Wprowadzenie opartego o obrazy transit-EPID rozszerzenia istniejącego protokołu IGRT

Standardem klinicznym stało się stosowanie dostępnych systemów obrazowania mega- oraz kilowoltowego do kontroli ułożenia pacjenta w pozycji terapeutycznej przed podaniem frakcji radioterapii. Realizacja protokołu leczenia pod kontrolą obrazowania (ang. Image Guided Radiotherapy, IGRT) pozwala zminimalizować niezgodności geometryczne występujące na etapie pozycjonowania pacjenta. Nie weryfikuje ona jednak prawidłowości realizacji frakcji leczenia przez akcelerator. Standardowe metody dozymetrycznej kontroli leczenia stosowane klinicznie, takie jak pojedynczy pomiar dawki in-vivo stosowany dla techniki konformalnej (ang. 3D Conformal Radiotherapy, 3DCRT) czy weryfikacja realizowalności planu leczenia przez aparat stosowana przed rozpoczęciem leczenia dla technik z modulacją intensywności wiązki nie zapewniają informacji o powtarzalności radioterapii. Odpowiedzią na potrzebę kontroli realizacji kolejnych frakcji leczenia może być zastosowanie analizy obrazów zarejestrowanych przez kasetę portalową (ang. Electronic Portal Imaging Device, EPID) podczas sesji radioterapii. Możliwe jest odtworzenie na ich podstawie zarówno dawki w wybranym punkcie ciała pacjenta, jak i zrekonstruowanie rozkładu 3D dawki dla porównania go z zaplanowanym. Wymaga to jednak stworzenia własnych algorytmów rekonstrukcyjnych lub zastosowania rozwiązań komercyjnych, co ze względu na ograniczone zasoby ludzkie lub finansowe może nie być możliwe do zrealizowania w poszczególnych ośrodkach klinicznych. Alternatywą może być uzupełnienie protokołu IGRT przez weryfikację powtarzalności leczenia za pomocą porównania obrazów zarejestrowanych przez EPID podczas wybranych frakcji leczenia z obrazami zarejestrowanymi podczas frakcji referencyjnej. Ocenę proponowanej metody przeprowadzono dwuetapowo: zweryfikowano jej wrażliwość na wystąpienie możliwych błędów w realizacji radioterapii oraz przeprowadzono kontrolę jej działania w warunkach rzeczywistych. Wszystkie pomiary wykonane zostały z wykorzystaniem akceleratora liniowego TrueBeam (Varian Medical Systems, Palo Alto, USA) wyposażonego w zintegrowany aSi EPID. W pierwszym etapie oceniono wykrywalność błędów w realizacji leczenia przez akcelerator: przeskalowania dawki oraz zmiany Dose Rate. Sprawdzeń dokonano dla pola otwartego o wymiarach 10x10cm z zastosowaniem fantomu stałego Varian Isocenter Cube. Dla pola otwartego oraz pola pochodzącego z planu IMRT zweryfikowano ponadto wrażliwość metody na wystąpienie niezgodności geometrycznych zasymulowanych poprzez przesunięcia fantomu stałego w kierunku poprzecznym, wzdłużnym oraz pionowym. W drugim etapie zastosowano proponowany algorytm dla oceny powtarzalności leczenia w grupie 15 pacjentów, spośród których 10 osób poddanych było radioterapii techniką IMRT w lokalizacjach prostata i płuco, natomiast 5 pacjentek poddawano radioterapii piersi techniką 3DCRT. Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów zaproponowano progi tolerancji dla proponowanej metody analizy różne dla poszczególnych technik leczenia oraz opracowano algorytm zintegrowania metody ze stosowanym dotychczas protokołem IGRT w kontroli poprawności realizacji radioterapii.

Conventional 3D conformal radiotherapy and volumetric modulated arc therapy for cervical cancer: Comparison of clinical results with special consideration of the influence of patient- and treatment-related parameters

Purpose Intensity-modulated radiotherapy (IMRT) for cervical cancer yields favorable results in terms of oncological outcomes, acute toxicity, and late toxicity. Limited data are available on clinical results with volumetric modulated arc therapy (VMAT). This study’s purpose is to compare outcome and toxicity with VMAT to conventional 3D conformal radiotherapy (3DCRT), giving special consideration to the influence of patient- and treatment-related parameters on side effects. Materials and methods Patients with cervical cancer stage I–IVA underwent radiotherapy alone or chemoradiotherapy using 3DCRT (n = 75) or VMAT (n = 30). Survival endpoints were overall survival, progression-free survival, and locoregional control. The National Cancer Institute Common Terminology Criteria for Adverse Events and the Late Effects of Normal Tissues criteria were used for toxicity assessment. Toxicity and patient- and treatment-related parameters were included in a multivariable model. Results There were no differences in survival rates between treatment groups. VMAT significantly reduced late small bowel toxicity (OR = 0.10, p = 0.03). Additionally, VMAT was associated with an increased risk of acute urinary toxicity (OR = 2.94, p = 0.01). A low body mass index (BMI; OR = 2.46, p = 0.03) and overall acute toxicity ≥grade 2 (OR = 4.17, p < 0.01) were associated with increased overall late toxicity. Conclusion We demonstrated significant reduction of late small bowel toxicity with VMAT treatment, an improvement in long-term morbidity is conceivable. VMAT-treated patients experienced acute urinary toxicity more frequently. Further analysis of patient- and treatment-related parameters indicates that the close monitoring of patients with low BMI and of patients who experienced relevant acute toxicity during follow-up care could improve late toxicity profiles.

Can 3D-CRT meet the desired dose distribution to target and OARs in glioblastoma? A tertiary cancer center experience

Aim: The purpose of the study is to perform a dosimetric analysis of the doses received by planning target volume and organ at risks in the postoperative glioblastoma by using 3D-conformal radiotherapy to a total dose of 60 Gy in 30 fractions. Materials & Methods: All patients received concurrent temozolomide every day, and this was followed by adjuvant temozolomide of 5 days of treatment per month. Results: More than 98% of patients were treated with a dose of 60 Gy. Doses were analyzed for the normal whole brain, tumor volume, as well as all the organs at risk. Conclusion: Given the grave prognosis and the limited survival of glioblastoma despite the best treatment available, makes 3D-conformal radiotherapy an equally acceptable treatment option.

Comparison of rectal dose reduction by a hydrogel spacer among 3D conformal radiotherapy, volumetric-modulated arc therapy, helical tomotherapy, CyberKnife and proton therapy

This study aimed to evaluate the rectal dose reduction with hydrogel spacer in 3D conformal radiotherapy (3DCRT), volumetric modulated arc therapy (VMAT), helical tomotherapy (HT), CyberKnife (CK) and proton therapy. Twenty patients who had hydrogel spacer for prostate radiotherapy were retrospectively enrolled. Computed tomography (CT) images with or without hydrogel spacer were used to evaluate rectal dose reduction. In total, 200 plans (20 patients × 2 CT images × 5 techniques) were created using the following criteria: 3DCRT, VMAT and HT [76 Gy/38 fractions (Fr), planning target volume (PTV) D50%], CK (36.25 Gy/5 Fr, PTV D95%) and proton therapy (63 GyE/21 Fr, PTV D50%). Rectal dose reduction was evaluated using low-/middle-dose (D20%, D50% and D80%) and high-dose (D2%) ranges. Rectal dose reduction of each dose index was compared for each technique. Significant rectal dose reduction (P &lt; 0.001) between the treatment plans on pre- and post-CT images were achieved for all modalities for D50%, D20% and D2%. In particular, the dose reduction of high-dose (D2%) ranges were −40.61 ± 11.19, −32.44 ± 5.51, −25.90 ± 9.89, −13.63 ± 8.27 and −8.06 ± 4.19%, for proton therapy, CK, HT, VMAT and 3DCRT, respectively. The area under the rectum dose–volume histogram curves were 34.15 ± 3.67 and 34.36 ± 5.24% (P = 0.7841) for 3DCRT with hydrogel spacer and VMAT without hydrogel spacer, respectively. Our results indicated that 3DCRT with hydrogel spacer would reduce the medical cost by replacing the conventional VMAT without spacer for prostate cancer treatment, from the point of view of the rectal dose. For the high-dose gradient region, proton therapy and SBRT with CK showed larger rectal dose reduction than other techniques.