摘要
放射治療是兒童和青少年惡性腫瘤治療的重要手段,其與包括質子束治療(PBT)在內的現代技術的應用備受關注。特別是,潛在的輻射誘導的損傷和繼發性惡性腫瘤——也與延長患者的預期壽命有關——仍然是引起關注的問題,增加了關於PBT在兒科治療中的有效性的爭論。本文就PBT在兒童非中樞神經係統腫瘤(如視網膜母細胞瘤、霍奇金淋巴瘤、腎母細胞瘤、骨軟組織肉瘤)中的應用進行綜述。我們專門報道了PBT取得的臨床結果,以及PBT和最常見的光子治療技術之間的劑量比較。分析強調PBT將健康生長器官的輻射劑量降至最低,提示降低晚期副作用和輻射誘發繼發性惡性腫瘤的風險。延長隨訪和前瞻性臨床試驗的證實應支持PBT在考慮的環境中的有效性和長期耐受性。
簡介
由於x射線能夠破壞腫瘤細胞的DNA並誘導腫瘤細胞死亡,對原發或術後腫瘤部位的照射是癌症標準治療的基本部分。1].除了光子束放射治療(RT)的技術進步外,潛在的長期副作用還會影響神經認知和內分泌功能,以及身體生長和生育能力[2],用於兒科腫瘤患者。事實上,眾所周知,在兒童和青少年中使用RT尤其具有挑戰性[2]因為晚期毒性的風險增加(3歲以下患者嚴重關注[2,3.])和繼發性惡性腫瘤(SMNs),這些腫瘤與較高的輻射敏感性和發育中組織細胞周轉增加有關[2].
質子束治療(PBT)是一種帶電粒子治療方式,由於沒有遠低於目標劑量的出口劑量和入口劑量,它能提供極好的劑量分布,並能增加正常組織的劑量節約[1,4].這些物理特性和上述劑量學優勢表明,PBT可以作為傳統光子RT治療惡性疾病的替代方法[5,6].此外,PBT除了對正常組織有益外,還能減少劑量[3.,7,8,9,10],早期臨床結果[4]也強調了它的優點。然而,與現代高共形光子技術相比,PBT的有效性和安全性問題仍然存在爭議[11,12],這是由於缺乏長期的臨床資料。
我們觀察到,隻有選定的論文分析了與質子處理相關的特定關鍵問題,其結果是有限的。在所有地方住宿[13].考慮到即使他們沒有研究PBT在兒童患者中的作用,但建議對位於關鍵危險器官(OARs)旁邊的大腫瘤使用質子[5].奧爾森(14和Brada [15]總結說,與RT. Allen等人相比,PBT並沒有獲得足夠的證據支持其提高療效[5]證明PBT優於光子治療兒童中樞神經係統(CNS)腫瘤和其他惡性腫瘤,但他們強調,現有的數據仍然有限,不能為兒童非CNS腫瘤提供結論性的建議。在來自斯德哥爾摩兒童質子治療會議的共識報告2016年出版[16,專家對目前兒科PBT的適應症的意見證實,大多數需要放療的兒科癌症應采用PBT治療。質子被認為是最常見的兒童中樞神經係統腫瘤,以及顱底腫瘤和視網膜母細胞瘤的首選指征[16].然而,對於低輻射劑量可治愈的霍奇金淋巴瘤,以及橫紋肌肉瘤和尤文氏肉瘤,PBT的相對有效性取決於腫瘤的位置[16].
