Extracto
Aplicaciones
Para comparar el beneficio clínico de robusta Intensidad Modulada optimizado terapia de protones (Minimax IMPT) con fotones actual radioterapia de intensidad modulada (IMRT) y IMPT para cáncer de cabeza y cuello (CCC) de los pacientes PTV-base. El beneficio clínico se cuantifica en términos de probabilidad normal complicación tisular (PNCT) y la cobertura de objetivo en el caso de errores de configuración y de rango.
Métodos y materiales
En 10 pacientes con CCC, PTV- IMRT basada (7 campos), minimax y IMPT a base de PTV (2, 3, 4, 5 y 7) campos planes fueron probados en robustez. planes optimizados robustos diferían de los planes basados en PTV en que se dirigen a la CTV y penalizan a los posibles escenarios de error, en lugar de utilizar el isotrópica margen de CTV-PTV estática. distribuciones de dosis perturbados de todos los planes fueron adquiridas mediante la simulación de la configuración total de 8060 (± 3,5 mm) y error de rango (± 3%) combinaciones. modelos PNCT para la xerostomía y la disfagia se utilizaron para predecir el beneficio clínico de IMPT frente IMRT.
Resultados
El criterio de robustez se reunió en los planes de IMRT y IMPT Minimax en todos los escenarios de error, pero esto fue sólo el caso en 1 de 40 planes IMPT con sede en el PTV. Siete (10) de los pacientes tenían relativamente grandes reducciones en los planes PNCT IMPT minimax en comparación con IMRT. Para estos pacientes, los valores PNCT xerostomía y la disfagia se redujeron en un 17,0% (IC del 95%, 13,0-21,1) y el 8,1% (IC del 95%; 04/09 a 11/02) en promedio con IMPT Minimax. El aumento del número de campos no contribuyó a planificar robustez, pero mejoró preservación de órganos.
Conclusiones
El beneficio clínico estimado en términos de PNCT de robusta IMPT optimizado (minimax) es mayor que la de IMRT y IMPT a base de PTV en pacientes con CCC. Por otra parte, la meta de cobertura de los planes de IMPT minimax en presencia de errores era comparable a los planes de IMRT
Visto:. Van Dijk LV, Steenbakkers RJHM, diez Haken B, van der Laan HP, van 't Veld AA, Langendijk JA, et al. (2016) Intensidad Modulada robusta terapia de protones (IMPT) incrementos estimados beneficio clínico en cáncer de cabeza y cuello pacientes. PLoS ONE 11 (3): e0152477. doi: 10.1371 /journal.pone.0152477
Editor: Shian-Ying Sung, Universidad de Medicina de Taipei, Taiwán
Recibido: 4 de noviembre de 2015; Aceptado: 15 Marzo de 2016; Publicado: 31 Marzo 2016
Derechos de Autor © 2016 van Dijk et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
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Introducción
en pacientes con cáncer de cuello (CCC) de cabeza y, los efectos secundarios inducidos por la radiación, en particular, la xerostomía y la disfagia, tienen un impacto importante en la calidad de vida [1-3]. En las últimas décadas, de intensidad modulada Terapia de Protones (IMPT) se ha desarrollado como una modalidad de tratamiento para reducir estos efectos secundarios en los pacientes con CCC [4-8]. Por desgracia, IMPT puede ser más sensibilidad a la incertidumbre en la configuración del paciente, los valores de TC y la anatomía del paciente que la radioterapia de intensidad modulada (IMRT) como los cambios de longitud del camino radiológico dan lugar a desplazamientos de la empinada Bragg pico de atenuación. En particular, Errores de distancia, que surgen de las inexactitudes en la planificación de la TC y las unidades-a-parar curva de calibración de potencia de CT Hounsfield, son un problema en la terapia de protones [9-11]. En la actualidad, tanto en la IMRT y IMPT, estas incertidumbres se toman comúnmente en cuenta mediante la expansión del volumen blanco clínico (CTV) al volumen blanco de planificación (PTV) para asegurar una cobertura adecuada dosis de la CTV [12,13]. Sin embargo, las propiedades físicas de los protones pueden entrar en conflicto con este concepto tradicional CTV-PTV, ya que los errores pueden resultar en volumen de destino centralizado bajo-dosis, en última instancia, el riesgo de recurrencia de tumores [11,14-19]. Por lo tanto, la terapia de protones requiere un enfoque diferente para lograr robustez, que se refiere a la correspondencia de las distribuciones de dosis previstas y reales en presencia de errores y cambios imprevistos. Park et al. [20] demostraron que un campo de PTV-específica fue beneficioso para solo campo dosis uniforme (SFUD), donde cada campo ofrece dosis uniforme para el volumen de destino. Sin embargo, IMPT requiere una integración más compleja para lograr robustez.
