基于直线加速器的SRS成为多发脑转移瘤放疗的中坚力量 — 多发脑转移瘤治疗新常态 | Varian

基于直线加速器的SRS成为多发脑转移瘤放疗的中坚力量  — 多发脑转移瘤治疗新常态

基于直线加速器的SRS成为多发脑转移瘤放疗的中坚力量 — 多发脑转移瘤治疗新常态

脑转移是肿瘤患者发病和致死的重要原因,影响20% - 40%的肿瘤患者。对颅内转移瘤的治疗策略包括:立体定向放射外科(SRS)、全脑放疗、手术切除等。以往脑转移瘤的治疗模式为单独全脑放疗或者结合手术切除,SRS技术的出现显著降低了治疗对认知功能的毒性,SRS应用率显著提高,并成为治疗颅内转移的重要模式。

2016年,耶鲁大学Henry Park, MD, MPH报告了基于加速器的SRS愈发普遍的情况,其研究表明对于肺癌引起的多发脑转移瘤治疗,在2003至2011年的8年之内,加速器治疗有了接近10倍的增长(由3.2%增长至30.8%)[1]

2018年,由Wenjin Shi, MD, PhD领导的美国Thomas Jefferson University的研究团队,发表在Springer Journal of Radiation Oncology的文章 [2],揭示了基于C形臂直线加速器的SRS成为多发脑转移瘤放疗的中坚力量。

研究团队将包含18个问题的调查问卷,下发到美国国家癌症研究所指定的(60个)癌症中心。来自51个癌症中心的116位放射肿瘤医生完成了问卷调查。

调查发现:

• 基于加速器的SRS治疗是最常用的模式,占比为54.4%,伽马刀(Gamma Knife)占比为31.6%,CyberKnife占比为14.0%,如下图表格节选;

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• 并且单等中心技术治疗多个脑转移是常用的模式(43.9%),其次是多等中心(26%),另有30%受访医生未报告这项内容;
• 对于不超过10个病灶的情况,74%的受访医生建议使用SRS治疗,对于超过10个病灶的情况,83%的受访医生建议进行全脑照射(WBRT)。

注:在全脑照射方面,使用加速器照射比Gamma Knife和CyberKnife更有优势。

可以看到加速器治疗成为比其他模式(Gamma Knife和 CyberKnife)更受欢迎的治疗模式,这在本质上与3-8年前的情况有显著的不同。出现这种变化,很大程度上是由于世界范围内多个中心发表的文章和研究,包括UAB的文章,以及近期Thomas 2014[3]和Yuan 2018[4]等其他团队,证明了、并且发展了对颅内多发转移瘤的单等中心治疗技术。

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HyperArc技术是在瓦里安TrueBeam平台结合先进的优化算法、加速硬件和机器人等技术打造的“一键式”非共面立体定向放射外科解决方案。具有如下特点:

• 自动治疗计划优化:自动寻找最佳的机架入射角度和路径,从而最大程度照射尽可能多的靶区,并减少危及器官受量;
• 设置患者保护区域,并可以进行治疗前的治疗计划虚拟运行,以防碰撞;
• 机器人自动实施照射:“一键式”治疗——自动化执行所有治疗野和图像引导序列。

随着越来越多的医院采用Varian SRS解决方案“HyperArc” [5-7],来治疗颅内多发转移瘤以及其他颅内靶区,越来越多的患者将从优化了治疗质量和治疗效率的HyperArc单等中心治疗技术中获益。

最近,美国Rutgers University、Thomas Jefferson University和University of Pennsylvania三所大学做了“脑多发转移瘤当代立体定向放射外科治疗方法的多中心剂量学评价”联合研究[8],针对多发脑转移瘤患者16例,4-10个转移瘤,研究显示:

• 对于靶区直径<1cm,基于加速器的HyperArc技术与Gamma Knife 的适形指数(CI)相当;当直径>1cm, HyperArc计划适形指数(CI)明显优于Gamma Knife,梯度指数(GI)相当。

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• 脑组织V12Gy(靶点周边脑组织接受12Gy剂量的体积),对于直径<1cm的靶区,HyperArc与Gamma Knife 相当;对于靶区直径>1cm, HyperArc 优于Gamma Knife;

 

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• 相比于Gamma Knife需要约140分钟左右的出束时间,HyperArc出束时间仅为6分钟左右,明显缩短了出束时间;

• 另外,相比于人工制定VMAT治疗计划,HyperArc技术能够同时提高优化效率和治疗计划质量的标准化。

对于我国医学物理师资源较为匮乏的现状,HyperArc技术能够一定程度上给予缓解,即使缺乏具有丰富经验的物理师,也能够为多发脑转移瘤自动优化设计出高质量的治疗计划。

参考文献:

[1] Henry S. Park, Elyn H. Wang, et al. Changing practice patterns of Gamma Knife versus linear accelerator–based stereotactic radiosurgery for brain metastases in the US. J Neurosurg 124:1018–1024, 2016

[2] Erik Scott Blomain, Hyun Kim, et al. Stereotactic radiosurgery practice patterns for brain metastases in the United States: a national survey. Journal of Radiation Oncology (2018) 7:241–246

[3] Thomas EM, Popple RA, Wu X, Clark GM, Markert JM, Guthrie BL, Yuan Y, Dobelbower MC, Spencer SA, Fiveash JB. Comparison of plan quality and delivery time between volumetric arc therapy (RapidArc) and Gamma Knife radiosurgery for multiple cranial metastases. Neurosurgery. 2014 Oct;75(4):409-17;

[4] Yuan Y, Thomas EM, Clark GA, Markert JM, Fiveash JB, Popple RA. Evaluation of multiple factors affecting normal brain dose in single-isocenter multiple target radiosurgery. J Radiosurg SBRT. 2018;5(2):131-144.

[5] Alongi F, Fiorentino A, Gregucci F, Corradini S, Giaj-Levra N, Romano L, Rigo M, Ricchetti F, Beltramello A, Lunardi G, Mazzola R, Ruggieri R. First experience and clinical results using a new non-coplanar mono-isocenter technique (HyperArc™) for Linac-based VMAT radiosurgery in brain metastases. J Cancer Res Clin Oncol. 2019 Jan;145(1):193-200.

[6] Slosarek K, Bekman B, Wendykier J, Grządziel A, Fogliata A, Cozzi L. In silico assessment of the dosimetric quality of a novel, automated radiation treatment planning strategy for linac-based radiosurgery of multiple brain metastases and a comparison with robotic methods. Radiat Oncol. 2018 Mar 15;13(1):41.

[7] Ohira S, Ueda Y, Akino Y, Hashimoto M, Masaoka A, Hirata T, Miyazaki M, Koizumi M, Teshima T. HyperArc VMAT planning for single and multiple brain metastases stereotactic radiosurgery: a new treatment planning approach. Radiat Oncol. 2018 Jan 29;13(1):13.

[8] Vergalasova I, Liu H, Alonso-Basanta M, Dong L, Li J, Nie K, Shi W, Teo B-KK, Yu Y, Yue NJ, Zou W and Li T (2019). Multi-Institutional Dosimetric Evaluation of Modern Day Stereotactic Radiosurgery (SRS) Treatment Options for Multiple Brain Metastases. Front. Oncol. 9:483. doi: 10.3389/fonc.2019.00483