بررسی مدلهای رادیوبیولوژیکی در پیش بینی احتمال عوارض حاد مری بدنبال پرتودرمانی تومورهای توراکس و گردن
Evaluation of radiobiological models in prediction of acute esophagus complication probability following radiation therapy of thorax and neck tumors
مجریان: اصغر مصباحی , امیر قاسمی جنگجو
خلاصه روش اجرا: پژوهش حاضر به مدلسازی رادبیولوژیکی ازوفاژیت حاد با استفاده از الگوریتم های ریاضی در بیماران تحت پرتودرمانی سه بعدی تطبیقی ( 3D-CRT ) گردن و همچنین توراکس در بخش رادیوتراپی بیمارستان امام رضا (ع) و بیمارستان بین المللی(ولیعصر)تبریز خواهد پرداخت. این مدلسازی بیولوژیک بر روی داده های بدست آمده از 50 بیمار با سرطانهای توراکس وگردن که تمام ویا بخشی از مری آنها بصورت ناخواسته در میدان درمانی قرار می گیرد انجام خواهد شد. از تمام بیماران انتخاب شده ، مطابق پروتوکل اجرایی در بخش پرتودرمانی بیمارستان امام رضا و ولیعصر ، تصاویر سی تی اسکن تهیه می شود و سپس طراحی درمان سه بعدی توسط دو پزشک و دو فیزیسیست با استفاده از سیستم طراحی درمان TiGRT انجام می شود. از این طرح های درمانی ، هیستوگرام دز- حجم مری هربیمار استخراج خواهد شد.با استفاده از مدلهای ریاضی موجود برروی نرم افزار بیوپلن احتمال عوارض حاد مری برای هر بیمار محاسبه می شود. داده های این قسمت منحنی دز- پاسخ مری بروش ریاضی را برای گروه بیماران تحت مطالعه ایجاد خواهد کرد. در این مطالعه همچنین داده های پیگیری بالینی در مورد درجه ازوفاژیت بعد از پرتودرمانی جمع آوری می شود. بعد از شروع پرتودرمانی میزان بروز عوارض حاد در بیمار توسط پزشکان باتوجه به گرید بندی ازوفاژیت منطبق بر معیارهای common toxicity criteria)CTC) ثبت خواهد شد . ثبت عوارض بصورت ماهانه تا شش ماه بعد از اتمام درمان انجام خواهد شد. با استفاده از داده های پیگیری منحنی دز-پاسخ مری برای بیماران به دست خواهد آمد. داده های بدست آمده از پیگیری عملی با داده های بدست آمده از مدلهای ریاضی مقایسه خواهد شد. داده های پیگیری به عنوان استاندارد در نظرگرفته شده و مدل ریاضی که بهترین مطابقت با داده های تجربی داشته باشد به عنوان مدل ریاضی بهینه برای پیش گویی عوارض مری انتخاب خواهد شد.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 59507 |
| عنوان فارسی طرح | بررسی مدلهای رادیوبیولوژیکی در پیش بینی احتمال عوارض حاد مری بدنبال پرتودرمانی تومورهای توراکس و گردن |
| عنوان لاتین طرح | Evaluation of radiobiological models in prediction of acute esophagus complication probability following radiation therapy of thorax and neck tumors |
| نوع طرح | طرح - پایان نامه |
| اولویت طرح | --- غیر اولویت دار (جزو اولویت های دانشگاه نمی باشد) |
| نوع مطالعه | مطالعات علوم پایه (Experimental) |
| تحقیق در نظام سلامت | خیر |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | بله |
| مقطع پایان نامه | کارشناسی ارشد |