La inclusión de robustez en la optimización se ha propuesto como estrategia por varios autores para reducir el impacto de los errores potenciales [14,15,21]. Fredriksson et al. [22] ha desarrollado una optimización peor de los casos (es decir, la optimización minimax), que penaliza las distribuciones de dosis perturbados que son los más desfavorable por la reducción al mínimo de la peor valor de la función objetivo que corresponde a uno de los escenarios. Tratar con el peor caso de distribuciones de dosis físicamente realizables, que hace que este enfoque menos conservador [10] y computacionalmente más exigente que otras implementaciones de optimización robusta [14].
Múltiples estudios han demostrado los beneficios potenciales de IMPT para los pacientes con CCC comparando la terapia de protones con las modalidades de fotones [4,5]. Sin embargo, estas comparaciones eran potencialmente no es justo, porque los planes IMPT utilizados se basaron-PTV y puede, por lo tanto, carecen de robustez. En las regiones de cabeza y cuello la presencia de múltiples órganos cercanos en riesgo (OAR) que están a salvo de preferencia lo más posible hace HNC planes complejos. Por lo tanto, es especialmente importante en estos pacientes para incorporar robustez en el proceso de optimización [23]. Sin embargo, tan importante es la evaluación de la robustez de estos planes mediante el examen de la cobertura objetivo en presencia de errores de configuración y de rango. No hay deformaciones anatómicas fueron incluidos en nuestro estudio.
Nuestro estudio es el primero en evaluar la IMRT, con sede en el PTV IMPT y robusto optimizado IMPT planes no sólo en términos de dosis a remos y beneficio clínico estimado en términos de tejido normal probabilidades de complicaciones (PNCT), sino también en términos de robustez en la meta de cobertura y PNCT. Además, todos los planes de tratamiento se generaron utilizando el mismo sistema de planificación del tratamiento. Esto permite la comparación de las diferentes modalidades sin introducir sesgos relacionados con el uso de diferentes sistemas de planificación [19]. Dado que el número de campos en la planificación robusta podría influir en la dosis a remos [18] o la solidez de los planes IMPT [11,14,17], también se incluyó este aspecto en nuestro estudio.
Métodos y Materiales
Los pacientes y los criterios de inclusión
Para este estudio, se incluyeron 10 pacientes con CCC con diferentes sitios de tumor, extensiones y estado de los ganglios linfáticos regionales (Tabla 1). Todos los pacientes fueron tratados de forma bilateral con parótida y tragar ahorradores de IMRT [24].
Declaración de Ética
Todos los pacientes dieron su consentimiento informado por escrito antes de iniciar la terapia que sus datos podrían ser utilizados dentro del departamento de programa de investigación. Algunos de los autores estaban directamente implicados en el tratamiento de los pacientes y tenían acceso a la información de identificación del paciente. Todos los datos se anónimos por uno de los autores (LD) y se recogieron como parte de un programa de registro de datos prospectivos en el marco de la práctica clínica habitual. El holandés de Investigación Médica en Seres Humanos acto no es aplicable a la recogida de datos como parte de la práctica clínica habitual y por lo tanto, el comité de ética del hospital nos concedió una exención de necesidad de la aprobación ética para el desarrollo de los estudios basados en estos datos. La planificación del tratamiento reportados en este estudio retrospectivo no se utiliza para el tratamiento del paciente real. Todos los pacientes recibieron la práctica clínica estándar de tratamiento con IMRT.
IMRT y el plan IMPT específicos
Los clínicos planes de IMRT 7-campo fueron optimizados en el sistema de planificación de tratamiento RaySearch (RayStation versión 3.99) para 6 MV haces de fotones de un acelerador lineal Elekta equipado con un CML con el ancho de la hoja 10 mm. Todos los tratamientos de IMRT aplicarse un impulso simultáneo integrado (SIB).
planes IMPT se construyeron usando 4 diferentes configuraciones de campo (Tabla 2) en el sistema de planificación de tratamiento RaySearch. La energía inicial del haz osciló entre 70 y 230 MeV para un pórtico IBA dedicado con un tamaño de punto en el aire de 3 mm en la energía más alta (un sigma). palancas de cambio de rango de espesor equivalente de 40 mm se dispone de agua.
planes de IMRT PTV-based.
