《Physica Medica》：Comparative effectiveness of advanced radiotherapy techniques for brain cancers: A systematic review with an emphasis on dosimetric variability
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CNS癌症治疗中六种先进放疗技术（TOMO、IMRT、IGRT、PBT、VMAT、CK）的系统分析显示：TOMO剂量均匀性最佳，VMAT靶区覆盖效率最高，PBT儿童病例剂量节省91%，IGRT脊髓保护效果显著，CK定位精准但耗时。结论强调需综合考虑肿瘤特征、患者因素和资源条件选择最优技术，并建议开展前瞻性研究。
哈梅德·扎马尼（Hamed Zamani）| 莫赫森·赛布（Mohsen Saeb）| 沙赫拉姆·莫纳迪（Shahram Monadi）| 莫斯塔法·阿利扎德-哈拉基扬（Mostafa Alizade-Harakiyan）| 阿里·阿克哈万（Ali Akhavan）| 阿明·霍达埃（Amin Khodaei）| 米凯尔·莫拉扎德（Mikaeil Molazadeh）| 阿里雷扎·法拉乔拉希（Alireza Farajollahi）
伊朗塔布里兹医科大学医学院医学物理系
摘要
背景
中枢神经系统（CNS）癌症对全球健康构成了重大负担。放射治疗仍然是治疗的核心，但由于剂量学上的差异，如何最大化肿瘤控制仍存在争议。
方法
本系统评价研究了六种先进放射技术在临床实践中的有效性。根据PRISMA指南，我们分析了2018年至2024年间来自Web of Science、PubMed和Scopus的61项研究，这些研究涵盖了肿瘤覆盖范围、剂量一致性以及危险器官（OAR）的保护情况。
结果
我们的分析得出以下关键发现：（1）调强放疗（TOMO）在保护海马体的应用中表现出最佳的剂量均匀性（HI 0.024-0.3）；（2）容积调制弧形治疗（VMAT）提供了更优的目标覆盖范围（CI 1.16-3.0），且效率更高（294 MU对比强度调制放射治疗IMRT的572 MU）；（3）质子束治疗（PBT）在儿科病例中表现出色，可将海马体剂量降低91%（4.8 Gy对比52.5 Gy）；（4）图像引导放射治疗（IGRT）通过精确的边缘匹配显著减少了脊髓的辐射剂量（Dmax降低15%）；（5）CyberKnife（CK）对小病灶（<3 cm）具有极高的准确性，同时将视神经的剂量保持在2.02 Gy以下，尽管治疗时间对于较大病灶平均为220分钟。本研究还发现不同技术之间的OAR暴露存在显著差异（0.02至66.8 Gy），尤其是对于脑干等敏感结构（2.41至55.62 Gy）。
结论
虽然所有技术都能实现可接受的肿瘤控制，但VMAT和PBT分别在处理复杂几何形状的病例和儿科病例时具有优势。需要开展前瞻性试验来制定基于证据的选材指南。
引言
中枢神经系统（CNS）癌症包括多种疾病，这些疾病通常对治疗具有抗性，可分为原发性CNS肿瘤或继发性转移[1]、[2]。高级别胶质瘤（HGGs）尤其难以治疗，预后较差[3]。多形性胶质母细胞瘤（GBM）[4]是一种高度侵袭性的CNS肿瘤，属于最严重的星形细胞瘤亚型[2]、[5]。尽管有多种治疗选择，但这些癌症仍会导致不同年龄段的显著死亡率和发病率[1]、[6]。为了获得最佳临床效果，可以采用多种治疗策略，包括早期手术干预、局部放射治疗（RT）、全面的颅脊放射治疗和化疗。RT仍是治疗的基石，但其有效性取决于在保护重要结构（如视觉通路、脑干）的同时最大化肿瘤控制[7]。过去二十年里，技术进步将RT从传统的3D适形（3DCRT）技术[8]发展为调强放疗（TOMO）[9]、强度调制放射治疗（IMRT）[10]、图像引导放射治疗（IGRT）和容积调制弧形治疗（VMAT）等精确技术。