使用Varian Edge直线加速器进行前列腺立体定向体放射治疗时，对膀胱的剂量学影响

《Medical Dosimetry》：The dosimetric impact to bladder utilizing the Varian Edge linear accelerator for prostate stereotactic body radiation therapy

　　

Cassandra Sonnicksen | Leia Haugland | Kelsey Slater | Nishele Lenards | Ashley Hunzeker | Brittni McKane

威斯康星大学拉克罗斯分校医学剂量学项目，美国威斯康星州拉克罗斯，54601

摘要

立体定向体部放射治疗（SBRT）越来越多地用于低度和中度前列腺癌的治疗，它在减少对关键结构的毒性和提高剂量一致性方面具有优势。然而，由于膀胱与靶区的距离非常接近，因此降低膀胱毒性仍然具有挑战性。Varian Edge直线加速器采用了高分辨率的2.5毫米多叶准直器，能够增强射束塑形，从而可能更好地保护风险器官。关于使用Varian Edge直线加速器进行前列腺SBRT的剂量学影响的数据有限。本研究的目的是通过比较在Varian TrueBeam和Varian Edge直线加速器上生成的治疗计划来评估前列腺SBRT治疗中的膀胱毒性。研究假设使用Varian Edge直线加速器生成的治疗计划将使膀胱接受34 Gy的体积（V_{34 Gy}）≤ 5立方厘米（cc），接受37 Gy的膀胱体积≤ 5 cc，膀胱最暴露部分的1立方厘米剂量（D_{1 cc}）≤ 38.06 Gy，以及膀胱0.03立方厘米的最大剂量（D_{0.03 cc}）≤ 38.06 Gy。回顾性分析了10名患者，结果显示，在Varian Edge直线加速器上生成的治疗计划中，膀胱的V_{34 Gy}和V_{37 Gy}显著降低。而D_{1 cc}和D_{0.03 cc}没有显著差异。

引言

接受前列腺癌外照射治疗的患者可能需要接受多达44次治疗，每天都有严格的治疗指南，包括保持膀胱充盈。在整个治疗过程中始终遵守这些要求可能具有挑战性，可能会导致剂量分布与计划有所不同。放射治疗技术的进步为患者提供了更多的治疗选择，包括立体定向体部放射治疗（SBRT）。SBRT是一种低分割方案，通常为1到5次治疗，适用于低度和中度前列腺癌。这种治疗方案已被证明是一种可行的替代方案，具有相似的肿瘤控制和毒性特征。通过减少治疗次数，患者需要承受的痛苦也会减轻，从而可能提高治疗依从性，并减少膀胱剂量变异。

根据Elias等人的研究¹，17.9%的膀胱接受34 Gy且体积超过5立方厘米（cc）的患者出现了小的但具有临床意义的生活质量影响，如尿失禁和梗阻，这是通过扩展前列腺癌指数综合生活质量最小重要差异评分来衡量的。同样，在2016年，Kole等人²发现，13%的膀胱接受33.5 Gy且体积超过12.7%的患者出现了晚期尿路症状，这是通过国际前列腺症状评分来评估的。这些发现强调了在前列腺癌放疗中限制膀胱剂量的重要性，并促使人们制定了几项旨在减少毒性的剂量约束。例如，Wang等人³建议将膀胱接受37 Gy的体积（V_{37 Gy}）限制在≤ 5 cc。Nishino等人⁴建议将膀胱最暴露部分的1立方厘米剂量（D_{1 cc}）限制在≤ 38.06 Gy，Robbins等人⁵将膀胱0.03立方厘米的最大剂量（D_{0.03 cc}）限制在≤ 38.06 Gy。虽然这些指南为临床实践提供了有价值的基准，但由于患者解剖结构、疾病范围和治疗计划的限制，它们并不总是能够实现。在这种情况下，放射肿瘤学实践在治疗计划过程中尽可能优先考虑减少膀胱剂量至关重要。

利用如Varian Edge直线加速器这样的先进技术对于优化剂量分布至关重要，特别是对于像膀胱这样的关键结构。Varian Edge直线加速器具有亚毫米级的精度，确保了治疗精度，其2400毫拉德（MU）/分钟的高剂量率减少了患者运动的影响⁵。HD120多叶准直器（MLC）的2.5毫米叶片增强了射束塑形，能够更好地保护风险器官（OAR）（图1）。HD120 MLC将辐射精确地聚焦在靶区，同时准直器提供了锥形塑形，减少了散射和剂量衰减⁶。有7种不同尺寸的锥形准直器，分别为4.0、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0和17.5毫米，从而提高了精度。锥形准直器与HD120 MLC的结合实现了更加符合靶区的治疗，具有清晰的剂量梯度和最小的散射^6,7。Varian Edge直线加速器的触发成像系统可以实时监测基准点，在检测到运动时暂停治疗，进一步提高了精度。IDENTIFY系统还无需植入标记即可进行表面监测。通过使用RapidArc技术，通过提供定制的三维剂量来实现立体定向消融，从而减少了OAR剂量。所有这些功能都提高了计划靶区（PTV）的符合度，减少了周围组织的剂量，并改善了治疗结果。

尽管技术进步大大提高了前列腺癌的SBRT治疗效果，但仍存在重大挑战。问题在于由于OAR与靶区的距离非常接近，在前列腺癌SBRT治疗中如何最小化膀胱毒性。虽然SBRT在减少对关键结构的毒性和提高剂量一致性方面具有优势，但关于使用Varian Edge直线加速器进行前列腺SBRT的剂量学影响的文献很少。本研究的目的是通过比较在Varian TrueBeam和Varian Edge直线加速器上生成的治疗计划来评估前列腺SBRT治疗中的膀胱毒性。研究假设使用Varian Edge直线加速器生成的治疗计划将使膀胱接受34 Gy的体积（V_{34 Gy}）≤ 5 cc（H1_A），V_{37 Gy}≤ 5 cc（H2_A），D_{1 cc} ≤ 38.06 Gy（H3_A），以及D_{0.03 cc} ≤ 38.06 Gy（H4_A），同时保持靶区覆盖。研究人员检查了Varian Edge直线加速器是否在保护膀胱剂量方面优于使用Varian TrueBeam直线加速器生成的治疗计划。

部分摘录

患者选择和设置

回顾性地选择了10名主要诊断为前列腺癌的患者进行这项分析。纳入标准如下：组织学上确诊的前列腺恶性肿瘤；临床分期为IIB或IIC期，Gleason分级为2或3；初始治疗计划为5次治疗，每次38 Gy；靶区包括完整的前列腺，可能包含精囊；膀胱与靶区的重叠面积≥ 5 cc；并且接受SBRT治疗。

结果

评估的膀胱指标包括V_{34 Gy}、V_{37 Gy}、D_{1 cc}和D_{0.03 cc}。在Varian TrueBeam直线加速器上生成的治疗计划中，膀胱的V_{34 Gy}范围为8.4至17.7 cc（图3）。在Varian Edge直线加速器上生成的治疗计划中，膀胱的V_{34 Gy}范围为7.2至15.5 cc。Shapiro–Wilk检验的p值为0.0451，表明数据分布非正态（表1）。对于非正态分布的变量，使用了配对t检验

讨论

本研究的目的是评估使用Varian Edge直线加速器进行SBRT治疗是否比使用TrueBeam直线加速器导致更低的膀胱剂量。我们观察到，使用Varian Edge直线加速器在保护膀胱方面有统计学上的显著改善，V_{34 Gy}和V_{37 Gy}显著降低，而D_{1 cc}和D_{0.03 cc}没有显著差异。这些发现表明

结论

确保最佳的膀胱保护仍然是前列腺SBRT的关键目标，本研究提供了证据，表明在Edge直线加速器上采用的技术进步可以显著提高膀胱剂量保护。本研究解决的问题是在前列腺SBRT治疗中由于膀胱与治疗靶区的接近而导致的膀胱毒性最小化挑战。本研究的目的是评估在使用