En los planes clínicas de los pacientes incluidos en este estudio el margen CTV a PTV fue de 5 mm . Con márgenes de cono TC de haz de corrección de configuración en línea más estrictos son factibles por lo que para este estudio se utilizó el criterio de que los planes necesarios para ser robusto frente a errores de configuración de 3,5 mm y PTVs se redujeron de acuerdo [25]. las dosis prescritas de 70 Gy y 54,25 Gy se ajustaban a los objetivos PTV
70 y PTV
54.25, respectivamente. El requisito mínimo dosis objetivo era 95% de la dosis prescrita en ≥ 98% de la PTVs. Por otra parte, además de las estructuras críticas como el cerebro y el tejido de la médula espinal, la glándula parótida y tragar órganos relacionados (S1 FIG) se salvaron tanto como sea posible [24].
IMPT planes basados en PTV.
basados en PTV se construyeron con objetivos idénticos OAR como planes de IMRT, tal como se describe anteriormente [4]. Sin embargo, como dosis puede ser mejor se ajustaba a PTVs en la terapia de protones, objetivos OAR podrían establecerse a dosis menores o mayores pesos (S1 Tabla), mientras se mantiene la meta de cobertura adecuada. Por otra parte, se utilizó un margen PTV de 5 mm a 3,5 mm en lugar de, porque esto podría tener en cuenta tanto los errores de rango y de instalación de los planes de protones. los ajustes de optimización basados en PTV se mantuvieron idénticos para todas las configuraciones del campo por paciente, para evitar sesgos en el análisis de robustez en función de la cantidad de campo.
planes Minimax IMPT.
Minimax optimización tiene como objetivo crear robusta planes IMPT mediante la incorporación de robustez en el proceso de optimización [22]. Por la presente, TVC están dirigidos en lugar de PTVs. planes Minimax IMPT fueron construidos con objetivos OAR idénticas a las de los planes basados en IMPT PTV en los 5 configuraciones de campo, pero de nuevo, se podría establecer a dosis más bajas o pesos. Dado que estos planes se dirigen a la CTV en lugar de PTV, fueron reemplazados todos los objetivos relacionados. Los requisitos mínimos de dosis de la CTV se incrementaron en aproximadamente 1,5-2 Gy. Esto era necesario para lograr una cobertura similar de la CTV en los planes IMPT minimax en comparación con los planes de IMRT y IMPT basados en PTV en la situación nominal. Los errores potenciales se tomaron en cuenta mediante la simulación de diferentes escenarios de error. Errores de distancia se simularon cambiando proporcionalmente valores CT de ± 3% [9,26]. errores de configuración se incorporaron al cambiar de forma rígida el isocentro de las vigas en seis direcciones ortogonales isotrópicas. Para imitar el margen PTV de 3,5 mm, se utilizó un desplazamiento de 3,5 mm como una magnitud de errores de configuración sistemáticos para la configuración de robustez. Los escenarios simulados de error incluyen combinaciones de escenarios alcance y configuración y el resultado en 21 escenarios de error. La robustez se incorpora en los planes mediante la optimización del valor de la función objetivo máximo de escenarios de error que incluye objetivos de destino y remos en estos escenarios de error. Para evitar problemas de convergencia debido a la discontinuidad de la pendiente de la función objetivo, los valores de los otros (no peor de los casos) escenarios de error se incluyen con pequeños pesos [27].
Evaluación de robustez.
para evaluar los planes de robustez, múltiples combinaciones posibles de rango y de errores de instalación se simularon para investigar una gran variabilidad de situaciones de error en los pacientes. Ninguna deformación anatómica se incluyeron en nuestro análisis. Errores de distancia se simulan cambiando proporcionalmente los valores de intensidad CT (+/- 3%). El efecto de errores de configuración se evaluó desplazando el isocentro isótropa en 26 direcciones en el radio de una esfera con un radio de 3,5 mm. Cabe señalar que en la evaluación de robustez más turnos se considera que en la optimización minimax, donde sólo se consideraron 6 turnos no diagonales. El criterio de robustez sólo se cumple cuando ninguno de los escenarios de error provoca bajo-dosis a la CTV
.
