حفاظت از هیپوکامپ در پرتودرمانی به روش نقاشی دز در تومورهای گلیوما با درجه‌ی بالا

فرهنگ, شیرین; توکلی, محمدباقر; عابدی, ایرج

حفاظت از هیپوکامپ در پرتودرمانی به روش نقاشی دز در تومورهای گلیوما با درجه‌ی بالا

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

² استاد، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

³ دانشجوی دکتری، گروه فیزیک‌پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: این مطالعه، با هدف تعیین دز جذبی هیپوکامپ در پرتودرمانی گلیومای مغزی با درجه‌ی بالا با استفاده از روش نقاشی دز و مقایسه‌ی آن با روش‌های پرتودرمانی تطبیقی سه بعدی و پرتودرمانی با شدت تعدیل شده (Intensity-modulated radiation therapy یا IMRT) انجام شد.روش‌ها: مطالعه‌ی حاضر در بخش پرتودرمانی بیمارستان میلاد اصفهان انجام شد. تصاویر Magnetic resonance imaging (MRI) 24 بیمار مبتلا به تومور گلیوما با درجه‌ی بالای مغزی گرفته شد. تمامی حجم‌های پرتودرمانی برای بیماران مشخص شد و سپس، اندام در خطر کانتور گردید. برای هر بیمار، چهار Planning target volume (PTV) تعریف شد. PTV4 فقط برای روش نقاشی دز تعیین شد و در این روش دز تا 72 گری افزایش یافت. در نهایت، با استفاده از ویژگی‌های سیستم طراحی درمان، سه روش برای هر بیمار شبیه‌سازی و تکنیک بهینه معرفی گردید.یافته‌ها: میانگین دز رسیده به هیپوکامپ در روش سه بعدی تطبیقی، 772/4 و در روش IMRT، 174/4 و در روش نقاشی دز، 668/5 گری بود. با افزایش 2/1 درصد دز در روش نقاشی دز نسبت به IMRT، 357/1 درصد افزایش در مقدار دز جذبی هیپوکامپ مشاهده شد که با توجه به آستانه‌ی تحمل دز هیپوکامپ، آسیب جدی به آن وارد نمی‌شود و در ازای آن، کنترل بیشتری بر روی تومور ایجاد می‌گردد.نتیجه‌گیری: در این مطالعه، اهمیت تصاویر Multi-parametric MRI در روش نقاشی دز به دست آمده است؛ چرا که با استفاده از این تصاویر، برای مشخص کردن مناطق مختلف تومور، می‌توان دز دریافتی تومور را به مقدار قابل توجهی افزایش داد؛ در حالی که اعضای اطراف تومور آسیب جدی نبینند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Hippocampal Sparing in Dose-Painting Radiotherapy in High-Grade Glioma

نویسندگان [English]

Shirin Farhang ¹
Mohammadbagher Tavakoli ²
Iraj Abedi ³

¹ MSc Student, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran

² Professor, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran

³ PhD Student, Department of Medical Physics, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran

چکیده [English]

Background: This study aimed to determine hippocampal absorbed dose in radiotherapy of high-grade brain glioma using dose painting method and to compare it with intensity-modulated radiation therapy (IMRT) and three-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT).Methods: In Milad hospital radiotherapy section in Isfahan, Iran, images from 24 patients with high-grade brain glioma were acquired. All radiotherapy volumes for patients were defined and then, at risk organ was contoured. There were 4 planning target volumes (PTVs) defined for each patient. PTV4 just has been defined for dose painting method and the given dose was increased up to 72 Gy in this method. Finally for each patient, by using treatment planning system characteristics, 3 methods were simulated and the optimal technique was represented.Findings: The average hippocampus-received dose was 4.772, 4.174, and 5.668 Gy in 3D-CRT, IMRT, and dose painting methods, respectively. Increasing the dose in dose painting method by 1.2% than in IMRT method resulted in 1.357% increasing in hippocampal-absorbed dose; considering the hippocampal tolerance dose, it would not cause serious injury and in return tumors, would be controlled more effectively.Conclusion: In this study, the importance of multi-parametric magnetic resonance imaging (MRI) in dose painting method was achieved. As by using these images for determining the different parts of tumor, tumor-received dose significantly increased; while the organs around the tumor received no serious damage.

کلیدواژه‌ها [English]

Glioma
Hippocampus
Three-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT)
Intensity-modulated radiation therapy (IMRT)
Dose painting

مراجع

Gladson CL, Prayson RA, Liu WM. The pathobiology of glioma tumors. Annu Rev Pathol 2010; 5: 33-50.
Dirix P, Nuyts S. Evidence-based organ-sparing radiotherapy in head and neck cancer. Lancet Oncol 2010; 11(1): 85-91.
Schwartzbaum JA, Fisher JL, Aldape KD, Wrensch M. Epidemiology and molecular pathology of glioma. Nat Clin Pract Neurol 2006; 2(9): 494-503.
Juratli TA, Schackert G, Krex D. Current status of local therapy in malignant gliomas--a clinical review of three selected approaches. Pharmacol Ther 2013; 139(3): 341-58.
Marsh JC, Ziel GE, Diaz AZ, Wendt JA, Gobole R, Turian JV. Integral dose delivered to normal brain with conventional intensity-modulated radiotherapy (IMRT) and helical tomotherapy IMRT during partial brain radiotherapy for high-grade gliomas with and without selective sparing of the hippocampus, limbic circuit and neural stem cell compartment. J Med Imaging Radiat Oncol 2013; 57(3): 378-83.
Law M, Yang S, Wang H, Babb JS, Johnson G, Cha S, et al. Glioma grading: sensitivity, specificity, and predictive values of perfusion MR imaging and proton MR spectroscopic imaging compared with conventional MR imaging. AJNR Am J Neuroradiol 2003; 24(10): 1989-98.
Marsh JC, Godbole R, Diaz AZ, Gielda BT, Turian JV. Sparing of the hippocampus, limbic circuit and neural stem cell compartment during partial brain radiotherapy for glioma: a dosimetric feasibility study. J Med Imaging Radiat Oncol 2011; 55(4): 442-9.
Yartsev S, Kron T, Cozzi L, Fogliata A, Bauman G. Tomotherapy planning of small brain tumours. Radiother Oncol 2005; 74(1): 49-52.
Farjam R, Pramanik P, Aryal MP, Srinivasan A, Chapman CH, Tsien CI, et al. A Radiation-Induced Hippocampal Vascular Injury Surrogate Marker Predicts Late Neurocognitive Dysfunction. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2015; 93(4): 908-15.
Shahbazi-Gahrouei D. Novel MR imaging contrast agents for cancer detection. J Res Med Sci 2009; 14(3): 141-7.
Chera BS, Amdur RJ, Patel P, Mendenhall WM. A radiation oncologist's guide to contouring the hippocampus. Am J Clin Oncol 2009; 32(1): 20-2.
Bleehen NM, Stenning SP. A Medical Research Council trial of two radiotherapy doses in the treatment of grades 3 and 4 astrocytoma. The Medical Research Council Brain Tumour Working Party. Br J Cancer 1991; 64(4): 769-74.
Hunt MA, Burman CM. Treatment planning considerations in IMRT. In: Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, editor. A practical guide to intensity-modulated radiation therapy. 1st ed. Madison, WI: Medical Physics Pub Corp; 2003. p. 103-21.