Porównanie planów leczenia raka gruczołu krokowego w t echnice VMAT optymalizowanych ręcznie i przy pomocy algorytmu RapidPlan z funkcją Aperture Shape Controller

• Autorzy: Półtorak Michał , Świerczyński Maciej , Czyżew Beata , Weinert Bartosz , Pawłów Katarzyna , Goraj Magdalena , Rolski Wojciech

Warianty tytułu

EN

RapidPlan with Aperture Shape Controller and manually optimized VMAT plans comparison for prostate cancer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Automatyczne planowanie znalazło swoje zastosowanie między innymi w teleradioterapii. Dzięki tej funkcjonalności użytkownicy dostali możliwość podniesienia jakości procesu przygotowania planu leczenia. Firma Varian Medical Systems (VMS) wprowadziła narzędzie o nazwie RapidPlan (RP) zintegrowane z systemem planowania leczenia Eclipse. W pracy wykorzystano tomografię komputerową do planowania leczenia 50 pacjentów z rakiem gruczołu krokowego. Porównano 250 planów opracowanych przez grupę Fizyków z planami wykonanymi za pomocą modułu RP z zastosowaniem funkcji Aperture Shape Controller (ASC) z podziałem na ASC:OFF, VeryLow, Moderate, VeryHigh. W badaniu zostały porównane rozkłady dawek w objętościach tarczowych Planning Target Volume (PTV) oraz dawki w narządach, takich jak: odbytnica, pęcherz, główki kości udowych. Dla PTV przeanalizowano parametry, takie jak: V95%, D2%, odchylenie standardowe oraz stosunek objętości izodozy 50% do objętości PTV. Dla narządów krytycznych, takich jak pęcherz oraz odbytnica, zostały porównane następujące parametry: D_śr, V50%, V50Gy, natomiast dla główek kości udowych zostały przeanalizowane D2%, V30%, V40%, V50%. Dodatkowo porównano objętości w cm³ V25%, V50%, V70%, V90% dawki przepisanej. W celu sprawdzenia, czy różnice w opisanych wyżej grupach są istotne statystycznie, wykonano test t-Studenta dla prób niezależnych. Do zbadania, czy dane podlegają rozkładowi normalnemu, użyto testu Shapiro-Wilka. Dla danych, które nie podlegały rozkładowi normalnemu, przeprowadzono nieparametryczny test U Manna-Whitneya. W przypadku dawki w objętościach tarczowych parametr V95% > 98% spełniał kryteria zarówno dla planów w grupie Fizycy, jak i planów RP. W przypadku pęcherza oraz odbytnicy uśrednione parametry D_śr, V50%, V50Gy [%], V50Gy [cm³] są wyższe w grupie Fizycy w porównaniu z planami z użyciem RP. Natomiast parametry, takie jak D2%, odchylenie standardowe, stosunek objętości izodozy 50% do objętości PTV, są wyższe w grupie planów RP. Objętości w cm³ – V25%, V50%, V70%, V90% dawki przepisanej są wyższe w grupie Fizycy. W oparciu o uzyskane wyniki wykazano, że plany wygenerowane za pomocą RP osiągają zadowalające rezultaty i mogą być stosowane klinicznie z użyciem funkcji ASC: OFF.

EN

Automatic planning has found its application among others in teleradiotherapy. Thanks to this functionality, users received the opportunity to improve the quality of the process of preparing a treatment plan. Varian Medical Systems (VMS) introduced a tool called RapidPlan (RP) integrated with the Eclipse treatment planning system. Computed tomography of 50 patients with prostate cancer was used in the study. 250 plans made by a group of Physicist were compared with plans made by using the RP module with the Aperture Shape Controller (ASC) divided into: ASC:OFF, VeryLow, Moderate, VeryHigh. The study compared dose distribution in Planning Target Volume (PTV) and dose distributions in organs such as: rectum, bladder, femoral heads. PTV parameters were analyzed such as: V95%, D2%, standard deviation and the ratio of the volume of isodose 50% to the PTV volume. For organs at risk such as bladder and rectum, the following parameters were compared: D_mean, V50%, V50Gy, and for femoral heads: D2%, V30%, V40%, V50%. In addition, volumes in cm³ V25%, V50%, V70%, V90% of the prescribed dose were compared. In order to check statistically significant differences in the groups described above Student’s t-test was performed for independent samples. The Shapiro-Wilk test was used to check if the data are normally distributed. For data that is not normally distributed the U Manna-Whitneya test was performed. In the case of a dose in target volumes, the V95% > 98% parameter met the criteria for both plans in the Physicist group and plans in the RP group. For bladder and rectum, average parameters such as D_mean, V50%, V50Gy [%], V50Gy [cm³] are higher in the group of Physicist compared to plans with the use of RP. Parameters such as D2%, standard deviation, the ratio of isodose 50% volume to PTV volume is higher in the group of RP plans. Volume in cm³ – V25%, V50%, V70%, V90% of the prescribed dose are higher in the Physicist group. Based on the obtained results, it was shown that the plans generated using RP achieve satisfying results and can be used clinically with the ASC:OFF function.