Para los 10 pacientes, la configuración y el alcance errores sistemáticos combinados en última instancia resultó en 6240 y 260 distribuciones de dosis perturbado de IMPT y IMRT planes, respectivamente. Estos fueron todos en comparación con sus correspondientes planificada, es decir, la distribución de dosis nominal.
Las medidas de evaluación
Para cumplir con el criterio de robustez, CTV fueron probados para recibir cobertura objetivo aceptable en todas las distribuciones de dosis perturbadas. cobertura CTV era aceptable si la dosis que 98% del volumen (D
98) recibió fue de al menos 95% de la dosis prescrita (CTV
70: D
98 & gt; 66,5 Gy; CTV
54.25: D
98 & gt; 51,5 Gy). Por otra parte, el objetivo de la homogeneidad (D
5- D
95) y puntos de acceso (D
2 y D
5) fueron considerados.
Para estimar el beneficio clínico de la utilización de IMPT Minimax en comparación con IMRT convencional, se utilizaron probabilidad normal complicación tisular (PNCT) los modelos de la xerostomía y la disfagia. El riesgo de xerostomía se estimó utilizando el modelo descrito por Houweling et al. [28]. En ese estudio, la xerostomía se definió como una reducción mínima en el flujo de saliva (ml /min) a 25% de nivel de línea de base. Para la disfagia, se utilizó un modelo de regresión multivariante PNCT para estimar el grado 2-4 RTOG disfunción en la deglución 6 meses después de la RT [29]. Ambas dosis medias de laringe supraglótica y superior del músculo constrictor faríngeo fueron variables de entrada individuales para este modelo. Además, los valores PNCT de IMRT y Minimax IMPT se compararon en el escenario del peor caso de error.
Resultados
nominal CTV cobertura
En los escenarios nominales (no relacionados con errores), todos los CTV fueron cubiertos adecuadamente en todos los planes basados en PTV y planes minimax. Nominal promedio CTV D
98 de todos los pacientes y configuraciones de campo fueron comparables para todas las modalidades investigadas (Tabla 3). Homogeneidad nominal dosis diana fue comparable en los planes de IMRT y IMPT Minimax y algo más homogénea en los planes basados en IMPT PTV (Tabla 3). La dosis homogeneidad meta más baja en los planes IMPT nominal escenario minimax se debió principalmente a un D
5 aumento de la CTV
70. Sin embargo, no hay puntos de acceso objetables fueron creados en CTV
70 en los planes con más de 2 campos (D
5 & lt; 73,6 Gy y D
2 & lt; 74,2 Gy en todos los pacientes). En escenarios de error, planes basados en PTV se hicieron más homogénea en comparación con IMRT y IMPT Minimax. En los planes de minimax con 2 campos de la dosis máxima fue en general superior (D
5 & lt; 73,9 Gy y D
2 & lt; 75,4 Gy). La dosis máxima se observó en CTV
70.
robustez Plan para la meta de cobertura
Como era de esperar, todos los planes de IMRT cumple el criterio de robustez, como mínimo perturbado D
de 98 () de todos los pacientes se mantuvieron por encima del umbral del criterio de robustez en presencia de errores sistemáticos (Fig 1A y 1C). Lo mismo es válido para los planes IMPT minimax para todas las configuraciones de campo (Figura 1B y 1D). Promedio perturbado 's de Minimax y IMRT fueron comparables (Tabla 3). Por el contrario, una gran parte de la perturbada por los planes basados en IMPT PTV no cumplió con el criterio. la meta de cobertura aceptable de CTV
70 y CTV
54.25 sólo estaba garantizada de 4 y 9 de cada 40 planes, respectivamente. Por otra parte, tanto para CTV, esto sólo fue en 1 de cada 40 planes. Esto corresponde a promedios que estaban por debajo del criterio de robustez (Tabla 3). Se observaron los planes basados en PTV robustos insuficientes en pacientes con HNC en todos los subsitios anatómicos incluidos como se indica en la Tabla 1. Además, la evaluación visual de las distribuciones de dosis perturbados mostró los puntos fríos centralizados en la CTV
70 (figura 2). Además, la homogeneidad dosis objetivo era más estable en Minimax que en los planes de IMPT con sede en el PTV, como los valores de homogeneidad perturbados () fueron menores en los planes minimax.
