公開された臨床データの組み合わせ分析に基づいて、放射線肺炎および骨膜炎のためのライマン - カッチャー - バーマンNTCPモデルパラメーター

正確な組織合併症確率（NTCP）モデルを生物学的に基づく治療計画に組み込むには、正確なパラメーター推定値の知識が不可欠です。この作業の目的は、肺（放射線肺炎）と耳下腺（骨膜）の多施設毒性データの複合分析を使用して、ライマン - クッチャー - バーマン（LKB）NTCPモデルのパラメーター推定値を導出することです。この分析のために、放射線肺炎（RP）および骨膜腫症の用量反応を説明する一連の公開された臨床データセットが特定されました。データは、肺および耳下腺の大きな体積効果の概念をサポートし、Nパラメーターの推定値が統一に近いものです。n = 1と仮定すると、LKBモデルのMおよびTD（50）パラメーターは、平均器官用量の関数としての合併症率のプロットからの最尤法によって推定されました。パラメーター推定の95％の信頼区間は、プロファイルの尤度法によって取得されました。公開されたレポートで2 Gy以外の毎日の画分が使用されていた場合、平均臓器用量は、Alpha/Beta = 3 Gyを使用して線形（Lq）式を使用して2 Gy/分数等価線量に変換されました。肺がペアの臓器と見なされる場合、症候性RPのエンドポイントについて、次のパラメーター推定値が得られました：M = 0.41（95％CI 0.38、0.45）およびTD（50）= 29.9 Gy（95％CI 28.2、31.8）。RP発生率が総肺ではなく同側肺への用量の関数として評価された場合、推定値はM = 0.35（95％CI 0.29、0.43）およびTD（50）= 37.6 Gy（95％CI 34.6、41.4）でした。放射線療法後6か月以内に刺激された唾液流の減少として25％未満の減少として表された光造菌の場合、次の値が得られました：M = 0.53（95％CI 0.45、0.65）およびTD（50）= 31.4 Gy（95％CI 29.1、34.0）。さまざまなNTCPモデルと重要な構造の多数のパラメーター推定値が存在し、文献に表示され続けていますが、生物学的に基づく治療計画の目的で選択された機関で得られた単一のパラメーターセットの使用を正当化することは困難です。私たちの期待は、さまざまな機関での累積経験に基づいた提案されたモデルパラメーターは、単一施設のデータよりも放射線療法の全体的な実践をより代表しており、臨床使用に容易に組み込まれる可能性があることです。

Knowledge of accurate parameter estimates is essential for incorporating normal tissue complication probability (NTCP) models into biologically based treatment planning. The purpose of this work is to derive parameter estimates for the Lyman-Kutcher-Burman (LKB) NTCP model using a combined analysis of multi-institutional toxicity data for the lung (radiation pneumonitis) and parotid gland (xerostomia). A series of published clinical datasets describing dose response for radiation pneumonitis (RP) and xerostomia were identified for this analysis. The data support the notion of large volume effect for the lung and parotid gland with the estimates of the n parameter being close to unity. Assuming that n = 1, the m and TD(50) parameters of the LKB model were estimated by the maximum likelihood method from plots of complication rate as a function of mean organ dose. Ninety five percent confidence intervals for parameter estimates were obtained by the profile likelihood method. If daily fractions other than 2 Gy had been used in a published report, mean organ doses were converted to 2 Gy/fraction-equivalent doses using the linear-quadratic (LQ) formula with alpha/beta = 3 Gy. The following parameter estimates were obtained for the endpoint of symptomatic RP when the lung is considered a paired organ: m = 0.41 (95% CI 0.38, 0.45) and TD(50) = 29.9 Gy (95% CI 28.2, 31.8). When RP incidence was evaluated as a function of dose to the ipsilateral lung rather than total lung, estimates were m = 0.35 (95% CI 0.29, 0.43) and TD(50) = 37.6 Gy (95% CI 34.6, 41.4). For xerostomia expressed as reduction in stimulated salivary flow below 25% within six months after radiotherapy, the following values were obtained: m = 0.53 (95% CI 0.45, 0.65) and TD(50) = 31.4 Gy (95% CI 29.1, 34.0). Although a large number of parameter estimates for different NTCP models and critical structures exist and continue to appear in the literature, it is hard to justify the use of any single parameter set obtained at a selected institution for the purposes of biologically based treatment planning. Our expectation is that the proposed model parameters based on cumulative experience at various institutions are more representative of the overall practice of radiation therapy than any single-institution data, and could be more readily incorporated into clinical use.