Comparison of Second Cancer Risk in Patients with Liver Cancer Treated By Stereo-tactic Body Radiotherapy and Three-Dimensional Conformal Radiotherapy

Abstract

Background: Stereotactic body radiotherapy (SBRT) is suggested to pose higher second cancer risk than conventional three-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT) for generating greater scatter/ leakage dose to distant organs. Epidemiological reports indicate the need to include primary beam effect in risk assessment because of its great contribution to total cancer risk. Objective: To determine the second cancer dosimetric index, organ equivalent dose (OED), for organ in treatment field (planning target volume, PTV), beam border (uninvolved liver), and distant area (stomach and pancreas) in patients with liver cancer treated either by Cyberknife SBRT (Cyber-SBRT) or 3D-CRT. Methods: Treatment plans for seven patients were optimized and prescription dose of 45 Gy were delivered in 15 Gy x3 fractions for Cyber-SBRT and 1.8 Gy x25 fractions for 3D-CRT. OED for primary beam was calculated from differential dose volume histogram. Image-guided dose and scatter/ leakage dose from each treatment were measured in Rando phantom using thermoluminescence dosimeters. Results: For primary beam component, OEDs of PTV were comparable for both treatments (p = 0.00003). In organs outside the treatment field, Cyber-SBRT generated much lower OEDs than 3D-CRT (p £ 0.059). OEDs for scatter/ leakage component were smaller for 3D-CRT but their contributions to total OEDs were < 1%. OED from image-guided procedure in Cyberknife SBRT was relatively small. In overall, total OEDs were comparable between Cyber-SBRT and 3D-CRT. Conclusion: Total OEDs of normal tissues from both treatments were comparable or apparently lower for SBRT than 3D-CRT (p ³ 0.20) while total OED of PTV from Cyber-SBRT is slightly higher than that of 3D-CRT (p < 0.05).

บทนำ: รังสีรักษาร่วมพิกัดแบบทั่วร่างกาย (SBRT) อาจจะก่อให้เกิดมะเร็งทุติยภูมิมากกว่ารังสีรักษาสามมิติ (3D-CRT) เนื่องจากมีปริมาณรังสีกระเจิงและรังสีรั่วไหลมากกว่า แต่ส่งผลการวิจัยทางระบาดวิทยาบ่งชี้การประเมินความเสี่ยงต่อมะเร็งทุติยภูมิควรพิจารณาถึงผลของรังสีปฐมภูมิร่วมด้วยเพราะเป็นปัจจัยหลักในการก่อให้เกิดมะเร็งทุติยภูมิ วัตถุประสงค์: เพื่อเปรียบเทียบดัชนีตัวบ่งชี้ความเสี่ยงของมะเร็งทุติยภูมิ (OED) ในปริมาณของรังสีบำบัด (PTV) อวัยวะที่ติดกับขอบลำรังสี (เนื้อตับปกติ) และ อวัยวะที่อยู่ห่างจากลำรังสี (ตับอ่อน และกระเพาะอาหาร) ในผู้ป่วยมะเร็งตับจากการบำบัดด้วยรังสีรักษาร่วมพิกัดแบบทั่วร่างกายด้วยเครื่องมือ Cyberknife SBRT (Cyber-SBRT) หรือ 3D-CRT วิธีการศึกษา: คำนวณแผนการรักษาที่เหมาะสมสำหรับผู้ป่วยจำนวน 7 คน ด้วยวิธี Cyber-SBRT และวิธี 3D-CRT โดยฉายรังสีปริมาณ 45 Gy แบบ 15 Gy x3 ครั้ง สำหรับวิธี Cyber-SBRT และ 1.8 Gy x3 ครั้ง สำหรับวิธี 3D-CRT คำนวณ OED ของรังสีปฐมภูมิคำนวณจาก differential dose volume histograms และวัดปริมาณรังสีจากระบบภาพนำวิถีของ Cyber-SBRT รังสีกระเจิงและรังสีรั่วไหล จากแต่ละแผนการรักษาด้วย thermoluminescence dosimeter ใน Rando phantom ผลการศึกษา: OED จากลำรังสีปฐมภูมิของทั้งสองเทคนิคการรักษาใน PTV มีค่าใกล้เคียงกัน (p = 0.00003) แต่ในวัยวะอื่นๆ ค่า OED ของ Cyber-SBRT มีค่าต่ำกว่า 3D-CRT (p £ 0.059) ส่วน OED จากรังสีกระเจิงและรังสีรั่วไหลของ 3D-CRT มีค่าต่ำกว่า Cyber-SBRT แต่ OED จากรังสีกระเจิงและรังสีรั่วไหลมีค่า < 1% ของ OED รวม และ OED จากระบบภาพนำวิถีของ Cyber-SBRT มีค่าน้อย เมื่อคิดรวมทั้งสามส่วนเป็น OED รวม พบว่า OED รวมมีค่าใกล้เคียงกันทั้งสองเทคนิคการรักษา สรุป: OED ในเนื้อเยื้อปกติโดยรอบ PTV จากการบำบัดทั้งสองวิธีมีค่าใกล้เคียงกัน Cyber-SBRT มีค่าต่ำกว่า 3D-CRT เล็กน้อยแต่ไม่ต่างกันทางสถิติ (p ³ 0.20) แต่ OED ของ PTV จากการบำบัดด้วยวิธี Cyber-SBRTมีค่าสูงกว่า 3D-CRT เล็กน้อย (p < 0.05)