nominal D
98 (azul) y el peor de los casos escenario (rojo) de la sede en el PTV (a, c) y los planes IMPT minimax (b, d) para CTV
70 (ab) y CTV
54.25 (cd). Las líneas continuas se conectan los promedios y los diagramas de cajas representan la distribución de estos parámetros de todos los pacientes por tipo de plan. Las líneas azules horizontales representan el criterio de dosis CTV que marca el 95% de la dosis prescrita (66,5 Gy y 51,5 Gy).
distribuciones de dosis de IMRT (a, d) IMPT, basa-PTV (b , e) y minimax optimizado planes IMPT (c, f) en nominal (ac) y un escenario de error (df) con un error de configuración de x = 0,25; y = 0; z = 0,25 cm y un error gama de 3%. Tanto CTV
70 (líneas azules) y CTV
54.25 (líneas negras) se muestran en todas las distribuciones de dosis. planes IMPT fueron configurados con 3 campos.
Planes IMPT Por otra parte, mientras que un número creciente de campo no tuvo mucho efecto sobre la solidez del plan en los planes de minimax, con sede en el PTV en ella parecía tener un poco un efecto negativo en la CTV
54.25 cobertura (figura 1).
beneficio de IMPT Minimax en comparación con IMRT
al comparar IMPT Minimax para IMRT, hay un beneficio clínico potencial en términos de xerostomía estimado y disfagia PNCT valora en todos los pacientes. Sin embargo, la magnitud de este beneficio varió entre los pacientes con CCC individuales incluidos en este estudio (figura 3). Siete pacientes tuvieron relativamente grandes mejoras estimadas (ΔNTCP) con 5 configuraciones de campo. Estos pacientes tenían una reducción del 10% para al menos una de las probabilidades de complicaciones evaluados y más de 15% de reducción de los valores de xerostomía y Ntcp disfagia juntos. La suma de PNCT de los pacientes individuales se representan en la Figura 3. En promedio, las reducciones de Ntcp fueron 17,0% (IC del 95%; 13,0 a 21,1) para la xerostomía y 8,1% (IC 95%; 04/09 a 11/02) para la disfagia en estos 7 pacientes.
Los valores PNCT de xerostomía (superior) y la disfagia (inferior) se muestran por paciente para la IMRT (azul), 3-campo IMPT Minimax (gris) y 5-campo IMPT Minimax (verde). ΔNTCP valores que comparan la IMRT y 3 (tabla superior) o 5 campos (tabla inferior) de la xerostomía y la disfagia se muestran para cada paciente. también se da un resumen de estos ΔNTCP, y los pacientes están ordenadas en consecuencia. Las barras de error indican valores PNCT en mejor y peor escenario de caso de error
Los 3 pacientes restantes presentaron reducciones estimadas promedio de 6,5% (IC del 95%; 4.2 a 8.8). para la xerostomía y el 5,0% (95% CI; 1.2 a 8.8) para la disfagia. Los valores PNCT para la xerostomía ya eran bajos con IMRT en los dos pacientes con cáncer de laringe y el paciente con un cáncer de orofaringe T1N0. Por lo tanto, la reducción absoluta de estos valores se mantuvo relativamente pequeña.
El uso de un 5-campo en lugar de una configuración de 3-resultaron en valores más bajos de Ntcp en todos los pacientes (Fig 3). Se puede ver en la figura 4 que el aumento del número de campo mejora la preservación de tejido sano, pero que el beneficio no aumenta linealmente. En otras palabras, el beneficio estimado en términos de ΔNTCP todavía mejora pasando de 5 a 7 campos, pero no en la misma magnitud que va 2-3 o 3 a 5 campos.
ΔNTCP y 95% de confianza intervalo se dan como una función del número de campos IMPT minimax-optimizado para la xerostomía (izquierda), disfagia (derecha), para todos los pacientes (superiores) y los 7 pacientes con reducción del PNCT combinado mayor que 15% (inferior).
PNCT reducciones estimadas en el peor de los casos de IMPT Minimax en comparación con IMRT para la xerostomía y la disfagia fueron 17,1% (IC del 95%, 11,4-22,7) y 8,2% (IC del 95%; 06.01 a 10.04) en el más favorable 7 pacientes, respectivamente. Estas reducciones eran muy comparables a las de la situación nominal. Los pacientes PNCT diferencias individuales de IMRT, 3 y 5 de campo minimax campo planes IMPT también son comparables en ambos mejor y peor escenario de error caso, que se representa mediante barras de error en la figura 3.