| مدت اجرا - ماه | 12 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | مدل های رادیوبیولوژیکی قادر به پیش بینی احتمال عوارض بافت نرمال بدنبال پرتودرمانی هستند.این مدل ها بااستفاده از متغیرهای حجم-دز و پارامترهای رادیوبیولوژیک هر بافت عمل می کنند(1).درکل، قدرت پیشگویی این مدل هابر اساس میزان همخوانی شان با داده های کلینیکال تعیین می شود. در سال های اخیر مطالعات فراوانی روی مدل های احتمال عوارض بافت سالم (NTCP) مربوط اندامهای های حیاتی مختلف انجام شده است و پارامترهای رادیوبیولوژیک حاصل از این مدل ها گزارش شده است (1).از بررسی متون در ارتباط با عوارض مری بدنبال پرتودرمانی چنین بر می آید که مطالعات کمی در مورد تاثیر پارامترحجم –دز بر میزان عوارض بااستفاده از مدل های رادیوبیولوژیکی وجود دارد. هدف اصلی این پروژه ارائه و انتخاب مدل ریاضی بهینه جهت پیشگویی احتمال بروز ازوفاژیت در بیماران تحت پرتودرمانی ناحیه گردن و توراکس خواهد بود. نوآوری این طرح بررسی کارایی مدلهای موجود در پرتوگیری مری فوقانی ، میانی و تحتانی بطور جداگانه خواهد بود. همچنین اثر شیمی درمانی همراه با پرتودرمانی نیز در کارایی مدلهای موجود بررسی می شود.نوآوری دیگر این طرح بررسی میزان تطابق مدلهای ریاضی جدید که اخیرا ارائه شده اند با داد ه های بالینی خواهد بود . |
| اهداف اختصاصی | مدل سازی رادیوبیولوژیک عوارض حاد مری براساس داده های دز –حجم وپارامترهای بیولوژیک -مدل سازی رادیوبیولوژیک داده های بدست آمده از پیگیری بالینی -مقایسه مدل های مختلف رادیوبیولوژیک با یکدیگر -مقایسه داده های بالینی بدست آمده از پیگیری با مدلهای رادیوبیولژیک |
| چکیده انگلیسی طرح | .The present study will focus on radiological modeling of acute esophagitis using mathematical algorithms in patients undergoing three-dimensional adaptive radiotherapy (3D-CRT) of the neck and thorax in the radiotherapy department of Imam Reza Hospital and Valiasr International Hospital in Tabriz. This biological modeling will be performed on data obtained from 50 patients with thoracic and neck cancers in which all or part of the esophagus is inadvertently placed in the treatment field. For all selected patients, according to the executive protocol in the radiotherapy ward of Imam Reza and Valiasr hospitals, CT scan images are prepared and then the 3D treatment design is done by two doctors and two physicists using the TiGRT treatment design system |
| کلمات کلیدی | 1. NTCP) Normal Tissue Complication Probability) : احتمال عوارض بافت نرمال ا ست که شاخصی مهم برای رتبه بندی طرح های درمان است (38) . 2.( Dose Volume Histogram (DVH : هیستوگرامی است که توزیع دز در حجم ارگان مورد نظر را نشان می دهد(38). 3.منحنی دز-پا سخ: منحنی ای است که تابع NTCP را بر حسب متغیر دز رسم می کند و میزان عوارض بافت نرمال را نشان می دهد. شکل این منحنی از رابطه ((f(x)= 1/(1+exp(-x تبعیت می کند(39) . 4. مدل LKB :مدلی است که که توسط لیمان –کوچر-برمن ارایه شد که در آن مقدار NTCP محاسبهگردید و در این Deff دزی است که بصورت یکنواخت معادل EUD داده می شود و TD50 دزی است که خطر عوارض آن 50 %است و m اندازه شیب منحنی سیگمویید و n پارامتر اثر حجم است و vi کسری از حجم اندام است که دز Di را دریافت می کند (40) . 