Дозиметричне оцінювання 10-MV FFF, використаного у SBRT для пухлин легень
Анотація
Мета: Метою цього дослідження було проведення порівняльного та дозиметричного аналізу трьох різних методів променевої терапії, які використовуються в стереотаксичній променевій терапії легенів (SBRT), тривимірній конформній променевій терапії (3DCRT), променевій терапії з модуляцією інтенсивності (IMRT) та об’ємно-модульованій дуговій терапії (VMAT) з використанням пучка фотонів 10 МВ без фільтра (FFF). Матеріали та методи. У цьому дослідженні з метою планування лікування використовували зображення гуманоїдного фантома за допомогою комп’ютерної томографії (КТ). Великі об’єми пухлини (GTVs), окреслені як у центральному, так і в периферичному положеннях легень. Визначення планових цільових об’ємів (PTV) передбачало додавання запасу в 0,5 см до загального об’єму пухлини (GTV). Тривимірна конформна променева терапія (3DCRT), інтенсивно-модульована променева терапія (IMRT) і об’ємно-модульована дугова терапія (VMAT), створені з використанням 10-мегавольтного (MV) вирівнюючого пучка фотонів без фільтра (FFF). Розрахунок дозування для всіх планів виконується за допомогою анізотропного аналітичного алгоритму (ААА). Результати: IMRT і VMAT мали кращу конформацію дози PTV, ніж 3DCRT як для центральних, так і для периферичних мішеней. Відповідність PTV покращилася у VMAT порівняно з IMRT, а значення CI були прийнятними для планів VMAT, IMRT і 3DCRT. Плани VMAT мали дещо кращий ДІ, ніж IMRT, з кращими результатами в PTV периферичних легенів порівняно з центральними PTV. VMAT та IMRT кращі для лікування HDV та D2cm, з нижчим HDV для периферичних пухлин легень. Як 3DCRT, так і IMRT покращили результати для PTV периферичних легенів, тоді як VMAT був кращим для центральних PTV легенів. Перший виявився кращим з менш низькими дозами в легенях і покращив результати D2cm. Плани 3DCRT продемонстрували вищу точність розподілу дози, ніж плани VMAT та IMRT, з вищими середніми значеннями ГІ. VMAT і IMRT мали вищі HI, Dmax і D2%, ніж 3DCRT. Плани VMAT порівняно з планами IMRT, з подібними значеннями HI для центральних легеневих PTV. VMAT краще заощаджує ОАР, ніж інші методи, але дози V20 і V30 у легенях були нижчими з 3DCRT. VMAT збільшує легеневу дозу, але OAR залишається нижче порогових значень. Висновок: дослідження виявило, що всі три методики лікування можуть забезпечити плани SBRT, які відповідають обмеженням дози RTOG. Однак VMAT є кращою стратегією лікування, ніж IMRT і 3DCRT, як для периферичних, так і для центральних легеневих PTV, заснованих на дозиметричних показниках, таких як CI, D2cm, HI і HDV. Дослідження показало, що 3DCRT покращує дозиметричні показники, особливо градієнтний індекс (GI), більше, ніж VMAT. Незважаючи на потребу в більшій кількості моніторів (MU) у планах VMAT, час лікування скоротився завдяки вищій швидкості гентрі та вищим потужністю дози (2400 сГр/хв) через вільну енергію фільтра.
Завантаження
Посилання
A. Tajaldeen, P. Ramachandran, S. Alghamdi, and M. Geso, “On the use of AAA and AcurosXB algorithms for three different stereotactic ablative body radiotherapy (SABR) techniques: Volumetric modulated arc therapy (VMAT), intensity modulated radiation therapy (IMRT) and 3D conformal radiotherapy (3D-CRT),” Reports of Practical Oncology and Radiotherapy, 24(4), 399-408 (2019). https://doi.org/10.1016/j.rpor.2019.02.008
K.M. Prezzano, S.J. Ma, G.M. Hermann, C.I. Rivers, J.A. Gomez-Suescun, and A.K. Singh, “Stereotactic body radiation therapy for non-small cell lung cancer: A review,” World journal of clinical oncology, 10(1), 14 (2019). https://doi.org/10.5306%2Fwjco.v10.i1.14
H. Onishi, H. Shirato, Y. Nagata, M. Hiraoka, M. Fujino, K. Gomi, K. Karasawa, et al., “Stereotactic body radiotherapy (SBRT) for operable stage I non–small-cell lung cancer: can SBRT be comparable to surgery?” International Journal of Radiation Oncology* Biology* Physics, 81(5) 1352-1358 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2009.07.1751
M.R. Folkert, and R.D. Timmerman, “Stereotactic ablative body radiosurgery (SABR) or Stereotactic body radiation therapy (SBRT),” Advanced drug delivery reviews, 109, 3-14 (2017). https://doi.org/10.1016/j.addr.2016.11.005
S.D. Sharma, “Unflattened photon beams from the standard flattening filter free accelerators for radiotherapy: Advantages, limitations and challenges,” Journal of Medical Physics/Association of Medical Physicists of India 36(3), 123-125 (2011). https://journals.scholarsportal.info/details/09716203/v36i0003/123_upbftsfralac.xml
. Paul, B. Krauss, R. Banckwitz, W. Maentele, R.W. Bauer, and T.J. Vogl, “Relationships of clinical protocols and reconstruction kernels with image quality and radiation dose in a 128 slice CT scanner: study with an anthropomorphic and water phantom,” European journal of radiology, 81(5), e699-e703 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2011.01.078
S. Dwivedi, S. Kansal, J. Shukla, A. Bharati, and V.K. Dangwal, “Dosimetric evaluation of different planning techniques based on flattening filter-free beams for central and peripheral lung stereotactic body radiotherapy,” Biomedical Physics & Engineering Express, 7(6), 065037 (2021). https://doi.org/10.1088/2057-1976/ac2f0d
H. Mabhouti, M.Sc. thesis, “The comparison of peripheral dose in stereotactic brain irradiation with the use of different treatment techniques,” İstanbul Medipol Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, 2017.