在世界範圍內,提供紙考的機構數量正在逐漸增加,在未來幾年,大量的數據將提供更多關於紙考在不同情況下的有效性和成本效益的信息。
我們對PBT在兒童非中樞神經係統腫瘤中的應用進行了一篇文獻綜述,同時特別綜合了其劑量學和臨床優勢,這些優勢正在改變放射治療的前景。隻要有可能,我們就新出現的關鍵問題提供討論。我們總結了正在進行的試驗。
材料和方法
在PubMed中使用以下醫學主題標題(MeSH)術語和安排進行搜索:(((粒子治療[MeSH terms])或質子束治療[MeSH terms])和放射治療[MeSH terms])和兒科腫瘤[MeSH terms])。本綜述包括PBT與光子rt的劑量學比較研究,以及評估PBT在最常見的兒童非中樞神經係統惡性腫瘤(視網膜母細胞瘤、霍奇金淋巴瘤、肉瘤、腎母細胞瘤)中的療效的臨床研究和病例係列。我們考慮了2002年至2018年發表的英文文章,目的是評估更近期的數據。涉及其他治療、其他腫瘤、社會經濟分析、放射生物學和程序問題的論文,以及綜述文章、社論、共識報告、模型研究、病例報告均被排除。還考慮了檢索到的評論文章和共識報告中的其他引用。總結並報告了與患者人群和研究評估相關的結果。此外,為了概述正在進行的評估PBT在上述環境中的應用的試驗,我們報告了目前注冊的研究的更新clinicaltrials.gov的網站。
結果
在滿足選擇標準的綜述論文中,31篇主要報道回顧性的單一機構經驗的文章被納入劑量學的定性綜合(表1)和臨床(表2PBT結果(圖。1).
視網膜母細胞瘤
視網膜母細胞瘤(RB)是兒童最常見的原發性眼惡性腫瘤,通常發生於4歲以下兒童[17].患者常表現為RB1腫瘤抑製基因的生殖係突變。即使出現結膜炎、角膜混濁、白內障、青光眼、玻璃體出血、視網膜病變、視神經病變、眼眶發育不全等長期放療副作用,也選擇放療,避免手術摘除[17,47,48].此外,雖然RB是一種輻射敏感腫瘤,但使用RT可增加輻射誘導的smn的風險[12,49],這在RB基因遺傳突變的兒童中更明顯[12,17,50].正因如此,RT目前被認為是一種挽救性治療方法,現代的保眼治療方法包括crio-ablation, laser,化療[11,17,49].各種高適形放射治療技術(分級立體定向放射治療、調強放射治療(IMRT)、PBT)已被用於備用槳[17,49]及減少輻射的副作用[17].PBT是目前RB最適形的外束RT選擇[30.],因為它通過將大部分能量沉積在“布拉格峰”來減少對健康組織的整體劑量[17].
Krengli等[17],在對不同眼內腫瘤位置質子束排列優化的研究中,他們得出結論,由於劑量學上的好處,PBT可以降低輻射誘導的smn以及美容和功能性副作用的風險(表1).在Lee等人提出的治療計劃研究中[18),(表1), PBT實現了最佳的靶區覆蓋(這在臨床上可能轉化為降低腫瘤複發的風險),與光子rt技術相比,眼眶骨劑量節約。
Mouw等人研究了PBT後的長期腫瘤控製和毒性結果[30.)(表2),以治療早期或局部晚期疾病。在早期和晚期病例的長期隨訪期間觀察到高疾病局部控製(LC),沒有患者死於RB或發展轉移疾病;與治療相關的眼部副作用並不常見,許多患者在治療的眼睛中保留了有用的視力,沒有觀察到smn [30.].PTOG/PROS/EPTN (粒子治療協作組/小兒放射腫瘤學會/歐洲粒子治療網絡)共識聲明[11], Mouw等人的數據表明,即使使用PBT降低smns風險的全球證據仍然很低,但早期患者應該重新考慮使用PBT [46].因此,盡管PBT的劑量學優勢表明其安全性[12,48,50,需要進一步的研究和長期隨訪來證實。
霍奇金淋巴瘤
霍奇金淋巴瘤(HL)是一種惡性腫瘤,通常影響青少年和年輕人[20.與疾病分期和診斷時的預後因素相關,5年總生存率(OS)的範圍在85 - 95%之間[19,51,52].早期HL綜合治療方案整合放療有利於局部區域疾病控製和整體結局[53].在晚期,輔助放療用於化療強度較低或化療反應不完全或緩慢的患者[54,55].盡管放療在腫瘤控製方麵有優勢,但已觀察到幸存者治療相關慢性毒性的風險增加。特別是縱隔放療聯合蒽環類藥物可增加心血管疾病(如冠狀動脈疾病、瓣膜病、心肌病、心律不齊、心包炎)和心髒死亡的風險,作為晚期後遺症[20.,56].此外,據報道,女性幸存者中繼發性乳腺癌發病率增加[19,57,58].綜上所述,即使化療30年後,smn和心血管疾病的風險升高仍被視為晚期副作用[21,56和較低的放療閾劑量[20.].
