強度変調放射線治療 (IMRT) 線量エスカレーションの可能性を改善するために、前立腺癌の臨床標的体積 (CTV) および総腫瘍体積 (GTV) 輪郭を最適化するための生物学的イメージング

提案：

前立腺がん患者 15 名の最新の生物学的画像診断法を使用して、臨床標的体積 (CTV) と総腫瘍体積 (GTV) の描写を改善する可能性を調査すること。 私たちの最終的な目標は、新しい GTV と CTV の定義を設定し、前立腺癌の強度変調放射線治療 (IMRT) における照射マージンの選択を再定義することです。 さらに、機能画像データをトモセラピー IMRT 計画に変換してみてください。

根拠:

局所進行前立腺癌の標準線量外照射後の治療成績は不十分である。 RTOG-8531、RTOG-8610、および T1 ～ T4 腫瘍に関する EORTC シリーズによると、5 年全生存率は 60 ～ 73% で、5 年無病生存率は 15 ～ 67% です。

局所制御は補助アンドロゲン抑制によって強化でき、5 年無病生存率は 36 ～ 89% に大幅に増加します。 残念ながら、アンドロゲン抑制は生活の質を著しく低下させます。

照射線量を増やすと、局所制御も改善されます。 しかし、局所毒性、特に直腸と膀胱の合併症は、人口ベースの不確実性マージンを持つ等角外部ビーム照射で与えることができる線量を制限します。 セットアップの不正確さと臓器の動きによって、必要な照射マージンが決まります。 最新の位置確認技術。メガボルテージイメージング技術と組み合わせて前立腺の基準マーカーを使用すると、マージンの削減が可能になり、前立腺の線量増加の可能性が提供されます。 IMRT の研究では、これらの洗練された位置検証技術が利用されており、このアプローチは実現可能であると思われます。 前立腺輪郭の描写を改善することにより、余白がさらに減少し、したがって照射線量がさらに増加する可能性が期待できる。 イメージングは​​、前立腺内の悪性病変内の解剖学的構造または生物学的プロセスを描写するために実行できます。

初期の研究に基づいて、CT は一般的に解剖学的描写に使用されます。 画質は徐々に改善されていますが、残念ながら、CT は依然として前立腺の体積を過大評価しています。 さらに、Teh et al は、712 人の前立腺切除患者において、GTV と PTV の CT ベースの推定値と病理学的前立腺容積 (PPV) の平均差が大きいことを発見しました。 Rasch らは、CT と MRI の体積の平均比が 1.4 であることを発見しました。 また、MRI技術が改善され、現在でははるかに優れた画像品質が得られます。テスラを増やし、現在のフェーズドアレイコイルを使用し、より薄いスライス厚を使用することによって。 経験豊富な読者の場合、直腸内およびフェーズドアレイコイル MR イメージングを使用して前立腺癌の被膜外拡張を検出する精度は 77% に達します。 結論として、MRI は GTV 輪郭形成において CT よりも優れていますが、MRI 単独 (T1 SE と T2 TSE を組み合わせて使用​​) では GTV の可視化には不十分な場合があります。 生物学的イメージングにより、GTV の描写がさらに改善されることが期待されます。 GTV 内で生物学的ターゲット ボリューム (BTV) が表示されるようになり、がんの放射線治療の有効性がさらに向上する可能性があります。

生物学的イメージングでは、さまざまなイメージング技術の使用がまだ検討されていません。 現在、重要なトピックが 2 つあります。 最初のトピックは灌流です。 前立腺がんでは、血管新生の程度が攻撃的な行動や転移のリスクと相関しているようです。 前立腺がんでは、悪性組織には正常組織の約 2 倍の微小血管が存在します。 さらに、良性組織では、毛細血管は大部分が上皮に直接隣接する腺周囲間質に制限されていますが、癌腫の分布はよりランダムであるように見えます。 灌流の違いは、活発な前立腺がんの領域と相関することが示されています。 動的造影 MRI は、前立腺の微小血管密度 (MVD) を示すことができます。 2 つ目は、前立腺癌における代謝活性です。 コリンとクレアチンの比率 (正常値 0.22 +/- 0.13 ppm) は、代謝が活発な前立腺癌組織を明らかにします。 コリンの増加および/またはクエン酸の減少は、前立腺癌を示します。 コリンとクレアチン対クエン酸塩の比率は、腫瘍のグリーソンスコアに関連しています。 結論として、MRI と MRS により、前立腺がんの位置、攻撃性、および病期の構造的および代謝的評価を組み合わせて行うことができます。 CTとPETを組み合わせても同じことができます。 Sutinen らは、PET を使用して前立腺癌の [11C] コリンを含む領域を検出する明確な証拠を発見しました。 私たちの知る限りでは、前立腺癌における [11C] コリン PET と MRS を比較したデータは存在しません。 生体イメージングの技術は進化を続けており、今後も精度の向上が期待できます。

