Realizacja procedury radioterapii technikami dynamicznymi (VMAT) po leczeniu oszczędzającym raka piersi oraz ściany klatki piersiowej po mastektomii. Opis metody

• Autorzy: Kawa-Iwanicka A. , Polaczek-Grelik K. , Stefańczyk M. , Giłka A. , Derus J.

Warianty tytułu

EN

VMAT – dynamic radiotherapy procedure realization either for chest wall in patients with breast cancer after surgery or whole breast irradiation

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Rozwój technologiczny akceleratorówmedycznych oraz ekspansja technik dynamicznych: VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy), dMLC (dynamicMLC IMRT =sliding window IMRT) i innych spowodowały, że ich szerokie stosowanie w napromienianiu praktycznie wszystkich lokalizacji guzów stało się możliwe. Stosunkowo kontrowersyjnym zagadnieniem było stosowanie technik radioterapii wiązkami dynamicznymi w napromienianiu obszarów, w których ruchomość pacjenta oraz jego organów wewnętrznych wydają się mieć znaczący wpływ na jakość realizowanej terapii dynamicznymi wiązkami łukowymi. W celu wprowadzenia techniki łuków dynamicznych VMAT w napromienianiu piersi oraz ściany klatki piersiowej rozważono temat ruchomości oddechowej w sposób analogiczny jak w tzw. radioterapii bramkowanej, tj. poprzez zastosowanie tomografii 4D do przygotowania planu leczenia pacjenta i określenia obszaru tarczowego. Opracowana i wdrożona do realizacji została metoda stanowiąca kompilację dynamicznych łuków tangencjalnych (t-VMAT) oraz częściowego łuku dynamicznego (c-VMAT), zwykle o mieszanych energiach wiązek fotonowych (6 MV i 10 MV). W szczególnych przypadkach przygotowany został silikonowy bolus indywidualny, który wykorzystano w napromienianiu. Konturowanie obszaru przeznaczonego do radioterapii (tzw. obszaru tarczowego) wykonano na skanach w rekonstrukcji MIP (Maximum Intensity Projection), natomiast struktur krytycznych – na skanach uśrednionych z 10 różnych faz oddechowych (Avg10). Plany leczenia na warstwach Avg10 przygotowano w systemie planowania leczenia Monaco v5.00.002 (Elekta). Zaaprobowane przez lekarza prowadzącego plany leczenia przed realizacją na pacjencie poddano weryfikacji zarówno w fantomie MultiCube (IBA-Dosimetry GmbH) w konfiguracji z matrycą MatriXXEvolution (IBA-DosimetryGmbH), w fantomie płytowym RW3 oraz w matrycy MatriXXEvolution (IBA-DosimetryGmbH) sprzężonej z programem Compass (IBA-DosimetryGmbH), służącym do niezależnego pomiaru dawki na akceleratorze, jak również do przeliczania rozkładu dawki w pacjencie odrębnym algorytmem obliczeniowym.

EN

The technological development of medical linacs as well as the expansion of dynamic techniques, i.e. VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy), dMLC (dynamic MLC IMRT = sliding window IMRT), etc. have made the usage of dynamic delivery of radiation treatment (RT) possible regardless the tumor location inside the human body. However, the application of dynamic RT with arched beams to the regions, inside which the organs’ movement seems to have a large impact on the quality and success of radiotherapy, has been perceived as controversial. For the purpose of the implementation of dynamic arch technique VMAT in breast cancer RT and chest wall irradiation, the 4D computed tomography (the approach known from so called gated RT), has been implemented to prepare the RT plan as well as to determine the target volume motion. Radiotherapy method as a combination of tangential arches (tVMAT) and partial c-shape arch (cVMAT), generally using the mixed photon beams (6MV and 10MV) has been developed and implemented in clinical practice. The particular cases require the preparation of personal bolus made of silicone to be used in RT process. The target delineation has been made on the MIP (Maximum Intensity Projection) reconstructed CT scans, whereas organs at risk (OARs) were contoured on the scans averaged over 10 different breathing phases (Avg10). Radiotherapeutic plans were prepared on the Agv10 scans with the use of Monaco v5.00.002 (Elekta) treatment planning system. The plans approved by the physician for the realization were beforehand verified with the use of MultiCube phantom (IBA-Dosimetry GmbH) in conjunction with the MatriXXEvolution dosimetry device (IBA-Dosimetry GmbH), RW3 plate phantom, as well as MatriXXEvolution device coupled with the Compass software (IBA-Dosimetry GmbH). This latter configuration enables to perform the stand-alone measurement of the dose distribution realized by the linac as well as the independent calculation of the patient-specific dose distribution with the use of a separate algorithm.

