肿瘤防治科普平台

淋巴瘤质子治疗的现状(一):淋巴瘤的质子治疗技术

2020/2/7 作者:质子中国

所属类型

其他癌症

质子中国头部图片.jpg

淋巴瘤是全球最常见的血液恶性肿瘤,联合放化疗对于多数淋巴瘤患者来说是一线治疗方式,70%~80%的患者在治疗后拥有较长的生存期,但大量患者在治疗多年后会出现治疗相关的毒性反应。危及器官(尤其是心脏、肺和乳腺)受到的多余照射剂量在治疗后数十年内可能导致心血管事件和继发恶性肿瘤发生风险升高,因此,尽量减小危及器官的照射剂量对于避免发生长期并发症至关重要。质子治疗由于其独特的物理学特性,能够更好地保护危及器官并减少毒性反应,尤其对于接受纵隔照射的患者来说。


日前,来自意大利都灵大学、丹麦哥本哈根大学以及美国新泽西Rutgers癌症中心的研究人员回顾了质子治疗的物理学特性及其在淋巴瘤治疗中的应用基础,介绍了现有的临床数据,讨论了限制质子治疗应用的潜在不确定性,并总结了比较质子治疗与光子放疗晚期并发症发生风险的剂量学研究。原文发表于《OncoTargets and Therapy》杂志上。

质子治疗淋巴瘤01-专业网站.jpg


淋巴瘤的质子治疗技术


质子治疗的个体化治疗计划制定依赖于患者特异性因素等多种因素,包括年龄、性别、既往治疗、肿瘤部位、基线合并症以及PET/CT扫描等的结果。当前累及部位放疗(ISRT)计划需要功能成像(通常在放疗/化疗前)的图像融合以明确原发受累部位。


对于纵隔受累的患者来说,通常应用4D CT明确呼吸运动以及合适的内靶区体积(ITV)边界。深呼吸屏气(DIBH)技术可用于减轻纵隔的呼吸运动,缩小纵隔靶区体积,减小肺和心脏的照射剂量。研究显示,如果临床上能够实施,质子治疗结合DIBH技术可将邻近器官的剂量降至最低(与光子放疗相比)。目前,临床上的质子治疗技术包括被动散射技术以及笔形束扫描(PBS)技术。


被动散射技术

淋巴瘤被动散射治疗计划的目标是在降低整体剂量的同时对靶区进行足够剂量的照射,通常应用双散射技术(DS),但靶区的相对体积和异质性增加了双散射技术的实施难度。双散射技术的局限性包括:照射野面积(最大)、靶区近端无剂量适形性、靶区远端适形性欠佳(与点扫描相比)。双散射技术的优势是针对患者及靶区运动不确定性,与笔形束扫描相比可增加治疗计划的鲁棒性。应用适当的照射边界及模糊计算(smearing)技术,被动散射治疗计划在束流路径上对运动及密度变化相对不敏感。


被动散射治疗计划通常将临床靶区(CTV)或ITV作为束流靶区。很多治疗计划系统可增加照射边界以应对质子射程的不确定性,多家中心应用与“α%射程+β mm”相似的方程应对固有的射程不确定性(α与剂量计算中的不确定性相关)。这种照射边界包含了多种因素,包括质子相对阻止本领转换因素、束流输送的可重复性、治疗计划系统调试的准确性以及补偿器的设计。射程补偿器的模糊计算弥补了摆位误差对质子射程的影响。此外,计划靶区(PTV)或CTV针对摆位误差设定了外侧半影的准直器边界。适当的边界可确保在束流方向及垂直于束流的方向上达到足够的靶区覆盖。应用多个照射野,而非单一照射野,能够减小由相对生物学效应(RBE)及扩展布拉格峰导致的潜在不确定性。

质子治疗淋巴瘤02-双散射和弧形容积调强.jpg

应用深吸气屏气技术的双散射质子治疗(左)与容积弧形调强光子放疗(右)治疗计划比较。

 

与光子放疗相似,治疗计划评估主要基于靶区覆盖目标、危及器官剂量限制以及治疗计划质量指数,如总体剂量及剂量适形性。通常,治疗计划可达到理想的CTV覆盖,但对PTV覆盖的要求有助于进行光子与质子治疗计划的比较。值得注意的是,根据每日等中心点和照射野的数量,治疗时间可能为30~90分钟不等。


以下介绍了质子双散射技术的治疗计划:

(a) 3D适形治疗

人工作业,正向计划

(b) CTV和正常结构的勾画与光子放疗相同。

(c) 对于静态几何体,治疗计划的靶区是CTV;当治疗范围受呼吸运动影响时,需要应用4D-CT生成包含CTV运动的ITV。

(d) 对于外侧束流整形(shaping),针对摆位不确定性和分次间解剖结构变化的边界外扩应用于CTV/ITV。

(e) 患者特异性束流准直器在CTV/ITV外侧达到剂量适形,半影边界为1~10 mm。针对每个束流的射程补偿器在CTV/ITV远端实现剂量适形。应用模糊计算技术应对由于束流路径上密度改变导致的质子射程变化。

(f) 此外,在束流方向上,CTV/ITV增加了远端和近端边界,以应对上述质子射程不确定性。

(g) 在目前的散射技术实践中,针对每个束流制定CTV/ITV边界:

PTV增加了外侧半影的准直器边界,并针对摆位误差设定了边界外扩。

远端和近端边界依赖于靶区远端和近端的深度,这是“束流特异性计划靶区”。

(h) 束流选择及方向依赖于每例患者特有的疾病部位分布。

(i) 无论何时,针对纵隔靶区,均应选择前照射野或后照射野,而非同时选择两者。

质子治疗淋巴瘤03-双散射和弧形容积调强-自由吸气.jpg

自由呼吸时双散射质子治疗(左)与容积弧形调强光子放疗(右)治疗计划比较。

 

笔形束扫描(PBS)

PBS技术相较于双散射技术具有剂量学优势,尤其对于不规则形状的靶区,在危及器官周围的适形性更优。当靶区体积随深度变化较大以及靶区跨越大面积照射野时,PBS技术非常实用。因此,PBS通过均匀覆盖不规则和非相连靶区并更好保护危及器官,解决了双散射技术的多种治疗计划制定难题。PBS技术可通过1~2个照射野实现3D适形照射,无需定制多个补偿器和准直器,减少人工操作过程。


PBS照射野比双散射照射野更大,因此容易针对较大体积的靶区制定计划。如上所述,如果应用双散射技术照射大体积靶区,需要设定匹配照射野(matched field) (应用不同的准直器和补偿器),但常常导致剂量热点或冷点的出现。此外,PBS的“开束”时间往往长于双散射技术,导致更难实施深吸气屏气。PBS技术对皮肤的保护作用优于双散射技术,因此无需担心皮肤表面的重叠束流。例如,PBS可根据靶区的深度进行束流适形,因此具有保护皮肤的作用。在双散射系统中,质子束只能针对靶区的深部形状适形,影响了浅表靶区的皮肤保护作用。每个PBS束流独立于其他束流,提高了鲁棒性。需要注意的是,上述两种技术的边界均无法应对治疗过程中不可预期的、不常见的变化,例如疾病进展、胸腔积液、肺炎(或肺实变)或体重减轻。


总体上说,所有的质子治疗技术均旨在最大限度地提高疗效并减少治疗并发症,并且医护人员应遵循最新的ILROG质子治疗指南。详情请见质子中国往期报道《最新版成人纵隔淋巴瘤质子治疗指南发布》。因此,强烈建议医疗机构在治疗前开展质子治疗与光子放疗的治疗计划比较,以明确质子治疗的获益。事实上,质子治疗相较于光子放疗的潜在获益很大程度上受肿瘤扩散的影响。例如,位于前纵隔下端的肿瘤往往能够获益于质子治疗。对于可治愈的年轻患者来说,质子治疗具有明显的剂量学及临床获益。

质子治疗淋巴瘤04-辐射对心脏影像.jpg

靶区位于心脏前方时,质子治疗对心脏的保护作用。(A)矢状观;(B)轴面观。

 

小编接下来将为大家带来目前淋巴瘤质子治疗的临床数据、潜在不确定性以及质子治疗与光子放疗晚期并发症发生风险的剂量学比较。更多精彩,敬请期待。


参考文献:Umberto Ricardi, Maja V Maraldo, Mario Levis, et al. Proton Therapy For Lymphomas:Current State Of The Art. OncoTargets Ther,12,8033-8046.

doi:10.2147/OTT.S220730.


0

关键词

质子治疗淋巴瘤 淋巴瘤质子放疗 质子放疗淋巴瘤 淋巴瘤放疗质子

010-59575756

| 关于我们 | 网站地图 | 问题反馈 |

联系电话:010-59575756

版权所有©美中嘉和®.保留所有权利,沪ICP备 18018102号

沪公网安备 31010102004936号

关注微信公众号
关注微博