چکیده
هدف: ارزیابی مزایا و اشکالات بالقوه ی دزیمتری پرتوهای فوتونی (تعدیل شده یا نه)، پرتوهای الکترونی (EB)، و پرتوهای پروتونی به عنوان یک بوست برای بستر تومور در سرطان پستان عمیق در مرحله ی اولیه.
مواد و روش ها: طراحی CTs های 14 زن مبتلا به تومور عمیق (یعنی بیشتر از 4 سانتی متر عمق) انتخاب شد. حجم هدف بالینی (CTV) به صورت منطقه ی تحریف ساختاری که با گیره های جراحی احاطه می شود تعریف شده بود. حجم طراحی درمانی (PTV)، CTV به اضافه ی 1 سانتی متر حاشیه بود. یک دزی از فرکشن های 16 GY در 2GY از پیش تعیین شده بود. ارگان های در معرض ریسک (OARs) شامل قلب، ریه-ها، پستان ها و یک بخش پوستی با ضخامت 5 میلی متر روی سطح پستان بودند. ماتریکس های دوز - حجم برای تعیین کیفیت و کمیت طرح های درمانی همزمان تعیین شده بودند که پوشش و حفظ OAR را ارزیابی می کردند. تکنیک های درمانی زیر مورد ارزیابی قرار گرفتند: پرتوهای فوتونی با کانفورمال 3 بعدی استاتیک، dynamic arc (DCA)، پرتودرمانی با شدت تعدیل شده ی (IMPT)گانتری استاتیک یا RapidArc (RA)؛ یک EB تک کانفورمال و پرتوهای پروتونی تعدیل شده با شدت (IMPT). هدف این طراحی، پوشش 100% همه ی CTV های بزرگتر مساوی 95% دوز از پیش تعیین شده و به حداقل رساندن حجم درون CTV که 107% از دوز را دریافت می کنند، می باشد.
نتایج: همه ی تکنیک ها به جز DCA و EB به هدف طراحی برای CTV دست پیدا کرده بودند که یک ناهمگنی در محدوده ی 2% تا 11% داشت. RA بهترین انطباق را نشان داد، و EB بدترین مورد بود. پستان و ریه ی سمت مقابل توسط همه ی تکنیک ها، با میانگین دوزهای کمتر از Gy 0.5 (برای پروتون ها، صفر) حفظ شده بود. ریه ی همان سمت بدن، یک میانگین دوز کمتر از 10% را از آن چیزی که قبلا با پرتوهای فوتونی تعیین شده بود و کمتر از 2% را از آن چیزی که با IMPT تعیین شده بود، دریافت می کرد که با EB تا 17% افزایش پیدا می کرد. قلب، در تومورهای پستان سمت چپ، نیز بالاترین دوز را با EB دریافت کردند. پوست به بهترین شکل با RA و با یک میانگین دوز Gy 5.4 و V15=2.4% حفاظت شده بود.
نتیجه گیری ها: بوستینگ بستر تومور در سرطان پستان مراحل اولیه با پرتوهای پروتونی یا فوتونی بهینه شده ممکن است به EB، به ویژه برای اهداف عمیق، ترجیح داده شود. اثر حفظ دوز در OARهای مشخص (یعنی، پستان، ریه و قلب و سطح پوست موجود در همان سمت بدن)، ممکن است یک کاهش ریسک سمیت بالقوه ی درازمدت را ممکن سازد. DCA یا RA همچنین ممکن است به عنوان یک گزینه ی درمانی جایگزین برای بیمارانی که واجد شرایط آزمایش های پرتوافکنی ناکامل شتاب دهی شده ی پستان هستند، باشد.
جراحی حفظ کننده ی پستان که با پرتودرمانی کل پستان (WBRT) و یک بوست برای بستر تومور دنبال می-شود یک انتخاب درمانی برای اغلب بیمارانی که در مراحل I – II سرطان پستان هستند، می باشد. نه تنها نرخ بقا کلی و عاری از بیماری بودن بعداز چنین درمان هایی قابل مقایسه با آن بیمارانی می باشد که با مستکتومی (برداشتن پستان) درمان شده اند اما علاوه بر آن، درمان حفظ کننده ی پستان یک مزیت زیبایی مشهود را نیز ارائه می کند که ممکن است کیفیت زندگی را افزایش دهد و منجر به ایجاد ناراحتی های فیزیولوژیک و عاطفی مرتبط با درمان کمتری شود. منطق پشت بوستینگ بستر تومور، بر اساس این فرضیه می باشد که اگر یک دوز بالاتری از پرتو به منطقه ای از پستان که بزرگترین بار را تحمل می کند، تابانده شود، نرخ های بالاتر کنترل موضعی ممکن است به دست بیایند. اگرچه استفاده از یک بوست بستر تومور (Gy10-20، بستگی به اندازه تومور و حاشیه های جراحی دارد) یک روش روتین می باشد، هیچ تکنیک درمانی استانداردی وجود ندارد. برخی محققین، استفاده از ایمپلنت های بینابینی را توصیه کرده اند اما اغلب مطالعات استفاده از پرتوهای الکترونی (EB) را برای بوست بستر تومور گزارش کرده اند. اغلب، یک EB 9-12 MeV با 2-3 سانتی حاشیه در پیرامون بستر تومور تخمین زده شده مورداستفاده قرار می گیرد. چنین محدوده ی انرژی به درمان کافی اهداف کم عمق درون پستان، کمک می کند. به هرحال، تومورهای عمیق ممکن است که به مقدار کافی با EB درمان نشوند اما تکنیک های پرتو فوتونی کانفورمال همزمان ممکن است قادر باشند که ناهمگنی دوز درون هدف را کاهش دهند اما در حالت بهینه دوز را به اطراف بافت های غیر هدف کاهش می دهند.