Słowa kluczowe

PL

tomografia 4D; c-VMAT; t-VMAT

EN

4D tomography; symmetry; c-VMAT; t-VMAT

• Wydawca: Indygo Zahir Media
• Czasopismo: Inżynier i Fizyk Medyczny
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 3, nr 5
• Strony: 251--258
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kawa-Iwanicka A.

• NU-MED Centrum Diagnostyki i Terapii Onkologicznej Katowice, ul. Ceglana 35, 40-514 Katowice

autor

Polaczek-Grelik K.

• NU-MED Centrum Diagnostyki i Terapii Onkologicznej Katowice, ul. Ceglana 35, 40-514 Katowice

autor

Stefańczyk M.

• NU-MED Centrum Diagnostyki i Terapii Onkologicznej Katowice, ul. Ceglana 35, 40-514 Katowice

autor

Giłka A.

• NU-MED Centrum Diagnostyki i Terapii Onkologicznej Katowice, ul. Ceglana 35, 40-514 Katowice

autor

Derus J.

• NU-MED Centrum Diagnostyki i Terapii Onkologicznej Katowice, ul. Ceglana 35, 40-514 Katowice

Bibliografia

• 1. M. Scorsetti at all: Phase I-II study of hypofractionated simultaneous integrated boost using volumetric modulated arc therapy for adjuvant radiation therapy in breast cancer patients: a report of feasibility and early toxicity results in the first 50 treatments, Radiat. Oncol., 28(7), 2012, 145-145.
• 2. A. Sakumi at all: Single-arc volumetric modulated arc therapy planning for left breast cancer and regional nodes, J. Radiat. Res., 53(1), 2012, 151-153.
• 3. A. Alexander at all.: Comparison of modulated electron radiotherapy to conventional electron boost irradiation and volumetric modulated photon arc therapy for treatment of tumour bed boost in breast cancer, Radiother. Oncol., 2011, 100(2), 253-258.
• 4. C.C. Popescu at all: Volumetric modulated arc therapy improves dosimetry and reduces treatment time compared to conventional intensity-modulated radiotherapy for locoregional radiotherapy of left-sided breast cancer and internal mammary nodes, Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 76(1), 2010, 287-295.
• 5. K. Bzdusek at all: Development and evaluation of an efficient approach to volumetric arc therapy planning, Med. Phys., 36(6), 2009, 2328-2339.
• 6. M. Rao at all: Comparison of Elekta VMAT with helical tomotherapy and fixed field IMRT: plan quality, delivery efficiency and accuracy, Med. Phys., 37(3), 2010, 1350-1359.
• 7. A. Michalski at all: Inter- and intra-fraction motion during radiation therapy to the whole breast in the supine position: a systematic review, J. Med. Imaging Radiat. Oncol., 56(5), 2012, 499-509.
• 8. Z.W. Liao at all: Accelerated partial breast irradiation: Use of fourdimensional CT for target localization and assessment of intrafractional motion, Oncol. Res., 18(10), 2010, 503-507.
• 9. K. Otto at all: Volumetric modulated arc therapy – IMRT in single gantry arc., Med. Phys., 35(1), 2008, 310-317.
• 10. J.L. Bedford: Treatment planning for volumetric modulated arc therapy, Med. Phys., 36(11), 2009, 5128-5138.
• 11. P. Mancosu at all.: Total monitor units influence on plan quality parameters in volumetric modulated arc therapy for breast case, Phys. Med., 30(3), 2104, 296-300.
• 12. B. Lee at all: Radiotherapy-induced secondary cancer risk for breast cancer: 3D conformal therapy versus IMRT versus VMAT, J. Radiol. Prot., 34(2), 2014, 325-331.
• 13. Y. Abo-Madyan at all: Second cancer risk after 3D-CRT, IMRT and VMAT for breast cancer, Radiother.Oncol., 110(3), 2014, 471-476.
• 14. M. Pasler at all: Node-positive left-sided breast cancer: does VMAT improve treatment plan quality with respect to IMRT?, Strahlenther Onkol., 189(5), 2013, 380-386.
• 15. H. Rodney Withers at all: Treatment volume and tissue tolerance, Int. J. of Rad. Oncol. Biol. Phys., 14(4), 1998, 751-759.
• 16. SM.Bentzenatall: QuantitativeAnalysesofNormalTissueEffects inthe Clinic (QUANTEC), Int. J. of Rad. Oncol. Biol. Phys., 26(3), 2010, 3-9.
• 17. B. Emami at all: Tolerance of normal tissue to therapeutic irradiation, Int. J. of Rad. Oncol. Biol. Phys., 21(1), 1991, 109-122.
• 18. V. Casanova Borca et al.: Dosimetric characterization and use of GAFCHROMIC EBT3 film for IMRT dose verification, Journal of Applied Clinical Medical Physics, 14(2), 2013, 158-171.