熱放射線療法は、腫瘍を体温以上に加熱する温熱療法を使用して放射線療法の有効性を高めるがん治療です。 この増強の量は EQD として表されます。RT、加熱せずに同じ治療効果を達成するために必要な同等の放射線量。
臨床試験では、このアプローチが正常組織の毒性を増加させることなく、いくつかの腫瘍タイプの治療結果を大幅に改善できることが示されています。 以前の研究では、達成された温度と、放射線療法と温熱療法の間の時間間隔の両方が臨床転帰に影響を与えることも実証されました。
このプロセスをより詳細に理解し、治療を最適化するために、 アムステルダムUMC 生物学的モデリングを使用して、最高温度と時間間隔が EQD に与える影響を調査しましたRT. 彼らの調査結果を 国際放射線腫瘍学ジャーナル生物学物理学、彼らは、高温と短い時間間隔の両方が治療効果を最大化するために不可欠であると報告しています.
生物学的モデル
熱放射線療法を実施するために、臨床医は、放射線療法セッションの前後に、週に 45 ～ XNUMX 回、高周波またはマイクロ波装置を使用して腫瘍に熱を加えます。 腫瘍の温度は、正常な組織の加熱を防ぐために XNUMX°C 未満に保たれますが、望ましくない (そして痛みを伴う) ホット スポットが発生することがあり、温熱療法中に使用できる最大許容電力レベルが制限されます。
筆頭著者 ペトラ・コック と同僚は、等価線量分布の観点から、放射線療法と温熱療法の生物学的効果をモデル化するソフトウェアを開発しました。 温熱療法による DNA 修復阻害と、直接的な熱による細胞毒性を説明するこのモデルにより、標準的な用量 - 容量ヒストグラムを使用して、組み合わせた治療計画の質を評価することができます。
温熱療法パラメーターの影響に関する基本的な洞察を得るために、チームは最初に、23 から 2 時間の時間間隔で、37 から 43 °C の均一な温度による標準的な 0 × 4 Gy の線量分布の増強を計算しました。
モデルは、EQD がRT 温度の上昇と時間間隔の減少の両方で大幅に増加しました。 たとえば、1時間の時間間隔では、EQDを予測しましたRT 2 ～ 15°C の温度では 39 ～ 43 Gy の増加。 これらの知見は、臨床転帰を最適化するために、最高の許容腫瘍温度を達成することの重要性を強調しています。
時間間隔の影響は、高温 (41°C 以上) で最も顕著でした。 41.5°C の典型的な高体温では、EQDRT 時間間隔 10 時間で約 0 Gy の増加が達成されました。 これは、4時間間隔で約4 Gyの増強に減少しました。これは、時間間隔が長くなるにつれて、同じ効果を実現するにはより高い温度が必要であることを示しています。
臨床例
次に、研究者は、不均一な温度分布と臨床放射線治療計画に基づいて、現実的な治療シナリオを評価しました。 彼らはEQDを計算しましたRT 局所進行子宮頸がん患者10人。 すべての患者は、23 × 2 Gy の体積変調アーク療法 (VMAT) を受け、治療コース中に毎週温熱療法が適用されました。
均一な温度で見られるように、EQDRT 最小の時間間隔で最大でした。 放射線療法の直前または直後（時間間隔 0 時間）に温熱療法を適用した場合、平均 EQDRT 体積の 95% まで (D95%) は 51.7 Gy であり、放射線単独よりも 6.3 Gy 増加しました。 時間間隔を 4 時間に増やすと、この増加は 2.2 Gy に減少しました。
このモデルは、用量増強のほとんどが最初の 0 時間以内に失われると予測しました。 したがって、臨床で使用する場合、放射線療法と温熱療法の実施の間の時間はできるだけ短くする必要があります。理想的には、患者が同じ病院で両方の治療を受けている場合です。 チームは、腫瘍を加熱するのに時間がかかるため、XNUMXつの治療の順序は臨床的に関連していませんが、最初に温熱療法を適用すると、時間間隔が大幅に短縮され、XNUMX時間近くになる可能性があることに注意しています.
最後に、研究者は、治療を制限するホットスポットの発生により、計画よりもわずかに低い腫瘍温度を達成した場合の影響をモデル化しました. EQDへの影響RT 放射線療法と温熱療法の間の短い時間間隔で最も顕著でした。 たとえば、気温が 1°C 低く、時間間隔が 0 時間の場合、平均予測 EQDRT(D95%) 1.8 Gy 減少 (51.7 Gy から 49.9 Gy へ); 4 時間間隔で、減少は約 0.7 Gy でした。
放射線療法は、ウォームアップされた腫瘍でより効果的です
ホット スポットが発生しない場合は、出力を上げて予定よりも高い温度に達する可能性があります。 繰り返しますが、より高い温度を達成することの利点は、より短い時間間隔で最大になり、正確なゲインは到達した実際の温度に依存します。
「生物学的モデリングは、治療パラメーターと予想される EQD との関係に関連する洞察を提供します。RT」とコックと同僚は結論付けています。 「EQDを最大化するには、高温と短い時間間隔の両方が不可欠ですRT.