W. Zia, M.Sc. thesis, “Dosimetric Comparison of Three-Dimensional Conformal Radiation Therapy (3d-Crt), Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) and Volumetric Modulated Arc Therapy (Vmat) for Distal Esophageal Cancer Treated with External Radiation,” McMaster University, Ontario, Canada, 2022.
G.A. Ezzell, J.M. Galvin, D. Low, J.R. Palta, I. Rosen, M.B. Sharpe, P. Xia, et al., “Guidance document on delivery, treatment planning, and clinical implementation of IMRT: report of the IMRT Subcommittee of the AAPM Radiation Therapy Committee,” Medical physics, 30(8), 2089-2115 (2003). https://doi.org/10.1118/1.1591194
S. Webb, Intensity-modulated radiation therapy, (CRC Press, 2015).
B.S. Laughlin, M. Golafshar, M. Prince, W. Liu, C.J. Kutyreff, S.K. Ahmed, T.Z. Vern Gross, et al., “Dosimetric comparison between proton beam therapy, intensity modulated radiation therapy, and 3D conformal therapy for soft tissue extremity sarcoma,” Acta Oncologica, 62(5), 473-479 (2023). https://doi.org/10.1080/0284186X.2023.2209267
S. Bi, R. Zhu, and Z. Dai, “Dosimetric and radiobiological comparison of simultaneous integrated boost radiotherapy for early-stage right side breast cancer between three techniques: IMRT, hybrid IMRT and hybrid VMAT,” Radiation Oncology, 17(1), 60 (2022). https://doi.org/10.1186/s13014-022-02009-2
S.O. Hunte, C.H. Clark, N. Zyuzikov, and A. Nisbet, “Volumetric modulated arc therapy (VMAT): a review of clinical outcomes-what is the clinical evidence for the most effective implementation?” The British Journal of Radiology, 95(1136), 20201289 (2022). https://doi.org/10.1259/bjr.20201289
T.-N. Wei, H.-L. Yeh, J.-F. Lin, and C.-C. Hung, “The clinical outcome of postoperative radiotherapy using hybrid planning technique in left breast cancer after breast‐conserving surgery,” Cancer Medicine, 12(5), 5364-5371 (2023). https://doi.org/10.1002/cam4.5358
I. I. Olaciregui-Ruiz, B. Vivas-Maiques, S. van der Velden, M.E. Nowee, B. Mijnheer, and A. Mans, “Automatic dosimetric verification of online adapted plans on the Unity MR-Linac using 3D EPID dosimetry,” Radiotherapy and Oncology, 157, 241-246 (2021). https://doi.org/10.1016/j.radonc.2021.01.037
D. Desai, G. Narayanasamy, M. Bimali, I. Cordrey, H. Elasmar, S. Srinivasan, and E.L. Johnson, “Cleaning the dose falloff in lung SBRT plan,” Journal of Applied Clinical Medical Physics, 22(1), 100 108 (2021). https://doi.org/10.1002/acm2.13113
G.M.M. Videtic, C. Hu, A.K. Singh, J.Y. Chang, W. Parker, K.R. Olivier, and S.E. Schild, “A randomized phase 2 study comparing 2 stereotactic body radiation therapy schedules for medically inoperable patients with stage I peripheral non-small cell lung cancer: NRG Oncology RTOG 0915 (NCCTG N0927),” International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics, 93(4), 757-764 (2015). https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2015.07.2260
“The International Commission on Radiation Units and Measurements,” Journal of the International Commission on Radiation Units and Measurements, 10(2), 5-6 (2010). https://doi.org/10.1093/jicru/ndq025
I. Paddick, and B. Lippitz, “A simple dose gradient measurement tool to complement the conformity index,” Journal of neurosurgery, 105(Issue Supplement), 194-201 (2006). https://doi.org/10.3171/sup.2006.105.7.194
Авторське право (c) 2023 М.І. Соліман, В.М. Аттья, К.М. Ельшахат
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
