radiotherapy plan to reduce the dose of normal brain by red
13、ucing the dosehomogeneity of the tumor bed(GTVtb)for glioma,and evaluate the plans with dosimetric and radiobiological indica-tors.Methods:Twenty CT image-datasets of glioma patients treated by postoperative radiotherapy were selected.Theprescribed dose of planning target volume(PTV)was 60 Gy/30 f(2
14、 Gy/f),and two groups of plans were designed byvolume-modulated arc therapy(VMAT),one group were conventional plan(the dose homogeneity of PTV was con-trolled between 95%and 107%of prescribed dose),the other group plans were reduced the homogeneity appropriate-ly(the dose distribution homogeneity of
15、 GTVtb was controlled between 95%and 110%of prescribed dose),whichwere named Vhomo and Vinho respectively.The two groups of plans were evaluated under the condition that 95%ofthe volume of PTV met the prescribed dose.The dose differences of target and normal brain were evaluated by dosime-tric param
16、eters.The normal tissue complication probability(NTCP)were calculated by Matlab program based on e-quivalent uniform dose(EUD),which were used to evaluate the probability of radiation damage of normal brain.Theefficiencies of the plan delivery were evaluated by the machine units(MUs)and the estimate
17、d delivery time calculat-ed by the treatment planning system.Results:There were significant differences in D2%,D98%and Dmean of PTV be-tween the two groups(P0.001).Compared to the Vhomo group,the D2%and Dmean of Vinho were higher,and Dos%were lower.The mean conformity index(CI)of PTV were 0.88 0.03
18、in two groups with no significant differences.The mean values of HI were 0.08 0.01 and 0.10 0.02,respectively,with significant statistical differences(P=O).For the normal brain,the Vso,V4o,V2o and Dmean in Vinho group were all lower,showing statistically significantdifferences(P0.001),the NTCP of th
19、e two groups were statistically significant(5.21 3.30 vs 4.79 2.77)(P=0.048).Compared to the Vhomo,there was a significantly increase in MUs of the Vinho(P=0.001),but the de-livery time was not prolonged,with no significant differences.Conclusion:The dose of normal brain can be decreasedby reducing
20、the limitation of the homogeneity of the target for the glioma,thus reducing the radioactive toxicity of pa-tients,which can provide a reference for the planning design of glioma.Key words glioma,VMAT,dose homogeneity,NTCP脑胶质瘤是一种起源于神经外胚层的颅内肿瘤,是最常见的原发性恶性脑肿瘤1-2 。脑胶质瘤的治疗以手术为主,但肿瘤呈浸润性生长,单纯手术无法彻底根除,术后需要辅
21、助放射治疗并联合化疗3。放射性脑损伤是放疗常见的并发症,照射剂量和照射体积与放射性脑坏死及神经认知功能障碍密切相关4,设计放疗计划时应在保证靶区剂量的同时尽量降低正常脑组织受量。ICRU83号报告5 建议,PTV体积的95%满足10 0%的处方剂量,接受10 7%处方剂量的PTV体积不超过2%。即要求靶区剂量相对均匀,然不利因素是受到正常组织剂量限制,靶区内照射剂量难以进一步提升6-8 有研究表明,采用不均匀的剂量设计方案可提高靶区剂量,同时不增加周围重要组织和器官的剂量。然该思路是否适用于脑胶质瘤术后放疗患者尚不明确。因此,本研究的目的是,从物理计划及生物学模型两个方面,对比脑胶质瘤术区剂量
22、均匀性与不均匀计划设计对正常脑组织的受照剂量的影响,以及放疗并发症发生概率。1资料与方法1.1一般资料选择2 0 2 1年11月至2 0 2 2 年0 8 月期间在我院行脑胶质瘤术后放疗的患者2 0 例,其中男性12 例,女性8 例,年龄2 97 8 岁,中位年龄58 岁。患者计划靶区(planningtargetvol-ume,PTV)体积小于50 0 cc。患者均采用仰卧位,头部居中,双手置于体侧,头部热塑膜固定。使用CT模拟定位系统(Si e me n s Se n s a t i o n O p e n,德国)进行扫描,扫描范围从颅顶至环甲膜,扫描层厚0.3cm。CT 图像通过DICO
23、M格式传输至医生工作站(MonacoSimVersion5.1,Elekta,瑞典)。本研究为回顾性研究,经医院伦理委员会批准。1.2靶区勾画及放疗方案靶区勾画:参照患者术前和术后的MRI,由同一位放疗医师勾画靶区及危及器官(organatrisk,OAR)。放疗靶区为术后瘤床区(tumor bed of the gross tumor volume,GTVtb),临床靶区(clinicaltargetvolume,CTV)根据患者的病理类型由GTVtb三维外扩2 3cm并考虑周围的OARs加以修改,PTV由CTV三维外扩0.3cm获得。OARs包括脑、脑干、晶体、视神经、视交叉、叶等。放疗方
24、案:PTV的处方剂量为6 0 Gy/30次,5次/周,要求至少95%的靶区满足处方剂量。尽量降低正常脑组织受量,其中重要组织器官限量为:晶体最大点剂量(Dmax)9Gy,脑干以及视神经、视交叉的Dmax54 Gy。使用三维治疗计划系统(MonacoV5.1,Elekta,瑞典)设计容积旋转调强(v o l u me-mo d u l a t e d a r c t h e r a p y,VM A T)计划,采用医用直线加速器(Axesse,El e k t a,瑞典)6 MV光子线,部分弧往返设计,弧度范围根据靶区位置调整。2 0 例病例分别设计两组计划,对照组(Vhomo)为常规设计(均匀
25、性控制在95%10 7%处方剂量之间),实验组(Vinho)适当降低GTVtb剂量均匀性3444:脑胶质瘤放疗计划设计的探索和评价王沛沛,等(95%110%之间)。相比于Vhomo组,Vinho组仅降低了GTVtb的剂量均匀性限制,其他优化条件和计划参数均相同。1.3计划评价所有计划按照PTV的Vo(6 0 G y 剂量的体积)=95%归一,并由经验丰富的放疗医生审核。利用剂量体积直方图(d o s e-v o l u me h i s t o g r a m,D VH)的剂量学参数和基于等效均匀剂量(equivalentuniformdose,EUD)的生物学模型评价靶区和正常脑组织剂量。1
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