Halcyon 系统实现临床放疗价值突破性进展 | Varian

Halcyon 系统实现临床放疗价值突破性进展

瓦里安每次技术创新都是围绕实现更有效的肿瘤治疗:给予肿瘤足够照射剂量的同时,减少正常组织照射,从而提高肿瘤控制率,降低放疗副反应。从这个角度而言,Halcyon 速锐这款突破创新型智慧放疗平台为放疗专家带来全新的认知与体会。

Halcyon 不仅拥有超大孔径治疗空间,还具备独特的“双子星”快速双层多叶准直器(MLC),它采用层叠交错设计,将叶片间射线透射率降低到业界从未有过的0.01%水平。此外,叶片移动速度提高到2倍,机架转速提高到4倍,100%图像引导放疗等,这一系列的突破性创新实现了更优放疗计划和更精准照射,可以有效降低正常组织照射剂量。下面的相关临床研究将向您展示这些创新带来的临床获益。

Halcyon 创新技术之一——快速双层 MLC

 

治疗计划优异,正常组织保护更好

2017年9月世界知名的宾夕法尼亚大学医院完成世界首例 Halcyon 患者治疗,2018年11月该院安装第二台,已开展多项临床研究,充分展示了 Halcyon 双层 MLC 在治疗计划剂量学的突出优势。

宾夕法尼亚大学医院对比 Halcyon 与 C 形臂直线加速器(MLC 5mm)治疗9例头颈肿瘤,在 Eclipse 进行计划设计,相同患者同一个等中心,相同靶区剂量覆盖,分别设计 IMRT 和 VMAT 计划,对比正常组织照射剂量(图1),IMRT 9 野治疗计划中,Halcyon 对正常组织食管、喉、腮腺照射剂量降低。

Halcyon 系统实现临床放疗价值突破性进展

图1 正常组织照射剂量对比
(0值无差异,负值表示Halcyon双层MLC对正常组织保护更优)

大家可能有疑问为什么 Halcyon 双层 MLC 设计对正常组织保护更好?该研究也进行了这方面探索,将 C 形臂直线加速器 MLC 的等效剂量学间距(DLG),叶片速度(Leaf speed)和叶片间透射(Transmission)分别模拟与 Halcyon 双层 MLC 匹配,重新优化计划,提高以上任意一个 MLC 参数都能够减少正常组织照射,其中叶片间低透射对正常组织保护起主要作用(图2)。

Halcyon 系统实现临床放疗价值突破性进展

图2 不同 MLC 参数正常组织剂量对比

并且,Halcyon 的机架转速提高到过去的4倍,MLC 运行速度提高到过去的2倍,能够在更短时间内实现多野 IMRT 或多弧 VMAT 治疗,更好保护临近危及器官,特别是复杂的鼻咽癌、盆腔肿瘤等放疗,例如山东肿瘤医院4弧 VMAT 治疗宫颈癌,更好保护膀胱和直肠等正常组织,放疗出束时间只有2分钟。

Halcyon 系统实现临床放疗价值突破性进展

图片来自山东省肿瘤医院

Halcyon 创新技术之二—— CBCT 成像时间15秒

 

真正实现患者每日图像引导精准放疗

有了优异的放疗计划,尽量减少放疗误差是保证高质量治疗关键。图像引导放疗(IGRT)主要是利用影像设备采集肿瘤或邻近组织结构图像,与计划 CT 图像配准,从而纠正激光灯摆位误差,降低临床实践中如制作的体膜、体垫重复性较差,患者体重下降或肥胖等各种不确定因素带来的放疗误差,实现精准放疗。

Halcyon 系统实现临床放疗价值突破性进展

图4 头颈肿瘤调强放疗摆位(来自网络media.npr.org)

因此,一些国际知名癌症中心开展了有关图像引导放疗临床价值的研究。M.D.Anderson 癌症中心回顾性分析24例头颈肿瘤调强放疗患者,MVCT 图像引导放疗,该研究针对不同图像引导频率:一次都不用到隔日图像引导(0%到50%),统计患者摆位误差大小,结果显示即使隔日一次图像引导放疗,对于临床上常用的 3mm 误差外放(CTV-PTV),仍有9%患者放疗超出此误差允许范围(图5,图6)。所以该研究作者指出每日 IGRT 能够更好保护正常组织,特别是对临近靶区的功能器官的保护。

Halcyon 系统实现临床放疗价值突破性进展

图5 不同频率 IGRT 分别对三个方向摆位误差影响

Halcyon 系统实现临床放疗价值突破性进展

图6 不同频率 IGRT 对三个方向摆位误差矢量和影响

每日 IGRT 不仅更好保护靶区临近正常组织,也有研究能够提高肿瘤局控率,延长患者生存时间,新泽西州癌症中心回顾性分析了91例局部晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者同步放化疗,42例每日 IGRT 组患者中位生存36.4个月,而49例每周一次 IGRT 组中位生存14.9个月(P=0.01)(图7),局部肿瘤进展时间分别为21.4月和10.9月(图8),在此研究中每日 IGRT 提高了肿瘤局部控制率和患者生存时间。

Halcyon 系统实现临床放疗价值突破性进展

Alexis Bujold 等发表到放疗绿皮杂志综述也回顾性分析了既往临床研究中图像引导放疗的重要性,对于盆腔肿瘤放疗,如前列腺癌等,由于肥胖患者体表摆位标记线不确定性大,无图像引导摆位治疗会造成放射生物学效应下降20%,并且每次应用图像引导摆位放疗,能够了解膀胱充盈状态和直肠位置,也可适当降低 CTV-PTV 外放范围,从而降低膀胱和直肠放射性损伤。

当然,很多医院 C 形臂直线加速器上也有影像系统,但是真正实现100%图像引导放疗面临一些挑战,举例来说,C 形臂直线加速器完成一次 CBCT 图像引导摆位大约4分钟,对于高负荷运行的放疗科无法实现每个患者100%图像引导放疗,只在放疗第一次或每周一次 IGRT,也有放疗医生担心正常组织的 X 线辐射量无法评估。Halcyon 的创新技术完成 CBCT 成像仅需要15秒,并且能够将成像剂量优化到计划计算中,评估正常组织总照射剂量,不增加治疗时间,实现100%图像引导快速精准放疗。

所以,Halcyon 在技术上的创新为患者放疗带来的获益是显而易见的,能够灵活实现更优治疗计划,真正实现了每日图像引导快速精准放疗,从而提高肿瘤局部控制率,更好地保护正常组织,降低正常组织放疗副反应,提高患者放疗耐受性和生活质量。

参考文献:

(1) Taoran Li , Ryan Scheuermann , Alexander Lin, et al. Cureus. 2018, 10(11): e3648.
(2) Omar A. Zeidan, Katja M. Langen, et al. Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., 2007, Vol. 67, No. 3, pp. 670–677.
(3) Matthew P. Deek, Sinae Kim, Ning Yue, et al. Journal of Thoracic Disease, 2016, Vol 8, No 9.
(4) Alexis Bujold, Tim Craig, David Jaffray, et al. Radiatoin Oncology, 2012, 22:50-61.

* Halcyon:国械注准20183050514
* Eclipse:国械注进20153700987