abstract
Purpose: To assess the potential dosimetric advantages and drawbacks of photon beams (modulated or not), electron beams (EB), and protons as a boost for the tumor bed in deep-seated early-stage breast cancer.
Material and methods: Planning CTs of 14 women with deep-seated tumors (i.e., P4 cm depth) were selected. The clinical target volume (CTV) was defined as the area of architectural distortion surrounded by surgical clips. The planning treatment volume (PTV) was the CTV plus 1 cm margin. A dose of 16 Gy in 2 Gy fractions was prescribed. Organs at risk (OARs) were heart, lungs, breasts, and a 5-mm thick skin segment on the breast surface. Dose–volume metrics were defined to quantify the quality of concurrent treatment plans assessing target coverage and sparing of OAR. The following treatment techniques were assessed: photon beams with either static 3D-conformal, dynamic arc (DCA), static gantry intensity-modulated beams (IMRT), or RapidArc (RA); a single conformal EB; and intensity-modulated proton beams (IMPT). The goal for this planning effort was to cover 100% of the CTV with P95% of the prescribed dose and to minimize the volume inside the CTV receiving >107% of the dose.
Results: All techniques but DCA and EB achieved the planning objective for the CTV with an inhomogeneity ranging from 2% to 11%. RA showed the best conformity, EB the worst. Contra-lateral breast and lung were spared by all techniques with mean doses <0.5 Gy (zero for protons). The ipsi-lateral lung received a mean dose <10% of that prescribed with photon beams and <2% with IMPT, increasing to 17% with EB. The heart, in left-sided breast tumors, received also the highest dose with EB. The skin was best protected with RA with a mean dose of 5.4 Gy and V15Gy = 2.4%.
Conclusions: Boosting the tumor bed in early-stage breast cancer with optimized photon or proton beams may be preferred to EB especially for deep-seated targets. The marked OAR (i.e., ipsi-lateral breast, lung, heart, and skin surface) dose-sparing effect may allow for a potential long-term toxicity risk reduction and better cosmesis. DCA or RA may also be considered alternative treatment options for patients eligible for accelerated partial breast irradiation trials.
Breast-conserving surgery followed by whole breast radiation therapy (WBRT) and a boost to the tumor bed is the treatment of choice for most patients with stages I–II breast cancer. Not only are disease-free and overall survival rates after such treatment comparable with those of patients treated by mastectomy [1,2] but in addition breast-conserving therapy offers an obvious cosmetic advantage that may enhance quality of life and lead to less psychological and emotional treatment-related distress [3]. The rationale for boosting the tumor bed is based on the hypothesis that higher local control rates may be achieved if a higher dose of radiation is administered to the region of the breast bearing the greatest tumor burden [4]. Although the use of a tumor bed boost (10–20 Gy, depending on tumor size and surgical margins) is routine practice, there is no standard treatment delivery technique. Some authors recommend the use of interstitial implants but most studies report the use of electron beams (EBs) to boost the tumor bed [5,6]. Most frequently, single 9–12 MeV EB with 2–3 cm margin around the estimated tumor bed is used. Such energy range helps to adequately treat shallow targets inside the breast. Deep-seated tumors, however, may not adequately be treated with EB, though contemporary highly conformal photon beam techniques may be able to reduce the dose inhomogeneity within the target while optimally decreasing the dose to the surrounding non-target tissues.
چکیده
مواد و روش ها
تکنیک های برنامه ریزی
Arc های کانفورمال داینامیک
پرتودرمانی تعدیل شدت با گانتری استاتیک
RapidArc
میدان های استاتیک کانفورمال 3D
پرتوهای الکترون
پرتوهای پروتونی
ابزارهایی برای آنالیز
نتایج
بحث
abstract
Methods and materials
Planning techniques
Dynamic conformal arcs
Intensity-modulated radiotherapy with static gantry
RapidArc
3D-conformal static fields
Electron beams
Proton beams
Tools for analysis
Results
Discussion