《Radiotherapy and Oncology》：Clustering of dosimetric profiles reveals distinct local control probabilities after SABR in oligometastatic head and neck cancer: insights from the OMET phase II trial quality assurance Process
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立体定向放疗（SABR）剂量参数对局部控制的影响研究。通过聚类分析69名患者的98个病灶剂量参数，发现高剂量异质性和非最佳适形性病灶局部控制更优，而高适形性病灶控制较差，支持基于聚类的定量质量保证方法。
P. Maury | Y. Sayous | D. Vernerey | X.S. Sun | J. Bourhis | A. Falcoz | J. Thariat
INSERM U1030, 巴黎萨克雷大学, Gustave Roussy医院, Villejuif, 法国
摘要
背景
立体定向消融放疗（SABR）在寡转移性疾病的治疗中越来越受到重视。然而，SABR计划的差异性引发了关于其对治疗部位局部控制效果的影响的疑问。本研究旨在探讨在OMET（GORTEC 2014–04）试验中，定量剂量学参数是否能够预测头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）患者的局部控制情况。
方法
OMET是一项多中心随机二期试验，比较了单独使用SABR与联合化疗的疗效，研究对象为PET检查确认的寡转移病灶不超过3个的患者。研究人员对69名患者的所有接受放疗的病灶（共98个）进行了事后分析。从DICOM文件中提取了20个空间和剂量学指标，以及传统的剂量学指标（如Dmin、Dmean、Dmax、总靶区体积以及均匀性/适形性指标）。通过层次聚类分析来识别不同计划的特征类型，并利用Kaplan–Meier分析评估这些特征类型与局部控制结果之间的关联。
结果
尽管遵循了试验方案中的标准化要求，但患者间的剂量学参数仍存在较大差异，并且数据被分为三个不同的组别。其中，具有高肿瘤内剂量异质性和不适形性的病灶组（13个病灶）显示出显著更好的局部控制效果；相比之下，具有更高均匀性和适形性的病灶组（14个病灶）的局部控制效果较差；而最大规模的组别（69个病灶）则没有显示出明显的模式，其局部控制效果处于中等水平。
结论
对于寡转移性HNSCC患者，肿瘤内剂量异质性可能比严格的适形性更能预测局部控制效果，尤其是在每分次高剂量的治疗方案中。可以利用基于机器学习的定量方法，通过对复合剂量学指标进行无监督聚类分析，进一步改进SABR的质量保证体系，而不仅仅是依赖专家的二元评估。
引言
立体定向消融放疗（SABR）是一种高精度技术，能够在有限的次数内传递大剂量的辐射。GORTEC 2014-04 OMET二期随机试验（NCT03070366）旨在比较单独使用SABR与联合化疗治疗寡转移性头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）患者的疗效[1,2]。
尽管有国际放射单位委员会（ICRU）第91号报告等标准化的努力[3,4]，但不同中心的SABR计划和实施过程仍存在较大差异。这些差异源于剂量处方（总剂量、分次次数、等剂量线水平）、所用设备（专用SABR设备如CyberKnife?系统与改装用于SABR治疗的传统直线加速器）以及射束配置（能量、剂量率、等中心与非等中心、共面与非共面）等方面的差异[5]。这种差异可能会影响剂量的空间分布，从而影响肿瘤治疗的效果，但这种关系尚未得到充分研究。传统的剂量学工具（如剂量-体积直方图DVH）可以量化传递给靶区和风险器官的剂量，但它们缺乏关于剂量适形性和均匀性的空间几何信息[5]。为了解决这些问题，已经开发了定量计划质量评估指标，以提供客观的剂量分布评估[6,7]。这些指标包括衡量靶区内剂量均匀性的均匀性指标、评估处方等剂量线与靶区匹配程度的适形性指标，以及反映靶区外剂量下降程度的剂量梯度指标[8]。虽然这些指标与毒性反应的相关性已得到证实，但它们对肿瘤控制效果的预测价值尚不明确。
最近的研究表明，过度的适形性（即严格限制剂量在靶区内）可能与较差的局部和区域控制效果相关，甚至可能促进远处转移[8,9]。尽管SABR相关的毒性反应与剂量学参数有关[10,11]，但将定量剂量学数据与局部肿瘤控制或生存结果联系起来的研究仍十分有限。OMET试验是在ICRU第91号报告发布之前启动的，因此此处对几何剂量学指标的分析是在事后探索性框架下进行的。
除了传统的基于专家的质量保证方法外，这项辅助性研究还探讨了通过无监督聚类分析SABR计划的剂量学指标是否能够预测接受SABR治疗的病灶的局部控制效果。
研究设计与参与者
OMET是一项多中心、开放标签的随机二期研究，比较了单独使用SABR与联合化疗治疗寡转移性HNSCC患者的疗效。纳入标准包括年龄≥18岁、ECOG评分为0–2分、组织学确诊的HNSCC且至少3个月内无病情进展、通过PET-CT确认有1至3个寡转移病灶的患者。预计生存期需≥6个月。符合条件的靶区包括距离纵隔≤2厘米的肺转移灶等。
结果
在69名可评估的患者中，58.0%的患者仅有一个转移灶；其中以肺转移灶为主（82.6%）。随机分组时共有98个靶灶，其中96个靶灶可用于剂量学分析。详细的研究方法在另一篇文章中有介绍[12]。总体而言，17.9%的病例存在重大剂量偏差，53.7%的病例存在轻微偏差。这些偏差在试验组间分布均匀，主要与靶区覆盖情况有关。
讨论
本研究旨在超越传统的基于专家的放疗质量保证方法，探索定量剂量学指标是否有助于预测接受OMET试验的寡转移性头颈部鳞状细胞癌患者在接受SABR治疗后的局部控制效果[2]。由于这些指标仅基于局部传递给肿瘤的剂量，未考虑系统治疗的影响，因此每个病灶都进行了单独分析。
结论
通过无监督聚类分析剂量学指标，可以获得更细致的、与治疗结果相关的SABR计划质量评估。研究结果表明，肿瘤内剂量异质性可能比严格的适形性更能预测局部控制效果，尤其是在每分次高剂量的治疗方案中。我们的数据支持采用基于定量和表型特征的SABR质量保证方法，超越传统的二元专家评估方式。未来可能需要进一步研究机器学习方法在个性化SABR中的应用。
CRediT作者贡献声明
P. Maury： 文章撰写、审稿与编辑、原始草稿撰写、数据可视化、数据分析、数据整理。
Y. Sayous： 文章撰写、审稿与编辑、方法学设计、数据分析、数据整理。
D. Vernerey： 文章撰写、审稿与编辑、数据分析。
X.S. Sun： 文章撰写、审稿与编辑、研究设计、概念构思。
J. Bourhis： 文章撰写、审稿与编辑、项目管理、资金筹集、概念构思。
A. Falcoz： 文章撰写、审稿与编辑、原始草稿撰写。
资助
GORTEC资助。
试验注册：临床试验注册平台标识符：NL9208。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
感谢GORTEC 2014-04研究的所有参与者。