Discusión
Nuestros resultados demuestran que los pacientes con CCC seleccionados pueden beneficiarse enormemente de robusta IMPT optimizado en comparación con IMRT en términos de valores PNCT xerostomía y disfagia estimados. Por otra parte, nuestro estudio mostró que la optimización minimax para IMPT es comparativamente robusta de los errores de configuración y alcance sistemáticas como el concepto PTV aplica comúnmente para IMRT. Los planes IMPT minimax tenían una cobertura adecuada de destino (D
98 & gt; 95% de la dosis prescrita) de los televisores en color en todos los escenarios de error 3120 simulados de estos planes. Además, el beneficio del PNCT IMPT de IMRT se mantuvo similar en los escenarios del peor caso de error, lo que indica que los remos investigados no son más sensibles a los errores con IMPT.
Por el contrario, el concepto de PTV IMPT mostró un rendimiento deficiente robustez en pacientes con CCC, la meta de cobertura como aceptable en presencia de errores sólo se obtuvo en 1 de 40 planes IMPT con sede en el PTV. Desde la ampliación del margen PTV a 5 mm no pudo evitar puntos fríos en la frontera y el centro de la CTV, un concepto margen parece inadecuado para IMPT. Estos resultados robustez PTV complementan estudios anteriores, lo que indica el uso del concepto desfavorable PTV para IMPT [14,15,17]. Sin embargo, el bajo rendimiento drásticamente robusta de lo que se puede ver a partir de nuestro resultado tiene que nuestro conocimiento nunca se ha demostrado que tal punto en HNC. Este rendimiento no fue mejorada por el uso de diferentes configuraciones del campo.
A pesar de que la IMRT y IMPT Minimax son comparables en términos de robustez, por lo general, no son comparables en términos de valores estimados PNCT. La mayoría de los pacientes incluidos en este estudio podría beneficiarse mucho de IMPT, debido a los cambios relativamente grandes PNCT. Sin embargo, este no fue el caso para todos los pacientes con CCC. Esto aboga por un procedimiento de selección cuidadosa de los pacientes que se benefician de HNC IMPT. Por lo tanto, consideramos análisis individualizado para ser esencial para la selección de pacientes para la terapia de protones HNC [30]. A pesar de que el umbral de & gt; 15% y la reducción de la xerostomía combinado PNCT disfagia para seleccionar los mejores pacientes con CCC se eligió arbitrariamente, creemos que a través de un método de este tipo de pacientes se pueden seleccionar que puede tener el mayor beneficio de la terapia de protones [31]. Es de destacar que el uso de diferentes modelos de Ntcp puede dar lugar a diferentes beneficios estimados. PNCT modelos actuales se desarrollan en poblaciones de pacientes que se irradiaban con IMRT y pueden ser diferentes cuando la dosis fue entregado con IMPT.
El beneficio clínico estimado de IMPT que fue mostrado por los estudios que compararon la IMRT y PTV-basa planes IMPT [5,32] potencialmente podrían haber sido mayores mediante el uso de la optimización robusta en lugar de planes basados en IMPT PTV. Esto fue demostrado por el estudio de Stuschke et al. [23]; robusto plan de optimización IMPT puede conducir a una disminución de la dosis de volumen corporal y remos (lóbulo temporal ipsilateral, el cerebelo y el tronco cerebral) en los pacientes con CCC. Nuestros hallazgos complementan esto, pero se mantuvieron fuera del alcance de este estudio descriptivo
.
El aumento del número de direcciones de campo no mejoró significativamente la robustez de IMPT a base de PTV, que está en consonancia con los resultados de Kraan et al. [17]. De hecho, un número creciente de campo dieron lugar a un menor número de pacientes con aceptable perturbado CTV
54.25 cobertura. Esto es probablemente debido a la mayor conformidad de dosis para el volumen de destino. planes Minimax IMPT no mostraron dependencia del campo específico de la solidez del plan teniendo en cuenta tanto los volúmenes de destino. En su lugar, se observó una relación entre el aumento de número de campo y una disminución de la dosis media a remos, que también se tradujo a estima reducida PNCT. Especialmente el aumento de dos a tres números de campo bajó la dosis a remos sustancialmente, que también fue visto por Hopfgartner et al. [18].
