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生物学指导的放疗系统通过避开关键器官改善放射治疗

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发布:2021-01-11 09:53:33    

 

RefleXion正在开发一种结合了PET数据的生物学指导的放射治疗(BgRT)系统。尚未获得美国FDA 510(k)批准的BgRT技术,将这些数据与直线加速器同步,以亚秒级的延迟将辐射引导至肿瘤。(来源:RefleXion Medical)

希望之城国家医疗中心放射肿瘤学研究小组的一项研究表明,一种新型的生物学指导的放射治疗(BgRT)系统可以通过向目标肿瘤提供高剂量的药物,同时避开关键器官来改善放射治疗。该团队模拟了鼻咽癌(NPC)患者的调强放疗(IMRT)治疗,将BgRT计划与医院其他IMRT递送技术的计划进行了比较。

研究人员为BgRT系统创建了治疗计划,并将其与10例曾在医院接受过治疗的NPC患者的螺旋断层扫描(HT)和体积调制电弧治疗(VMAT)计划进行了比较。他们假设BgRT系统的独特递送模式可以实现出色的光束调制,从而可以通过降低对关键器官的剂量来提高治疗率。他们指出,即使不利用新系统的PET引导功能,这种针对NPC患者的治疗也可能会提供与质子治疗相当的好处,由于质子治疗中心数量有限,因此并非所有人都可以获得。

所述原型处理系统,由开发反射医疗,结合了紧凑的6MV线性加速器,并用环形机架和集成了PET子系统提供实时肿瘤跟踪一个16层CT。龙门架具有60 rpm的连续旋转速度,其旋转速度比HT机器快得多。它的64叶多叶准直器(MLC)每秒转换100次,以实现与直线加速器脉冲频率的同步对准。在辐射传输过程中,系统的沙发床保持在固定位置,在每个沙发床位置执行多次机架旋转,并且在光束关闭时以2.1毫米的步长前进。

 
RefleXion生物学指导的放射治疗系统的分解图。(来源:RefleXion Medical)

在审查了患者的原始HT治疗计划后,该团队制定了VMAT和BgRT计划。主要调查春晖汉产生的所有的BgRT系统,该系统进行了优化多次,以达到最佳的剂量均匀所有的规划目标卷(PTVS),同时充分节约重要器官的雏形IMRT计划。然后,研究人员将使用剂量参数的所有治疗计划与PTV和高危器官(OAR)进行了比较。他们在医学剂量学中报告了他们的发现。

Han和同事报告说,这三种方式的计划具有与主要PTV相当的剂量覆盖率,平均剂量和剂量异质性。在原型BgRT计划中,对OAR进行检查的七个平均剂量参数中的六个低于HT或VMAT计划。原型计划中的左右腮腺平均剂量分别比HT计划中的平均低10.5 Gy(35.5%)和10.4 Gy(34.9%),分别为5.1 Gy(21.1%)和5.2 Gy(21.1)他们写道:”)分别低于VMAT计划中的百分比。”

但是,针对原型BgRT系统的IMRT计划对非主要目标具有更高的剂量异质性。韩告诉《物理世界》,其临床影响尚有争议,可能因案例而异。他解释说:“与非主要靶点的剂量增加相比,减少对关键器官的剂量通常更为重要和可取。” “如果非主要目标与某些关键器官重叠,并且增加剂量会影响关键器官的备用,那么增加对非主要目标的剂量将是一个更大的问题。”

BgRT系统的治疗时间更长,平均为11.4±1.2分钟,而HT为8.3分钟,VMAT为3.4分钟。韩认为,这将对常规临床放疗产生有限的影响。他指出:“患者通常在开始治疗之前会接受3D成像扫描和图像引导的定位校正。” “由于该BgRT系统具有专用的千伏CT系统,具有快速的机架旋转速度,因此与在螺旋断层扫描装置上进行相同长度的MVCT扫描相比,预处理扫描时间要短两到三倍。”

研究人员指出,NPC的放疗治疗计划在计划优化中提出了独特的挑战,因为许多关键器官都接近目标量。这样,NPC可以用作评估传递系统强度调制功能的基准。他们写道:“通过原型计划提高关键器官的剂量可能会对患者的生活质量产生重大的临床影响,例如将唾液刺激产生的风险降至最低。”

Han和同事们已经研究了BgRT原型系统已有好几年了。他们目前正在进行一项正在进行的临床前研究,以探索其在治疗各种部位转移中的用途。他们还对包括PET数据在内的历史患者影像数据进行回顾性评估,以评估使用BgRT系统的PET功能的可行性和临床益处。

辛西娅·基恩(Cynthia E Keen)是自由撰稿人,专门研究与医学和医疗保健相关的创新

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