进一步的创新，包括具有布拉格峰优势的质子束治疗（PBT）和立体定向放射外科（SRS）平台（如CyberKnife（CK）[11]，扩展了复杂病例的治疗范围。特别是IMRT，因其能够有效控制肿瘤的同时最小化对健康组织的损伤而受到认可。然而，针对CNS肿瘤的最佳RT方法仍存在争议，不同技术的疗效报告存在差异。例如，尽管PBT在保护OAR方面表现出色，但其高昂的成本和有限的可用性限制了其广泛应用。同样，IMRT和VMAT在目标覆盖范围与治疗效率之间存在剂量学上的权衡[12]、[13]。螺旋断层放疗（TOMO）作为IMRT的一种变体，具有小分割、多角度和有效强度调节等优点[14]。螺旋TOMO逐层处理目标区域[15]，与传统方法相比减少了关键结构的辐射暴露和毒性[16]、[17]。
放射治疗的最新进展，如质子治疗，旨在减轻有害的长期影响同时保护健康组织。根据不同的分子特征调整放射方案，无论是作为独立治疗还是与新型靶向疗法结合使用，未来可能会面临重大挑战。此外，高风险和极高风险的病例需要创新的联合治疗方案[18]。
本系统评价研究了六种先进的RT技术（TOMO、IMRT、IGRT、PBT、VMAT和CK）在CNS癌症中的应用，重点关注剂量学结果、临床疗效和OAR的减少。此外，还探讨了针对分子分类的肿瘤亚型的技术特定调整，并探索了新兴的联合治疗策略。我们综合现有证据，以确定在保持肿瘤控制的同时最小化毒性的最佳方法。我们的发现提供了基于证据的临床建议。最后，我们指出了关键的知识空白和未来研究方向，以推动CNS放射肿瘤学领域的发展。
方法
根据PRISMA指南[19]进行了文献回顾。PRISMA检查表作为补充文件（S1 Document）提供。
研究选择
图1a中的研究流程图概述了搜索过程。我们在PubMed中找到了280项研究，在Scopus中找到了151项，在Web of Science中找到了201项。去除重复项后，我们评估了632项研究的标题。在403项符合摘要审查标准的研究中，有198项因摘要不符合纳入标准而被排除。随后，我们审阅了205项研究的全文。最终，我们将61项研究纳入本系统评价；其余研究未满足纳入标准。
不同技术之间的关键剂量学比较
现代放射技术允许在OAR和靶区之间形成陡峭的剂量梯度，从而实现对全脑和转移性病灶的差异性给药（图1）。同时进行的整合增强（SIB）优化了剂量分布，减少了治疗时间和成本，但保护海马体会增加正常脑组织的剂量不均匀性[63]。对于口咽癌，IMRT的毒性低于2D/3D RT。
实施挑战和限制
尽管PBT在剂量学上具有优势，但其应用存在障碍：80%的低收入和中等收入国家缺乏基础设施和保险覆盖，这导致治疗时间延迟6-8周，这对于像GBM这样的侵袭性肿瘤至关重要[18]、[94]。没有RCT证明PBT在成人胶质瘤中的生存优势优于光子治疗，而VMAT以三分之一的成本实现了类似的控制效果[44]、[95]。CyberKnife（CK）的卓越准确性（nCI 1.168 ± 0.08）被不切实际的疗程时间所抵消。
结论
本系统评价表明，选择最适合CNS肿瘤的放射技术需要仔细考虑肿瘤特征、患者因素和可用资源，每种技术在特定临床场景下都有其独特优势。对于儿科病例，PBT通过将海马体剂量降低至4.8 Gy（相比光子的52.5 Gy）同时保持肿瘤控制，新兴的基于AI的自适应规划系统进一步提升了治疗效果
资助
本工作得到了伊朗塔布里兹医科大学（Grant #73596）的支持，依据研究伦理证书IR.TBZMED.REC.1402.972。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了伊朗塔布里兹医科大学医学放射科学研究团队的支持。
