从勾画变异性到剂量学影响：胰腺癌在线自适应磁共振引导立体定向体部放疗的综合评估

《Radiotherapy and Oncology》：From contouring variability to dosimetric impact: a comprehensive assessment of online adaptive MR-guided SBRT for pancreatic cancer

　　

摘要

目的

量化不同医生之间的勾画变异性，并评估其在接受每日在线自适应MR引导立体定向体部放射治疗（MRgSBRT）的胰管腺癌（PDAC）患者中的剂量学影响，以评估在线勾画的安全性和临床稳健性。

方法

回顾性分析了50个治疗周期，涉及10例在1.5 T MR-Linac上接受50 Gy分5次照射的PDAC患者。在每个治疗周期（"在线"）期间，由7名在MR-Linac上工作的医生对肿瘤周围3 cm范围内的靶区和危及器官（OARs）进行勾画。所有结构由一名单一的胰腺专家放射肿瘤学家进行离线重新勾画（"参考"）。使用Dice相似系数（DSC）、平均距离差异（MDA）和95%豪斯多夫距离（HD95）评估几何一致性。使用在线勾画和参考勾画，对递送的治疗计划进行剂量学分析，评估基于分次最坏情况的剂量指标。

结果

胃和十二指肠显示出高度的几何一致性，而较小或解剖结构复杂的结构（GTV、主要血管、胆管）显示出较大的变异性。在线GTV大于参考勾画。尽管存在这些差异，但使用在线勾画时靶区覆盖（V50Gy和V35Gy）得以维持。虽然使用参考勾画时偶尔发现分次胃肠道（GI）剂量约束超标，但分次最坏情况分析显示，几乎所有患者的胃肠道剂量仍在临床可耐受范围内。

结论

对于PDAC患者，每日在线自适应MRgSBRT可提供稳健的靶区覆盖和临床可接受的危及器官保护，尽管存在勾画变异性。多医生在线勾画在临床实践中似乎是安全的，尽管通过标准化勾画指南和协调策略可能实现进一步改善。

引言

过去五十年来，胰腺癌的治疗随着手术、全身治疗、影像学和放射技术的进步而发展 [1]。胰管腺癌（PDAC）仍然是最致命的恶性肿瘤之一，是癌症相关死亡率的主要原因之一 [2]、[3]。尽管全身治疗和手术技术有了进步，但PDAC的预后仍然很差，主要是由于晚期诊断、具有治疗抵抗性的侵袭性肿瘤生物学特性以及高局部和远处失败率 [4]、[5]、[6]、[7]。

对于局部晚期（LA）或交界可切除（BR）疾病且不是立即手术候选人的患者，放射治疗可以在改善局部疾病控制、症状管理以及诱导肿瘤生物学有利改变方面发挥关键作用 [7]、[9]、[10]、[11]。该领域正在进行多项前瞻性随机研究，特别是针对BR的STEREOPAC试验（NCT05083247），以及针对LA PDAC的TORPEDO（NCT06691425）、NRG-GI011 LAP100（NCT06958328）、LAPSTAR（NCT06272162）和GABRINOX-ART（NCT04570943)试验 [12]、[13]、[14]、[15]、[16]。

胰腺在解剖学上被多个放射敏感的危及器官（OAR）包围，包括十二指肠、胃、小肠和结肠，并且受到显著的体间和体间运动的影响。这些挑战历来限制了消融性放射剂量的安全递送。PDAC的放射治疗已从早期的三维适形技术（3DCRT）发展到先进的模态，如调强放射治疗（IMRT）和容积调适弧疗法（VMAT）。这些方法改进了剂量适形性，并通过更好的靶区覆盖和危及器官避免实现了更安全的剂量递增 [8]。在这些进展中，立体定向体部放射治疗（SBRT）已成为一种有前景的方法，能够在有限的分次中实现高度适形的剂量递送 [7]、[9]，并在安全递送时与改善的局部控制和总生存期相关 [17]、[18]、[19]、[20]、[21]、[22]、[23]。然而，其临床实施关键依赖于靶区可视化和准确的治疗递送。

MR引导放射治疗的问世提供了每日软组织可视化和在线自适应计划，包括体间门控，使能够根据患者当天的解剖结构进行每日治疗计划修改 [23]、[24]、[25]、[26]、[27]、[28]。这种能力在PDAC中特别有利，由于胃肠道充盈、呼吸运动以及肿瘤与相邻关键危及器官之间的密切空间关系，可能发生显著的解剖结构变化 [7]。通过允许在剂量递送前立即在台上重新优化，MR引导自适应SBRT（MRgSBRT）改善了靶区适形性和相邻危及器官的保护，从而实现了更安全的剂量递增 [17]、[29]、[30]。最近，已发布了几项专家共识指南，以标准化胰腺癌的MRgSBRT，为自适应工作流程、剂量约束和优化策略提供了建议 [31]、[32]。