當化療和放療都需要治療HL時,正常組織的毒性風險可以被限製,在聯合方案中最小化治療野大小和減少輻射劑量[20.,55,59,60].高適形放療技術——如IMRT與複雜的圖像引導係統或PBT結合——也可以降低放療相關的晚期影響的風險,特別是對生存率高的年輕HL患者有實質性的好處[20.].事實上,調強放射治療改善了OARs在高劑量區域的劑量節約,因為它有能力改變凹狀結構周圍的劑量分布。然而,調強放射治療的一個重要缺點是槳暴露於低劑量輻射[19].
Andolino等[19)(表1)比較了保留乳房質子治療(BS-PT)和介入視野3D-CRT對兒童女性HL患者的療效,結論是該技術能夠顯著減少(80%)乳房劑量。Hoppe等[4,20.,21]納入了IA-IIIB期HL和縱隔受累者的患者(包括成人、兒童和青少年),這項前瞻性研究比較了輔助累及淋巴結質子治療(INPT)與3D-CRT和IMRT。他們觀察到4,21PBT為所有患者提供了心髒、肺和乳房的最低平均劑量(表1),食道和甲狀腺的劑量節約也有改善。作者亦報告[20.減少PBT對所有主要心髒亞單位的輻射劑量,提示晚期心髒毒性存在潛在限製,即使需要長期隨訪確認[20.].Hoppe等人評估了另一個問題[4]與早期臨床結果有關(表2):治療耐受性良好,疾病結果與傳統光子rt獲得的結果相似;然而,長期的隨訪被認為是必要的,以評估PBT在降低晚期毒性風險方麵的可能益處[4].Wray也報道了類似的發現[31]和佛羅裏達大學健康質子治療研究所同一研究組的其他作者在對22例使用PBT治療的HL患者進行臨床結果評估後進行了研究。
據我們所知,到目前為止,還沒有隨機研究評估INPT與INRT/相關部位(IS) RT的長期有效性和耐受度。INPT與INRT/相關部位(IS) RT是一種新的光子-RT方法,具有減小視野/體積的特點,在現代成像時代,這種方法正在成為HL放射治療的新標準[53,61].
綜上所述,Weber等人也報道過[11] -誰修改了粒子治療合作小組(PTCOG)淋巴瘤小組對質子治療淋巴瘤應用的循證綜述[62] - PBT的劑量學優勢有望轉化為較低的晚期毒性和smn風險,為PBT的臨床應用和進一步研究確定預期結果奠定基礎。
肉瘤
脊索瘤和軟骨肉瘤
脊索瘤(CH)和軟骨肉瘤(CS)在轉移潛能相對較低的兒童中是罕見的腫瘤[37,63].CH可沿中軸骨骼發生,通常發生在顱底或尾骨附近[11,37].CS可累及骨盆或長骨,少見於顱底[11].手術被認為是一線治療方法[11],但由於腫瘤靠近關鍵結構,很難實現全切除[32,36].此外,逆轉錄治療計劃也受到劃槳耐受性的限製:因此,提供的逆轉錄治療劑量可能導致腫瘤長期控製不佳[32,64].無論如何,由於這些腫瘤的低轉移潛力,LC、OS和無進展生存(progression free survival, PFS)是非常重要的方麵,仍然建議輔助放療。在這種情況下,PBT被認為是一種最佳的方法,特別是對於顱底CH和CS [36].
Hug等人[32)(表2)分析了侵犯顱底間充質腫瘤(包括CH和CS)的兒童,他們的數據表明,在顱底大手術後進行PBT治療在腫瘤控製和生存方麵具有優勢。還有Habrand等人[33]觀察到在類似的環境下進行高劑量光子質子治療後,有良好的LC和低級別的晚期毒性(表2).
Rutz等[34]評估顱外CH(表2術後行點掃PBT治療腳注1(在功能保留手術後進行),觀察到較高的OS和PFS率,並具有可接受的治療耐受性。在連續的研究中,Rutz等人[35)(表2)報告了術後點位掃描PBT聯合或不聯合強度調節質子治療(IMPT)的初步結果令人滿意。PBT耐受良好,晚期不良事件(輕度至中度)僅在3例中報道。
Staab等人也評估了點掃描PBT對顱外CH的有效性[37]用於成人和兒童患者(表2).在本研究中,PBT前有明顯殘留病變且無手術穩定(SS)的患者在5年內獲得100%的LC率;在既往接受鈦基SS和中軸骨骼重建的患者中,觀察到5年LC率顯著降低(30%)。作者的結論是,PBT獲得了很高的腫瘤LC率——即使是大的、不可切除的疾病——在沒有SS的患者中明顯更好。38和阿瑞斯[36]證實了良好的結果和可接受的後期毒性分級點掃描PBT(表2).