Słowa kluczowe

PL

radioterapia; RapidPlan; RP; Aperture Shape Controller; ASC; automatyzacja; planowanie leczenia

EN

radiotherapy; RapidPlan; RP; Aperture Shape Controller; ASC; automation; treatment planning

• Wydawca: Indygo Zahir Media
• Czasopismo: Inżynier i Fizyk Medyczny
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 11, nr 6
• Strony: 503--509
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Półtorak Michał

• Zakład Radioterapii, Siedleckie Centrum Onkologii, Mazowiecki Szpital Wojewódzki im. św. Jana Pawła II w Siedlcach Sp. z o.o., ul. Poniatowskiego 26, 08-110 Siedlce

autor

Świerczyński Maciej

• Zakład Radioterapii, Siedleckie Centrum Onkologii, Mazowiecki Szpital Wojewódzki im. św. Jana Pawła II w Siedlcach Sp. z o.o., ul. Poniatowskiego 26, 08-110 Siedlce

autor

Czyżew Beata

• Zakład Radioterapii, Siedleckie Centrum Onkologii, Mazowiecki Szpital Wojewódzki im. św. Jana Pawła II w Siedlcach Sp. z o.o., ul. Poniatowskiego 26, 08-110 Siedlce

autor

Weinert Bartosz

• Zakład Radioterapii, Siedleckie Centrum Onkologii, Mazowiecki Szpital Wojewódzki im. św. Jana Pawła II w Siedlcach Sp. z o.o., ul. Poniatowskiego 26, 08-110 Siedlce

autor

Pawłów Katarzyna

• Zakład Radioterapii, Siedleckie Centrum Onkologii, Mazowiecki Szpital Wojewódzki im. św. Jana Pawła II w Siedlcach Sp. z o.o., ul. Poniatowskiego 26, 08-110 Siedlce

autor

Goraj Magdalena

• Zakład Radioterapii, Siedleckie Centrum Onkologii, Mazowiecki Szpital Wojewódzki im. św. Jana Pawła II w Siedlcach Sp. z o.o., ul. Poniatowskiego 26, 08-110 Siedlce

autor

Rolski Wojciech

• Zakład Radioterapii, Siedleckie Centrum Onkologii, Mazowiecki Szpital Wojewódzki im. św. Jana Pawła II w Siedlcach Sp. z o.o., ul. Poniatowskiego 26, 08-110 Siedlce

Bibliografia

• 1. L. Yuan, Y. Ge, W.R. Lee, F.F. Yin, J.P. Kirkpatrick, Q.J. Wu: Quantitative analysis of the factors which affect the interpatient organ-at-risk dose sparing variation in IMRT plans, Med Phys., 39(11), 2012, 6868-6878.
• 2. D. Binny, M. Spalding, S.B. Crowe, D. Jolly, T. Kairn, J.V. Trapp, A. Walsh: Investigating the use of aperture shape controller in VMAT treatment deliveries, Medical Dosimetry, 45, 2020, 284-292, 10.1016/j.meddos. 2020.02.003.
• 3. K . K ubo, H . M onzen, K . I shii, M . T amura, R . K awamorita, I . S umida, H. Mizuno, Y. Nishimura: Dosimetric comparison of RapidPlan and manually optimized plans in volumetric modulated arc therapy for prostate cancer, Phys Med., 44, 2017, 199-204, doi: 10.1016/j.ejmp.2017.06.026, Epub 2017 Jul 10. PMID: 28705507.
• 4. L. Yuan, Y. Ge, W.R. Lee, F.F. Yin, J.P. Kirkpatrick, Q.J. Wu: Quantitative analysis of the factors which affect the interpatient organ-at-risk dose spring variation in IMRT plans, Med Phys., 39(11), 2012, 6868-6878.
• 5. K. Kubo, H. Monzen, K. Ishii, M. Tamura, R. Kawamorita, I. Sumida, H. Mizuno, Y. Nishimura: Dosimetric comparison of RapidPlan and manually optimized plans in volumetric modulated arc therapy for prostatę cancer, Phys Med., 2017, 44, 199-204.
• 6. D. Binny, M. Spalding, S.B. Crowe, D. Jolly, T. Kairn, J.V. Trapp, A. Walsh: Investigating the use aperture shape controller in VMAT treatment deliveries, Medical Dosimetry, 45(3), 2020, 284-292, ISSN 0958-3947.
• 7. M. Tinoco, E. Waga, K. Tran, H. Vo, J. Baker, R. Hunter, Ch. Peterson, N. Taku, L. Court: RapidPlan development of VMAT plans for cervical cancer patients in low-and middle-income countries, Medical Dosimetry, 45(2), 2020, 172-178.
• 8. M. Oliver, W. Ansbacher, W.A. Beckman: Comparing planning time, delivery time and plan quality for IMRT, RapidPlan and Tomotherapy, J Appl Clin Med. Phys., 10(4), 2009, 117-131.
• 9. K. Kubo, M. Tamura, H. Monzen, R. Kawamorita: Dosimetric comparison of RapidPlan and manually optimized plans in volumetric modulated arc therapy for prostate cancer, Physica Medica, 2017.