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专家评估丨质子治疗前列腺癌优势明显!

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  研究证明前列腺癌质子治疗与光子放疗相比体现出了明显的剂量学优势。与光子放疗相比,质子治疗因其独特的物理学特性,在危及器官(OAR)保护上体现了潜在的优势,2018年12月,质子治疗纳入国家卫生健康委员会发布的前列腺癌诊疗规范。

  河北301一洲国际质子肿瘤医院和解放军总医院(301医院)第一医学中心的研究人员基于计划靶区(PTV)的前列腺癌质子调强放疗(IMPT)计划与光子容积旋转调强放疗计划的剂量学特性,评估了IMPT与VMAT计划的质量差异,为临床应用提供参考。

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  我院特聘专家曲宝林教授与高级物理师徐寿平参与该计划。

  资料与方法

  1

  患者组成

  回顾性选取解放军总医院第一医学中心早期前列腺癌患者10例,其中T2A期3例、T2B期4例、T2C期3例,中位Gleason评分为6.4分,中位年龄82岁。

  2

  靶区勾画

  前列腺癌临床靶区(CTV)包括前列腺及精囊;计划靶区(PTV)为CTV在头脚、左右及身体前方外放0.5 cm,直肠方向外放0.3 cm,同时勾画膀胱、直肠和股骨头等正常器官。PTV光子放疗计划的处方剂量及质子治疗计划相对生物效应(RBE)等效剂量均为70 Gy/28 f。

  3

  治疗计划设计与剂量学评估

  制定快速旋转容积调强放疗计划(RapidArc)、笔形束算法计算的质子调强治疗计划(PB-IMPT)、蒙特卡罗算法计算的质子调强治疗计划(MC-IMPT)。

  计划均要求100%处方剂量覆盖95%的靶区体积,从剂量分布、剂量体积直方图(DVH)等方面评价治疗计划质量的差异。靶区评价指标包括D1%、均匀性指数(HI)和适形性指数(CI)。前列腺癌OAR评价膀胱和直肠的V30、V40、V50、Dmean以及左右股骨头的Dmean。

  结果1靶区剂量学参数比较

  PB-IMPT和MC-IMPT计划的HI均要略优于RapidArc计划,其中PB-IMPT与RapidArc计划的差异具有统计学意义(Z=-2.805, P=0.005),但CI均要略低于RapidArc计划,其中RapidArc与MC-IMPT计划的差异具有统计学意义(Z=-2.395, P=0.017);PB-IMRT计划的D1%要明显的优于RapidArc计划,且差异均有统计学意义(Z=-2.803, P<0.05);对于PB-IMPT和MC-IMPT计划,PB-IMPT计划靶区的D1%、CI和HI都要略好于MC-IMPT计划,且差异均有统计学意义(Z=-2.805、-2.497、-2.803, P<0.05)。

  10例前列腺癌患者IMPT和RapidArc计划的DVH图比较。

  2危及器官剂量学参数比较

  除直肠V50外,PB-IMPT和MC-IMPT计划在危及器官的保护上均要优于RapidArc计划,其中,直肠V30(Z=-2.191、-1.988, P<0.05)和Dmean(Z=-2.599、-2.497, P<0.05),膀胱V30(Z=-2.701、-2.701, P<0.05)、V40(Z=-2.395、-2.395, P<0.05)和Dmean(Z=-2.701、-2.701, P<0.05)差异有统计学意义。对于PB-IMPT和MC-IMPT计划,两者之间在危及器官受照剂量上并没有明显差异。在计划的剂量分布上,特别是直肠和膀胱方向低剂量区的范围,PB-IMPT和MC-IMPT计划均要于小于RapidArc计划。

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  10例前列腺癌患者IMPT和RapidArc计划的剂量分布,A:PB-IMPT,B:MC-IMPT,C:RapidArc,D:线剂量(AP:患者前后方向的线剂量,LF:患者左右方向的线剂量)。

  结论

  IMPT和VMAT计划均能得到很好的靶区覆盖,满足临床治疗的要求,但相比 VMAT计划,IMPT计划明显地降低了危及器官的受照剂量,更好地保护了直肠、膀胱和股骨头等周围的正常组织,提高了计划的质量,体现出明显的剂量学优势。

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