正如先前在PTOG/PROS/EPTN共識中觀察到的[11],因為CH和CS是耐輻射腫瘤,需要高的目標劑量,PBT可能是一種理想的方法,以提供目標劑量增加,減少整體整體劑量。在我們的文獻回顧中詳細的結果(表2)與Weber等人總結的數據一致[11],他們報告PBT後5年的OS範圍為68-89%。
軟組織肉瘤
RT在兒童肉瘤的多模式治療中發揮著重要作用[50].對於可切除的肉瘤,高危患者的標準治療是手術後進行輔助放療,而對於不能切除的腫瘤,則需要在手術和輔助化療後進行新輔助化療[66].建議進行初步的多學科評估[66].然而,接近劑量限製槳(如發生在頭頸部、膜旁或椎管旁腫瘤定位)可能影響放射治療的選擇。特別是在這些情況下,PBT可以代表一種有效的替代放療方法,通過減少槳劑劑量來保持患者的生活質量。
在韋伯的治療計劃研究中[23]比較了IMRT和IMPT對椎骨旁肉瘤的治療效果,PBT增加了OARs的劑量保留和潛在的靶劑量增加。
Timmerman等[39)(表2)研究了在軟組織肉瘤(包括橫紋肌肉瘤)發生在關鍵部位且大多數病例不可切除的兒童中,點掃描PBT的可行性:PBT是可行的,且耐受性良好,早期LC與傳統放療的結果相當。
橫紋肌肉瘤
橫紋肌肉瘤(Rhabdomyosarcoma, RMS)是兒童期最常見的軟組織肉瘤,是一種高度惡性的局部侵襲性腫瘤[41].這種腫瘤通常發生在頭頸部,也表現在膜旁部位[67].Miralbell等人進行的基於模型的繼發性癌症風險評估表明,使用PBT可以降低輻射誘導的smn。[24].PBT還提供了劑量學和臨床優勢,如下總結研究(表1而且2).
Ladra等[25]發表了一項前瞻性多機構II期臨床試驗的質子和光子劑量測定的首次比較,該試驗納入了54名兒童(RMS發表的第一個最大劑量測定係列);他們證明了較低的積分劑量,增加OARs劑量節約和令人滿意的臨床結果被動分散PBT。Leiser等[40研究發現,83例RMS患兒接受鉛筆束掃描PBT聯合化療,晚期毒性最小,生活質量改善。最近在日本發表的55例RMS患者中證實了PBT的短期療效和急性耐受性[44].
放射治療和化療是膜旁橫紋肌肉瘤(PRMS)的主要治療選擇。Kozak等人[26]比較了PBT和IMRT兩種方案對兒科PRMS的治療效果:兩種方案都允許可接受且具有可比性的目標覆蓋率,但PBT提供的更高劑量一致性導致了對大多數考慮的OARs的劑量節省的顯著改善。蔡爾茲(41]報道的腫瘤LC和PBT後的生存率與文獻對照相當。Weber等[42)(表2)報告了39例接受PBT和化療的兒科PRMS患者的臨床結果,中位隨訪時間為41個月:作者觀察到令人鼓舞的結果,與先前報道的關於PBT在考慮的環境中的安全性和有效性的證據一致[42].
