ارزیابی تغییرات آناتومیک و دزیمتریک تومور و ارگان‌های در معرض خطر در طول پرتودرمانی با دستگاه توموتراپی برای تومورهای مغزی و بررسی ضرورت پرتودرمانی تطبیقی

نوع مقاله : Original Article(s)

نویسندگان

1 استاد، مرکز تحقیقات پردازش تصویر و سیگنال پزشکی، دانشکده‌ی فن‌آوری‌های نوین علوم پزشکی، و گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران گروه فیزیک

2 استادیار، گروه انکولوژی پرتوی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

3 بخش فیزیک پزشکی، گروه انکولوژی پرتوی، دانشکده پزشکی سیدنی کیمل، دانشگاه توماس جفرسون، فیلادلفیا، ایالات متحده آمریکا

4 دانشجوی کارشناسی، کمیته‌ی تحقیقات دانشجویی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

10.48305/jims.v43.i812.0401

چکیده

مقاله پژوهشی




مقدمه: در مورد تغییرات آناتومیکی و دزیمتریک در طول پرتودرمانی تومورهای مغزی، نظرات متفاوتی وجود دارد. هدف از این مطالعه، ارزیابی تغییرات آناتومیک و دزیمتریک تومور و ارگان‌های در معرض خطر در طول پرتودرمانی و ارزیابی میزان ضرورت انجام پرتودرمانی تطبیقی (Adaptive radiotion therapy) ART بود.
روش‌ها: این مطالعه‌ی توصیفی- تحلیلی از نوع مقطعی بود که بر روی 44 نفر از بیماران مبتلا به تومورهای مغزی که با توموتراپی مارپیچی درمان شده بودند انجام شد. تفاوت‌های بین حجم و دوز PTV و OARها در مرحله طراحی درمان، اولین و آخرین جلسه‌ی درمان بدست آمدند. تفاوت بین دوزهای واقعی تجمعی در آخرین جلسه و دوزهای طراحی شده جهت ارزیابی میزان ضرورت ART استفاده شد.
یافته‌ها: حداکثر 09/9 درصد از کل بیماران مبتلا به تومورهای مغزی در اثر تغییرات آناتومیک حین پرتودرمانی، بعضی از OARهای آن‌ها (ساقه مغز) دوز بیش از حد تحمل دریافت نمودند و نیاز به ART داشتند. حدود 20/45 درصد از آنها به دلیل نزدیکی OARهای آن‌ها به تومور در همان مرحله طراحی درمان، بالاتر از حد تحمل بافت دوز دریافت می نمودند و تغییرات حجم و دوز در حین پرتودرمانی باعث این دریافت دوز بیش از حد تحمل نشده بود.
نتیجه‌گیری: با در نظر گرفتن اینکه تغییرات آناتومیکی به چه میزان منجر به این شده که هر ارگان، دوز بیش از حد تحمل خود دریافت نماید، درصد کمی از بیماران به استفاده از ART نیاز داشتند. از طرفی کاهش بازه‌ی زمانی بین شبیه‌سازی و اولین جلسه‌ی درمان می‌تواند نقش مهم‌تری در کاهش تفاوت‌ها در مراحل پرتودرمانی داشته باشد.

تازه های تحقیق

علی چاپاریان : Google Scholar, PubMed

مهسا کیانی نیا: Google Scholar, PubMed

حمیدرضا نوری زاد:  Google Scholar, PubMed

 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Anatomical and Dosimetric Changes in the Tumor and Organs at Risk During Radiotherapy with a Tomotherapy Device for Brain Tumors and Investigation of the Necessity of Adaptive Radiation Therapy

نویسندگان [English]

  • Ali Chaparian 1
  • Mahsa Kianinia 2
  • Hamidreza Nourzadeh 3
  • Farnaz HajiRahman 4
1 Professor, Medical Image and Signal Processing Research Center, School of Advanced Technologies in Medicine, AND Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Radiation Oncology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3 Medical Physics Division, Department of Radiation Oncology, Sidney Kimmel Medical College, Thomas Jefferson University, Philadelphia, USA
4 BSc student, Student Research Committee, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: There are different opinions about anatomical and dosimetric changes during radiotherapy of brain tumors. The aim of this study was to evaluate anatomical and dosimetric changes of the tumor and organs at risk (OARs) during radiotherapy and to assess the necessity of adaptive radiotion therapy (ART).
Methods: This cross-sectional descriptive-analytic study was conducted on 44 patients with brain tumors treated with helical tomotherapy. Differences in planning target volume (PTV) and OARs' volume and dose were obtained at the treatment planning stage, the first and last treatment fractions. The difference between the actual cumulative doses at the last fraction and the initial planned doses was used to evaluate ART necessity.
Findings: Up to 9.09% of all patients with brain tumors received an overdose to some of their OARs (brainstem) due to anatomical changes during radiotherapy and required ART. About 20.45% of all patients received a dose above the tissue tolerance level due to the proximity of their OARs to the tumor at the treatment planning stage, and the volume and dose changes during radiotherapy did not cause this overdose.
Conclusion: Considering how much anatomical changes lead to each organ receiving a dose that exceeds its tolerance, a small percentage of patients needed ART. On the other hand, reducing the time interval between simulation and the first treatment session could play a more significant role in reducing differences during radiotherapy stages.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Brain tumors
  • Anatomical
  • Dosimetry
  • Helical tomotherapy
  • Adaptive radiotherapy