したがって、前立腺癌の GTV と CTV を定義する最新技術の現在の不備を考慮して、最新の解剖学的および生物学的 (代謝) イメージング モダリティを使用した前立腺の視覚化に関する研究を提案します。 BTV を導入し、画像融合を介して異なる画像技術の情報を組み合わせると、CTV と GTV の描写が改善される可能性があります。 これにより、マージンの選択を再定義できます。 最後に、これにより IMRT 計画が改善され、GTV のドーズ ペインティングとドーズ エスカレーションが最終的な目標となります。 これは、放射線開発に関する現在の意見に準拠しています。 機能イメージングの進歩は、個別化されたリスクに適応した放射線療法に必要なツールを提供する可能性があります。

GTV 内に BTV を導入することで、不均一な CTV 描写を使用できるため、マージンを最小限に抑えることができます。 これにより、投与量をさらに増やすことができます。 セットアップの不正確さと臓器の動きによって、必要な照射マージンがさらに決まります。 したがって、最適化されたコンフォーマル照射の提供とともに、日々の位置の変動を制御することが、設定する次の目標になります。 ヘリカル トモセラピーは、がん治療のための放射線照射に対する新しいアプローチであり、両方を行うことができます。 これは、治療目的で 6 MV の線形加速器に依存し、イメージング目的で 3.5 MV-CT スキャンに依存しています。 どちらもリング ガントリーに取り付けられており、患者がリングを進むにつれて回転します。 64 枚の葉のコリメータが放射ファン ビームを定義します。 理論的研究では、ヘリカル トモセラピー プランはオペレーターとのやり取りを最小限に抑え、前立腺 IMRT で正常な構造の優れた節約をもたらしました。 したがって、この研究では、解剖学的および生物学的画像データをトモセラピー MV-CT と融合し、逆 IMRT トモセラピー計画を作成することも提案します。 この計画の実行は、トモセラピーによる機能イメージングと個別化された日々の適応放射線療法に関する実現可能性調査に先行します。

仮説:

• 生物学的 (MRS) 画像データと解剖学的 (CT および MRI) 画像データを使用して、GTV 内の BTV を定義することが可能になります。
• GTV 内に BTV を導入することで、不均一な CTV 描写を使用でき、マージンを最小限に抑えることができます。
• 融合された解剖学的および生物学的画像データを臨床的に十分なトモセラピー IMRT 計画に変換することが可能になります。

患者と方法:

前立腺癌 (ステージ T1-4 N0/x M0) の外部ビーム照射を受ける予定の患者、好ましくは抗アンドロゲンで治療されず、金属股関節プロテーゼなしで、このパイロット研究に参加するようアプローチされます。 この研究は、放射線治療に加えて画像検査を受ける 15 人の患者に対して実施されます。

治療の開始前に、患者は前立腺のコリンクレアチンレベルを決定するMRSである3T MRI（T1 SEおよびT2 TSE）を受けます。 さらに、MV-CT は、将来の位置検証研究への序曲として作成されます。 すべての画像 (CT、MRI、MRS) が一致します。 これらの結合されたデータは、最適なトモセラピー IMRT 計画を決定するために使用されます。

患者は、現在の部門のプロトコルに従って治療されます。 この研究は、画像/治療計画研究のみです。 得られた画像データセットに基づいて治療を変更することはありません。 患者のリスクはごくわずかです。 MV-CT から約 1 cGy。 患者の負担とリスクを制限するために、MRI は造影剤なしで実行されます (したがって、灌流分布を評価するための動的ガドリニウム増強 MRI はありません)。 患者への 7200 ～ 8200 cGy の総照射線量に関して、この追加のリスクは無視できます。 患者が放射線治療を開始するまでの現在の待機期間は、約 5 ～ 6 週間です。 この待ち時間に画像検査が行われるため、検査への参加によって患者の治療が遅れることはありません。 MV-CT スキャンの実行には約 30 分、MRI/MRS の組み合わせは約 1 時間かかります。

エドモントンの Cross Cancer Institute は、3T MRI、MRS、およびヘリカル トモセラピー ユニット (TomoTherapy Inc.、マディソン) など、必要なすべての画像技術を容易にします。

画像モダリティの特異性と精度を決定する必要はありません。 ここでのイメージングは​​、前立腺の代謝および解剖学的腫瘍領域の特定を支援することのみを目的としています。 前立腺全体が必要最小限の線量で治療されているため、腫瘍部分の欠落はまだ問題ではありません. 前立腺組織への過剰投与は臨床上の問題ではありません。