采用多模式方法治療泌尿生殖係統(如膀胱/前列腺)RMS的治愈率為70 - 80%,但經常觀察到顯著的晚期副作用[27].Cotter等人[27]報道了PBT和調強放療在此背景下的目標劑量比較,但PBT導致考慮的槳(膀胱、睾丸、股骨頭、生長板和骨盆骨)的平均劑量顯著降低,提示後期毒性風險降低。Lee等人[18]比較了3D-CRT、電子- rt、IMRT和PBT方案對包括盆腔肉瘤在內的三個小兒疾病部位的劑量分布和劑量體積直方圖(DVHs): PBT方案在消除卵巢的任何劑量和減少盆腔骨和椎骨的劑量方麵優於其他方案。由於這些優點,PBT在盆腔肉瘤中具有潛在的臨床效益,可以保留生殖和激素功能,以及身體生長。有必要從廣泛的臨床數據中加以確認。
小兒眼眶RMS患者常接受化療和RT聯合治療[28].然而,光子RT的後期效應可能會潛在地影響功能和美容結果[28].PBT已被證明能提供優良的靶劑量分布,增加OARs的劑量節約。確實,Yock等人[28]報告了與3D-CRT相比,PBT在靶區覆蓋和對腦、垂體、下丘腦、顳葉和同側/對側眼眶結構的劑量方麵的優勢,即使腫瘤大小和位置影響OARs的劑量保留程度。PBT對腫瘤局部和遠處的控製優於先前發表的結果[28].
可用的劑量和臨床結果的PBT的RMS是有希望的。Weber等人也認為[11, PBT可以提供一種替代的治療方法,應該能夠減少對發育中的器官的副作用。
尤文氏肉瘤
尤文氏肉瘤是一種罕見的惡性骨和/或軟組織小藍圓細胞癌[11],常發生在不易切除的部位[45].它對RT反應靈敏,已被廣泛應用[45].Rombi總結說,[45,50],放療用於術後(對於切緣接近或陽性的患者,以及對新輔助化療臨床反應較差或較慢的患者)或不可切除腫瘤/術後發病率較高的兒童。然而,由於正常組織暴露,最終RT也會產生副作用[45而PBT已被建議作為一種替代治療方案來降低這種風險[45,68].
特別是Rombi等人[45)報告(表2)在30名接受PBT治療的兒童中取得了良好的臨床結果和治療耐受性,這支持了質子可以與光子類似地使用,在同等劑量下實現類似的疾病控製率的前提。即使在這種情況下,PBT應用的現有數據仍然有限,無法提供重要的證據[46,質子的主要明顯優勢是減少正常組織劑量。晚期毒性的潛在降低和目標劑量增加的可能性[11,68可能代表相應的利益。
正在進行的試驗
在正在進行的PBT兒科患者臨床試驗中(clinicaltrials.gov)在這篇綜述中,15例正在分析PBT在討論的非中樞神經係統惡性腫瘤中的結果:6例活躍但未招募,5例處於招募狀態,1例已完成,3例終止。
數字2重新分組了11項評估兒童非中樞神經係統腫瘤的試驗。
6項研究專門評估了劑量學問題(NCT01502150、NCT02070393、NCT00592592、NCT00850200、NCT00592293、NCT01751412)。這些前瞻性研究的主要目標是獲得關於PBT有效性和毒性的信息,以及來自治療計劃的更廣泛的劑量學數據,目的是改進PBT在兒童患者未來治療方法的計劃和交付。
討論
我們總結了PBT在兒童非中樞神經係統腫瘤患者中的劑量學和臨床結果。
在我們進行審查時,最近的權威報告[11]表明現有的臨床資料還太初級,不能為臨床實踐增加新的方向。盡管如此,PBT相對於光子技術的劑量學優勢是眾所周知的,並鞏固了帶電粒子物理特性的知識。基於劑量學數據可以預測臨床結果的概念,我們試圖評估PBT劑量學益處是否可以轉化為臨床收益(在特定情況下)。
首先,我們的研究證實PBT改善了OARs的劑量節約;此外,PBT與點掃描/鉛筆束掃描和IMPT模式減少中子劑量汙染。這些至關重要的話題增加了放射腫瘤學家對PBT在兒科治療中的應用的興趣,特別是當放射性耐藥腫瘤出現在關鍵解剖部位時,需要更高的輻射劑量或劑量上升[23,26](如椎管旁和膜旁肉瘤)。
總體實際臨床結果被確認為不全麵,在所有適應症中提供高水平的證據[11,46].在檢索到的文章中,隻有少數研究[12,30.]報告的長期臨床資料。盡管早期腫瘤得到了控製,PBT患者的生存率仍然很高2),長期臨床結果是評估兒科隊列治療效果和耐受性的必要條件。
前往PBT中心(取決於能夠進行PBT的少數中心)的成本和困難仍然很高[69,並可能影響在大樣本上提供重要證據的前景。為克服這些困難,需要建立全麵的資料庫或擴大注冊中心[11]可以支持旨在確定PBT在兒科非中樞神經係統腫瘤多學科治療中的適應症的分析。
還必須進行仔細的分析,以平衡PBT的成本效益和管理與不同RT方法相關的潛在後期影響的要求。
此外,需要用適當的方法進行進一步的研究,以回答實際反複出現的問題,例如:在PBT和由複雜圖像製導係統支持的現代高共形光子技術之間,可以觀察到什麼不同的槳保留和公差剖麵[5] ?哪些潛在的結果/影響可能與PBT與新藥聯合相關[11] ?質子的放射生物學被清楚地理解了嗎?6,11,68] ?事實上,除了他們觀察的回溯性之外,以前發表的作品的一個主要限製是在沒有先進技術的情況下比較PBT和光子rt [11,12].現代圖像引導技術腳注2和治療計劃(例如,在有限體積上進行圖像引導的調強放療)改善了劑量一致性和OARs的劑量節約,即使使用光子治療[11,49].然而,現代光子- igrt的臨床結果仍然有限。此外,在調強放療治療中,發育中的槳仍存在非目標輻射劑量的風險[11與傳統3D-CRT相比,可能會增加smn的風險[2由於輻射劑量低[1].