5.مدل دز-پاسخ سیگموییدی شکل (Sigmoidal dose response) که تو سط لیمان در سال 1985 ارایه شد منحنی سیگموییدی شکل دز-پاسخ بافت سالم را توصیف می کند که در آن (Φ(x تابع احتمال است (5). 6.مدل Relative Seriality : مدلی است که در مورد اجزای عملکردی (FSUs )یک ارگان توضیح می دهد. در این مدل پارامتر s، درجه سری بودن ارگان را توضیح می دهد؛ به طوری که برای بافتهای سری، s→1 و برای بافتهای موازی s→0 در نظر گرفته می شود. پارامتر s در این مدل به طور معکوس با پارامتر n در مدل لیمان متناسب است (s ∝ 1/n). وهمچنین Dtot دز رسانیده کلی در فراکشن های کوتاه است که در این مدل با پارامترهای گاما و s و D50 و TD50 نیز سروکار داریم که Functional Subunits)FSUs) زیر واحدهای عملکردی مستقل در ساختار ارگان می باشد (40). 7. مدل Critical volume :تو سط جکسون و همکاران در سال 1993 بد ست آمد که براساس تشکیل یک ارگان از زیر واحدهای فعال (FSUs) استوار است در این مدل زمانی عملکرد ارگان به خطر می افتد که بخش حساس و خاصی (μcr) ازاین زیر واحدهای فعال آسیب ببینند که این مدل برای توزیع یکنواخت وغیر یکنواخت بصورت متفاوت ارایه شده است که در آن (Φ(x تابع احتمال و N تعداد زیر واحدها و D دزو V حجم ارگان و Vi حجم زیر واحداست و همچنین Pfsu احتمال آسیب به یک fsu بعد از دریافت دز D می باشد(4) . که مدل individual Critical Volume مربوط به زیرواحدهای عملکردی ارگان ها می شود و اختلال در عملکرد ارگان متاثر از اختلال در عملکرد حجم حساس و مشخصی از زیرواحدها است. این مدل برای تو ضیح منحنی دز-پاسخ یک بیمار یا یک ارگان( intra-organ/inter-patient ) به کار می رود و مدل population Critical Volume با تغییر در مدل individual Critical Volume،برای جمعیتی از بیماران مناستب است. پارامتر حجم حساس در این مدل با μcr بیان می شود(20) . 8.( EUD-based(NTCPمدل: این مدل پرکاربرد برای محاسبه احتمال عوارض بافت سالم که بر اساس توزیع دز یکنواخت معادل توسط Niemierk وهمکاران درسال 2007 ارایه شد که در آن گاما50 پارامتر مدل برای ساختار یا تومور است و همچنین شیب منحنی نیز می باشد (41) . که مدل (Lyman Equivalent Uniform Dose (LEUD موسوم به مدل کلاسیک لیمان، NTCP را برای حجم جزئی که توزیع دز در آن به صورت همگن است ارائه می دهد. برای توزیع دزهای ناهمگن، DVH حاصل با پیروی از رابطه توانی به دز همگن معادل تبدیل می شود که از معادله (EUD) بدست می آید.که در آن Vi حجمی را نشان می دهد که دز Di را دریافت کرده استتت و n اثر حجم ارگان را توضتتیح می دهد و مدل MED-Lyman حالت خاص مدل Lyman- EUD با n=1 می باشد(42) . 9.مدل چندمتغیره NTCP :این مدل با متغیر های x بوسیله فرمول رگرسیون لجستیکی چند متغیره بیان می شود که درآن (Bi)ها ضرایب رگرسیون هستند و S شامل :مرحله T پیشرفته،کم شدن و شدت وزن متوسط،رادیوتراپی تسریع شده،شیمی درمانی،شیمی درمانی می باشد(9) . 10.(Biological Evaluation Of Radiotherapy Treatment Plans (BIOPLAN: نرم افزار ارزیابی بیولوژیکی طرح های پرتودرمانی است(38) . 11. 