مراجع

  1. Lapointe S, Perry A, Butowski NA. Primary brain tumours in adults. Lancet 2018; 392(10145): 432-46.
  2. Khoo VS, Oldham M, Adams EJ, Bedford JL, Webb S, Brada M. Comparison of intensity-modulated tomotherapy with stereotactically guided conformal radiotherapy for brain tumors. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1999; 45(2): 415-25.
  3. Darázs B, Ruskó L, Végváry Z, Ferenczi L, Dobi Á, Paczona V, Varga Z, Fodor E, Hideghéty K. Subventricular zone volumetric and dosimetric changes during postoperative brain tumor irradiation and its impact on overall survival. Phys Med 2019; 68: 35-40.
  4. Zhang L, Wang Z, Shi C, Long T, Xu XG. The impact of robustness of deformable image registration on contour propagation and dose accumulation for head and neck adaptive radiotherapy. J Appl Clin Med Phys 2018; 19(4): 185-94.
  5. Saito N, Schmitt D, Bangert M. Correlation between intrafractional motion and dosimetric changes for prostate IMRT: Comparison of different adaptive strategies. J Appl Clin Med Phys 2018; 19(4): 87-97.
  6. Matsuo Y. A promising result of locoregional tumor control with biologically adaptive radiotherapy in patients with locally advanced non-small cell lung cancer. Transl Lung Cancer Res 2018; 7(Suppl 2): S111-S113.
  7. Mehta S, Gajjar SR, Padgett KR, Asher D, Stoyanova R, Ford JC, et al. Daily tracking of glioblastoma resection cavity, cerebral edema, and tumor volume with MRI-guided radiation therapy. Cureus 2018; 10(3): e2346.
  8. Ruschin ME, Sahgal A, Chugh B, Lau A, Tseng CL, Myrehaug S, Lee Y. Preliminary investigation of adaptive glioblastoma radiation therapy using the integrated high-field MRI-LINAC. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2017; 99(2): E717.
  9. Stewart J, Sahgal A, Lee Y, Soliman H, Tseng CL, Detsky J, et al. Quantitating interfraction target dynamics during concurrent chemoradiation for glioblastoma: a prospective serial imaging study. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2021; 109(3): 736-46.
  10. Bernchou U, Arnold TS, Axelsen B, Klüver-Kristensen M, Mahmood F, Harbo FS, et al. Evolution of the gross tumour volume extent during radiotherapy for glioblastomas. Radiother Oncol 2021; 160: 40-6.
  11. Şenkesen Ö, Arifoğlu A, Tezcanlı E. The effect of surgical resection extent on boost volume changes during radiotherapy for glioblastoma. Turk J Oncol 2023; 38(1).
  12. Zhao L, Wan Q, Zhou Y, Deng X, Xie C, Wu S. The role of replanning in fractionated intensity modulated radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma. Radiother Oncol 2011; 98(1): 23-7.
  13. Vanderstraeten B, Berwouts D, Goddeeris B, Duprez F, De Neve W, Lievens Y. Adaptive intensity-modulated radiation therapy for head and neck cancer: is it affordable?. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2014; 90(1): S107-8.
  14. Chetty IJ, Cai B, Chuong MD, Dawes SL, Hall WA, Helms AR, et al. Quality and safety considerations for adaptive radiation therapy: An ASTRO white paper: ASTRO ART safety white paper. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2025; 122(4): 838-64.
  15. Kupelian P, Langen K. Helical tomotherapy: image-guided and adaptive radiotherapy. Front Radiat Ther Oncol 2010; 43: 165.
  16. Castelli J, Simon A, Rigaud B, Lafond C, Chajon E, Ospina JD, et al. A Nomogram to predict parotid gland overdose in head and neck IMRT. Radiat Oncol 2016; 11: 79.
  17. Brown E, Owen R, Harden F, Mengersen K, Oestreich K, Houghton W, et al. Predicting the need for adaptive radiotherapy in head and neck cancer. Radiother Oncol 2015; 116(1): 57-63.
  18. Surucu M, Shah KK, Mescioglu I, Roeske JC, Small Jr W, Choi M, et al. Decision trees predicting tumor shrinkage for head and neck cancer: implications for adaptive radiotherapy. Technol Cancer Res Treat 2016; 15(1): 139-45.
  19. RTOG Protocol. [Sep 20, 2010]. Available from: http://rtog.org/ members/ protocols.
  20. Hessen ED, van Buuren LD, Nijkamp JA, de Vries KC, Mok WK, Dewit L, et al. Significant tumor shift in patients treated with stereotactic radiosurgery for brain metastasis. Clin Transl Radiat Oncol 2017; 2: 23-8.
  21. Champ CE, Siglin J, Mishra MV, Shen X, Werner-Wasik M, Andrews DW, Mayekar SU, Liu H, Shi W. Evaluating changes in radiation treatment volumes from post-operative to same-day planning MRI in High-grade gliomas. Radiat Oncol 2012; 7: 220.
  22. Şenkesen Ö, Tezcanlı E, Abacıoğlu MU, Özen Z, Çöne D, Küçücük H, et al. Limited field adaptive radiotherapy for glioblastoma: changes in target volume and organ at risk doses. Radiat Oncol J 2022; 40(1): 9-19.
  23. Emami B. Tolerance of normal tissue to therapeutic radiation. Rep Radiother Oncol 2013; 1(1): 123-7.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 43، شماره 812
هفته 4، خرداد
خرداد و تیر 1404
صفحه 401-410

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 05 فروردین 1404
  • تاریخ پذیرش: 25 خرداد 1404

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار