对流行的立体定向放射外科治疗单个小的脑转移瘤的剂量学比较、治疗效率评估和生物学评价

《Frontiers in Oncology》 杂志 2021年8月5日在线发表上海胸科医院的Yanhua Duan, Hongbin Cao, Boheng Wu,等撰写的《对流行的立体定向放射外科治疗单个小的脑转移瘤的剂量学比较、治疗效率评估和生物学评价。Dosimetric Comparison, Treatment Efficiency Estimation, and Biological Evaluation of Popular Stereotactic Radiosurgery Options in Treating Single Small Brain Metastasis 》 （doi: 10.3389/fonc.2021.716152.）。

目的:

本研究旨在展示（玛西普）伽玛装置（GK）、锥形VMAT(Cone-VMAT)和MLC-CRT (数控多叶准直器-适形放疗)三种立体定向放射外科(SRS)治疗单个小的脑转移瘤的优势。

材料和方法:

回顾性生成11例单发小的脑转移患者的GK、Cone-VMAT和MLC-CRT 的SRS治疗计划，其肿瘤体积(GTV)为0.18 - 0.76 cc(中位体积为0.60 cc)。比较和评价了三种技术的剂量学参数、治疗效率和生物学参数。研究了计划靶体积(PTV)的指标变化。

GK（伽玛刀）方案由两名在仁济医院和海军专业医疗中心工作超过5年的物理师设计和审核，使用（玛西普）MASEP SuperPlan系统(V4.2, MASEP instruments, Inc, Shenzhen, China)作为SRS头部治疗设备(MASEP instruments, Inc, Shenzhen, China)。SRS头部治疗设备有25个Co-60源，分布在四个扇区。每个位置对应一个不同尺寸的准直器。每个区域的每个钴源都有5种不同尺寸的开放准直器(4,8,14,18,22 mm)，以及一个闭塞的准直器，以符合不同形状和尺寸的病变。因为四个扇区中的每个扇区都可以独立移动，所以可以用多个复合靶点创建平面图，其中每个扇区具有不同的准直器尺寸。GK计划从手动靶点设置开始，根据靶体积填充复合中小型准直器，然后进行优化。初始优化后，在剂量分布不是很适形的情况下，其覆盖率通常达到95%左右。然后引入计划调整，通过处方剂量和更适形的剂量分布实现99%的PTV覆盖率。调整包括改变每个现有靶点的位置和权重，并添加新的靶点。

结果:

GK和MLC-CRT方案适形性指数(CI)相似，高于Cone-VMAT方案。Cone-VMAT的12 Gy覆盖体积(V12)和梯度指数(GI)与GK类似，低于MLC-CRT。GK、Cone-VMAT和MLC-CRT的均质性指数(HI)依次降低。GK的3 Gy (V3)和6 Gy (V6)的覆盖体积最低，MLC-CRT的上述覆盖体积最高。GK、Cone-VMAT和MLC-CRT的射线束开启时间（The beam-on time）和治疗时间（treatment time）依次减少。三种SRS治疗方案的肿瘤控制概率(TCP)均大于98%，所有危及器官(OARs)的正常组织并发症概率(NTCP)均小于0.01%。GK和Cone-VMAT对正常脑组织的TCP和NTCP均优于MLC-CRT。Cone-VMAT和GK的所有指标的相对值随靶体积变化很小。除了HI（均质性指数）和TCP（肿瘤控制概率）没有变化外，随着靶体积的增加，MLC-CRT的其他结果相对于GK有改善。当靶体积分别超过2 cc和1.44 cc时，相比GK和Cone-VMAT，MLC-CRT产生的CI（适形性指数）较高。

结论:

对于单个小的脑转移瘤，Cone-VMAT可作为无GK的中心的替代选择。MLC-CRT除了治疗时间短的优势外，随着靶体积的增加，CI（适形性指数）表现出优势。治疗中心可以根据医院条件和患者的个人需求，在个案基础上选择适当的SRS技术。

总的来说，这项研究为GK、Cone-VMAT和MLC-CRT治疗单个小的脑转移瘤提供了有用的剂量学、治疗效率和生物学见解。结果表明，在V3和V6中，GK的性能优于其他两种技术，但所有这些基本上都是以更长的射线束开启时间为代价的（ the cost of longer beam-on times）。

Cone- VMAT在V12、GI、TCP和正常脑组织NTPC方面可与GK相媲美，可作为GK治疗单个小的脑转移瘤的替代治疗方案。

MLC-CRT在剂量学和生物学方面不突出，但在缩短治疗时间方面有明显优势。

此外，Cone-VMAT和GK的相对性能（the relative performance）与靶体积无关。除了HI和TCP几乎没有变化外，相对于GK，大部分MLC-CRT的结果都随着靶体积的增加而改善。当靶体积分别增加到2和1.44 cc以上时，MLC-CRT的CI高于GK和Cone-VMAT的。治疗中心应综合评估剂量学、治疗效率及临床因素，对单发小的脑转移瘤患者单独选择合适的SRS治疗方法。