Estamos encaminados a una opción realista de errores de configuración y de rango en el robusta optimización y evaluación en este estudio, pero todavía se puede argumentar que son demasiado pequeños o demasiado grandes. Técnicas como la tomografía computarizada de haz cónico y la TC de energía dual no están comúnmente disponibles en las clínicas de protones, pero se puede esperar que sea una práctica habitual en un futuro próximo [33]. En este trabajo, la elección de la configuración y alcance errores en la planificación robusta, por tanto, es algo arbitrario y está sujeta a cambios dependiendo del desarrollo de las técnicas de imagen y verificación disponibles en las clínicas de tratamiento de protones. En segundo lugar, el margen PTV para los planes de protones se amplió con 1,5 mm, en un intento de tener en cuenta el error de rango, como resultado de imprecisiones CT. Aunque esto también se elige arbitrariamente, creemos que la ampliación del margen de PTV no mejoraría los resultados suficientemente, como en IMPT planea errores todavía se producirá en el centro de la CTV. Al lado de los errores CTV central ubicado, también los errores a menudo se encuentran en la frontera del volumen de destino. Por lo tanto, creemos que la reducción del PTV influirá en la robustez aún más.
A pesar de que ambas modalidades de IMRT y IMPT Minimax son robustos, no incluyendo la optimización robusta para los planes de IMRT y mediante el uso de un ancho de hoja de 10 mm en lugar de 5 mm podría haber sobrestimado el beneficio en términos de valores de PNCT IMPT algo [34]. Sin embargo, esperamos que la optimización robusta para IMRT no eliminará la importancia estimada de IMPT para los pacientes con CCC bien seleccionados, ya que los planes también el minimax IMPT podrían mejorarse. En contraste con IMRT, el tiempo de optimización de IMPT minimax es largo (~ 1 hora), lo que hace impracticable para iterar el procedimiento de optimización para encontrar el plan óptimo. Por otra parte, no incluidos en la optimización y evaluación de robustez son errores de configuración al azar, que desdibujan las distribuciones de dosis cambiando entre fraccionadamente. En el concepto de PTV los errores aleatorios se tienen en cuenta al ampliar el margen ligeramente [35], esperamos que lo mismo se puede aplicar para el uso de un error de configuración ligeramente ampliada como entrada para la optimización robusta. Se necesita más investigación para investigar si es que el impacto de los errores aleatorios para IMPT es similar a la de la IMRT en pacientes con CCC. Lo mismo se aplica a desplazamientos giratorios y deformaciones anatómicas. Creemos que algunos de estos errores de desplazamiento no rígidos en parte podría explicarse por la optimización robusta, ya que las técnicas de fijación (máscara termoplástica y reposacabezas) garantizan una mínima variación en la inclinación del cuello y estos errores pueden ser imitados por turnos rígidos que son simulados por la optimización robusta. Sin embargo, algunos cambios anatómicos pueden requerir un enfoque diferente robustez, tales como el modelado de deformación dentro de la optimización robusta o tratamiento de adaptación en línea [17].
Conclusión
Minimax optimizados planes de IMRT y IMPT eran comparativamente robusta en la presencia de todas las combinaciones simuladas de errores sistemáticos alcance y configuración, pero los planes basados en IMPT PTV no lo eran. El beneficio clínico estimado en términos de cobertura de destino adecuado y un mínimo de PNCT Minimax IMPT estaba en todo HNC más grande que la IMRT, pero en 7 especialmente importante. El beneficio del PNCT IMPT comparación con IMRT se mantuvo similar en los escenarios del peor caso de error. Un número creciente de campo no contribuyeron a planificar robustez, pero contribuyeron a la sustitución de órganos. Por lo tanto, llegamos a la conclusión de que IMPT Minimax con un número suficiente de campos ofrece la oportunidad de crear planes robustos con mayor beneficio clínico estimado en comparación con IMRT.
Apoyo a la Información
S1 Fig. volúmenes de destino y órgano en objetivos riesgos
doi:. 10.1371 /journal.pone.0152477.s001 gratis (DOCX)
S1 tabla. objetivos de dosis medias utilizadas para la optimización de la IMRT y IMPT Minimax
doi: 10.1371. /journal.pone.0152477.s002 gratis (DOCX)
Reconocimientos
La excelente asistencia en la planificación de Patrick Kalk y Herman Credoe es muy apreciada. Agradecemos a Albin Fredriksson por su valioso apoyo.