3D Conformal Radiotherapy : پرتودرمانی سه بعدی تطبیقی که معمولا با استفاده از کولیماتور چند برگه ایMLC و براساس تصاویر سی تی و ام آر آی صورت می گیرد(38) . 12.( Sterotactic body radiation therapy(SBRT: تکنیکی برای تجویز دز بالا و منطبق بر هدف جهت ایجاد پاسخ بیولوژیکی مطلوب و کاهش دز تابشی به بافت نرمال اطراف است (28) . 13. Intensity Modulated Radiation Therapy(IMRT: پرتو درمانی با شدت تعدیل یافته می باشد (34) . 14.( Non small cell long cancer(NSCLC : که سرطان غیر سلول کوچک ریه هم نامیده می شود وشایع ترین نوع سرطان ریه می باشد وقتی ایجاد می شود که سرطان سلول های سالم ریه غیر طبیعی شده و بدون کنترل رشد کنند که سرعت رشد زیادی هم دارند (32) . 15.Vxx و Lxx: بیانگر درصدی از حجم وطول یک بافت معین است که حداقل دز XX Gy را جذب می کند (38). |
| ذینفعان نتایج طرح | نتایج این طرح به نفع بیمارانی که تحت پرتودرمانی تومورهای ناحیه گردن وتوراکس قرار می گیرند خواهد بود.در این مطالعه نه تنها هیچ مداخله ای در روند طبیعی درمان انجام نمی گیرد بلکه مدل بهینه برای پیش بینی احتمال عوارض که منطبق با داده های بالینی می باشد انتخاب می گردد تا با استفاده از این مدل بهینه به کمترین عوارض به بافت نرمال مری که در معرض پرتو گیری ناخواسته قرار می گیرد برسیم. |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| اصغر مصباحی | استاد راهنمای اول (آموزشی ) |
| امیر قاسمی جنگجو | استاد راهنما دوم (آموزشی ) |
| بهنام نصیری مطلق | همکار اصلی |
| مصطفی علیزاده هرکیان | دانشجوی مالک پایان نامه |
| رقیه خدادادی | همکار اصلی |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر متن خبر |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر ازوفاژیت حاد ناشی از رادیوتراپی و شیمی درمانی بیماران با استفاده از مدلهای رادیوبیولوژیکی قابل پیش بینی است.متن خبر مطالعه حاضر نشان میدهد که مدلهای رادیوبیولوژیک میتوانند با دقت بالا احتمال بروز التهاب مری(AE) را در بیماران تحت پرتودرمانی و شیمیدرمانی پیشبینی کنند. این پژوهش که بر روی ۱۰۰ بیمار مبتلا به تومورهای سر و گردن، لنفوم هوچکین و سرطان ریه انجام شد، نشان داد که رفتار منحنیهای دوز-پاسخ در دو گروه درمانی متفاوت است. در گروهی که به صورت همزمان پرتودرمانی و شیمیدرمانی (Con. CRT) دریافت کرده بودند، مدل Lyman-MED بهترین پیشبینی را ارائه داد، در حالی که برای گروه درمان متوالی یا پرتودرمانی تنها (RT seq. CRT)، مدل Lyman-gEUD دقیقتر عمل کرد. جالب توجه اینکه پارامتر D50 (دوز مورد نیاز برای ایجاد عارضه در ۵۰ درصد بیماران) در گروه درمان همزمان تا سه برابر کمتر از گروه دیگر بود. این یافتهها نشان میدهد که بین نوع پروتکل درمانی و بروز التهاب مری ارتباط وجود دارد. محققان بر این باورند که این مدلها میتوانند به پزشکان در پیشبینی عوارض جانبی و تنظیم دوز بهینه پرتودرمانی کمک کنند، که در نهایت منجر به کاهش عوارض و بهبود کیفیت زندگی بیماران میشود. این مطالعه گامی مهم در جهت شخصیسازی درمانهای سرطان و بهینهسازی پروتکلهای پرتودرمانی محسوب میشود. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