尽管有这些进步，在线适应的好处伴随着对快速、准确和一致勾画的依赖增加。靶体积和关键危及器官必须在每日在线重新勾画，通常由不同的观察者完成，引入了勾画解释的潜在变异性。然而，甚至是微小的勾画差异也会导致剂量分布的显著差异，特别是在具有陡峭剂量梯度的低分次消融性SBRT方案中。因此，次优的在线勾画是一个可能影响肿瘤和危及器官递送剂量、剂量报告准确性以及最终影响MRgSBRT临床结果的关键因素。

因此，本研究的目的是评估接受在线自适应MRgSBRT的PDAC患者的勾画变异性及其剂量学影响。

章节片段

患者特征

本研究获得机构伦理审查委员会批准（P2026-070）。回顾性分析了2023年7月至2024年10月期间治疗的10例连续PDAC患者。患者根据前瞻性随机II期STEREOPAC试验（NCT05083247）的放射治疗方案和推荐进行治疗 [12]。本研究纳入的10例患者中有3例也参加了STEREOPAC试验，其余患者接受了类似的治疗。

结果

参考治疗计划在参考MR图像序列上生成，对应于bVaneSpair（Unity；n = 5）、bVane（Unity；n = 2）、T1-StarVIBE（Siemens；n = 2）和T2-TRUFI（Siemens；n = 1）。在线勾画和自适应计划使用了8例患者的bVaneSpair和2例患者的bVane。总共分析了50个治疗分次。在这些分次中，只有3次使用ATP工作流程递送，其余所有分次使用ATS。勾画分划。

讨论

在本研究中，我们展示了每日在线自适应MRgSBRT对PDAC可实现可接受的勾画可重复性，同时突出了小型和解剖结构复杂结构的持续挑战。

勾画变异性强烈依赖于结构。小型、不规则或细长的结构，如GTV和主要腹腔血管，显示出最大的变异性，在线GTV始终大于专家参考勾画（平均每分次差异：8.6 cc），可能。

结论

PDAC每日在线MRgSBRT中的勾画变异性总体适中，并且强烈依赖于结构。大型、定义明确的器官显示出高度的几何一致性，而小型或解剖结构复杂的结构，包括GTV、主要血管和胆管，仍然变化较大。尽管存在这些差异，但靶区覆盖得以维持，累积胃肠道剂量大部分仍在临床可耐受范围内。这些发现支持在线的稳健性和临床可靠性。

生成式AI和AI辅助技术在手稿准备过程中的声明

图形摘要在AI图像生成工具（ChatGPT，OpenAI）的协助下生成。使用该工具后，作者根据需要审阅和编辑了内容，并对已发表文章的内容承担全部责任。

CRediT作者贡献声明

Sara Poeta：撰写原始稿、方法学、正式分析、数据整理、概念化。 Akos Gulyban：撰写审阅和编辑。 Zelda Paquier：撰写审阅和编辑。 Madeline Michel：调查。 Elisa Bodson：调查。 Robbe Van den Begin：撰写审阅和编辑、调查。 Nicolas Jullian：撰写审阅和编辑、调查。 Nick Reynaert：撰写审阅和编辑。 Christelle Bouchart：撰写审阅和编辑、方法学、调查、数据。

伦理声明

作者未获得参与者或其法定代表人的知情同意。不需要知情同意。本研究获得机构伦理委员会的豁免，主要原因包括：引发痛苦记忆的风险、联系已故者家属处理数据的风险等。

本研究按照研究地点的相关法律、监管框架和指南进行。伦理。

作者贡献

研究由S.P.和C.B.设计和概念化。在线勾画由C.B.、R.V.B.、N.J.、E.B.和M.M.完成。离线参考重新勾画由C.B.完成。统计分析和原始稿由S.P.准备。手稿审阅和编辑由A.G.、Z.P.和C.B.领导，R.V.B.、N.J.和N.R.有贡献。所有作者批判性地修订了手稿，阅读并批准了最终版本。

资助

CB由? Le Fonds de la Recherche Scientifique ?资助的后博士奖学金资助 - FRNS资助编号F 5/4/150/5 – SPD。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些可能影响本报告中描述的工作。

致谢

作者感谢Association Jules Bordet对MR-Linac项目的支持。

Sara Poeta|Akos Gulyban|Zelda Paquier|Madeline Michel|Elisa Bodson|Robbe Van den Begin|Nicolas Jullian|Nick Reynaert|Christelle Bouchart

医学物理科，HUB Institut Jules Bordet - 布鲁塞尔自由大学，比利时