2018年,在成人中,IMPT和高度複雜的深吸氣屏住呼吸容積調節弧度治療(VMAT)的第一個治療計劃比較發表了[71]:即使在一個經驗非常豐富的中心規劃VMAT, IMPT也能提供更高的目標覆蓋率,並降低所考慮的槳手的平均劑量[71].這些結果很有前景,可能會對兒科研究產生影響,促使放射腫瘤學家進一步考慮PBT的應用和促進臨床試驗。
結論
由於患者的長壽命是兒童腫瘤治療的一個主要問題,充分分析RT的後期影響變得必要。與光子rt相比,PBT為正常組織提供了劑量學優勢,但長期的臨床結果和與現代光子rt結果的比較仍然需要。正在進行的和未來的研究應該明確界定PBT在最常見的兒科非中樞神經係統腫瘤的多模式治療中的作用。
數據和材料的可用性
所有為這篇綜述生成或分析的數據都包含在這篇發表的文章中。
縮寫
- 比較:
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三維適形放射治療
- BS-PT:
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保守質子治療畢竟
- CH:
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脊索瘤
- 中樞神經係統:
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中樞神經係統
- CS:
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軟骨肉瘤
- 逆向:
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Dose-volume直方圖
- 霍奇金淋巴瘤:
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霍奇金淋巴瘤
- IMPT:
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調強質子治療
- 強度:
-
調強放射治療
- INPT:
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Involved-node質子治療
- ISRT:
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位置放射治療
- LC:
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局部控製
- 槳:
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器官的風險
- 操作係統:
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總生存期
- PBT:
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質子束療法
- PFS:
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無進展生存
- 人口、難民和移民事務局:
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Parameningeal橫紋肌肉瘤
- PTOG /專業/ EPTN:
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粒子治療協作組/小兒放射腫瘤學會/歐洲粒子治療網絡
- RB:
-
視網膜母細胞瘤
- RMS:
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橫紋肌肉瘤
- RT:
-
放射治療(或放療)
- SMNs:
-
繼發性惡性腫瘤
- SS:
-
手術穩定
- VMAT:
-
體積調製電弧療法
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確認
“不適用”。
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一個也沒有。
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AS對研究的概念和起草工作做出了實質性貢獻,RC在解釋數據和撰寫手稿方麵做出了主要貢獻,MFP對數據的獲取和分析做出了實質性貢獻,BT對數據的獲取和分析做出了實質性貢獻,MM對數據的獲取和分析做出了實質性貢獻,AS對工作進行了實質性修改,AASI對工作進行了實質性修改,所有作者閱讀並批準最終稿。
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倫理認可和同意參與
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Sardaro, A., Carbonara, R., Petruzzelli, M.F.et al。質子治療最常見的兒童非中樞神經係統惡性腫瘤:臨床和劑量結果概述斜體字J Pediatr45,170(2019)。https://doi.org/10.1186/s13052-019-0763-2
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- 質子束療法
- 放射治療
- 小兒非中樞神經係統惡性腫瘤