Heinz Deutschmann

A strategy for the use of image-guided radiotherapy (IGRT) on linear accelerators and its impact on treatment margins for prostate cancer patients.

Background and PurposeIn external beam radiotherapy of prostate cancer, the consideration of various systematic error types leads to wide treatment margins compromising normal tissue tolerance. We investigated if systematic set-up errors can be reduced by a set of initial image-guided radiotherapy (IGRT) sessions.Patients and Methods27 patients received daily IGRT resulting in a set of 882 cone-beam computed tomographies (CBCTs). After matching to bony structures, we analyzed the dimensions of remaining systematic errors from zero up to six initial IGRT sessions and aimed at a restriction of daily IGRT for 10% of all patients. For threshold definition, we determined the standard deviations (SD) of the shift corrections and selected patients out of this range for daily image guidance. To calculate total treatment margins, we demanded for a cumulative clinical target volume (CTV) coverage of at least 95% of the specified dose in 90% of all patients.ResultsThe gain of accuracy was largest during the first three IGRTs. In order to match precision and workload criteria, thresholds for the SD of the corrections of 3.5 mm, 2.0 mm and 4.5 mm in the left-right (L-R), cranial-caudal (C-C), and anterior-posterior (A-P) direction, respectively, were identified. Including all other error types, the total margins added to the CTV amounted to 8.6 mm in L-R, 10.4 mm in C-C, and 14.4 mm in A-P direction.ConclusionOnly initially performed IGRT might be helpful for eliminating gross systematic errors especially after virtual simulation. However, even with daily IGRT performance, a substantial PTV margin reduction is only achievable by matching internal markers instead of bony anatomical structures.ZusammenfassungHintergrundBei der Teletherapie des Prostatakarzinoms führt die Berücksichtigung verschiedener systematischer Fehler zu großen Sicherheitsrändern auf Kosten der Normalgewebetoleranz. Wir untersuchten, inwieweit systematische Lagerungsfehler durch initiale bildgeführte Radiotherapie (IGRT) reduziert werden können.Patienten und MethodikEs wurden 882 Cone-Beam-Comutertomographien (CBCT) von insgesamt 27 Patienten analysiert. Nach der Korrektur auf knöcherne Strukturen wurde das Ausmaß des Lagerungsfehlers als gemittelter Wert der Verschiebungen nach null bis sechs CBCTs untersucht. Aus den Standardabweichungen (SD) der Verschiebungen wurden Schwellwerte für maximal 10% aller Patienten definiert, die tägliche Bildführung erhalten sollten. Für die Berechnung der Sicherheitsränder für das Planzielvolumen (PTV) forderten wir eine mindestens 95%ige kumulative Dosisabdeckung des klinischen Zielvolumens bei 90% der Patienten.ErgebnisseDrei CBCT stellten den optimalen Kompromiss zwischen Arbeitsbelastung und erzielbarer Genauigkeit durch initiale Bildführung dar (Tabelle 1). Die Schwellwerte für die SD, ab denen wir tägliche IGRT forderten, betrugen 3,5 mm in Links-rechts-(L-R-), 2,0 mm in kranial-kaudaler (C-C-) und 4,5 mm in anterior-posteriorer (A-P-)Richtung (Abbildung 1). Unter Berücksichtigung aller anderen Fehlertypen (Tabelle 2) wurden für das PTV kumulative Sicherheitsränder von L-R 8,6 mm, C-C 10,4 mm und A-P 14,4 mm ermittelt (Tabelle 3, Abbildung 2).SchlussfolgerungAusschließlich initial durchgeführte Bildführung mag zwar größere systematische Fehler, speziell nach virtueller Simulation, kompensieren, eine deutliche Reduktion der PTV-Sicherheitsränder ist aber selbst bei täglicher IGRT nur durch Abgleich auf interne Marker anstelle von knöchernen Strukturen möglich.

First Clinical Release of an Online, Adaptive, Aperture-Based Image-Guided Radiotherapy Strategy in Intensity-Modulated Radiotherapy to Correct for Inter- and Intrafractional Rotations of the Prostate

PURPOSE We developed and evaluated a correction strategy for prostate rotations using direct adaptation of segments in intensity-modulated radiotherapy (IMRT). METHOD AND MATERIALS Implanted fiducials (four gold markers) were used to determine interfractional translations, rotations, and dilations of the prostate. We used hybrid imaging: The markers were automatically detected in two pretreatment planar X-ray projections; their actual position in three-dimensional space was reconstructed from these images at first. The structure set comprising prostate, seminal vesicles, and adjacent rectum wall was transformed accordingly in 6 degrees of freedom. Shapes of IMRT segments were geometrically adapted in a class solution forward-planning approach, derived within seconds on-site and treated immediately. Intrafractional movements were followed in MV electronic portal images captured on the fly. RESULTS In 31 of 39 patients, for 833 of 1013 fractions (supine, flat couch, knee support, comfortably full bladder, empty rectum, no intraprostatic marker migrations >2 mm of more than one marker), the online aperture adaptation allowed safe reduction of margins clinical target volume-planning target volume (prostate) down to 5 mm when only interfractional corrections were applied: Dominant L-R rotations were found to be 5.3° (mean of means), standard deviation of means ±4.9°, maximum at 30.7°. Three-dimensional vector translations relative to skin markings were 9.3 ± 4.4 mm (maximum, 23.6 mm). Intrafractional movements in 7.7 ± 1.5 min (maximum, 15.1 min) between kV imaging and last beams electronic portal images showed further L-R rotations of 2.5° ± 2.3° (maximum, 26.9°), and three-dimensional vector translations of 3.0 ±3.7 mm (maximum, 10.2 mm). Addressing intrafractional errors could further reduce margins to 3 mm. CONCLUSION We demonstrated the clinical feasibility of an online adaptive image-guided, intensity-modulated prostate protocol on a standard linear accelerator to correct 6 degrees of freedom of internal organ motion, allowing safe and straightforward implementation of margin reduction and dose escalation.

A Dosimetric Comparison of IORT Techniques in Limited-Stage Breast Cancer

Background and Purpose:For intraoperative radiotherapy (IORT) during breast-conserving treatment four different techniques have been addressed: interstitial brachytherapy, an inflatable balloon with a central high-dose-rate source (MammoSite), a miniature orthovolt system (Intrabeam), and linac-based electron radiotherapy (IOERT). The dosimetric properties of these methods are compared.Material and Methods:Planning target volumes (PTVs) of the same size but of different shapes are assumed, corresponding to the technique’s specific situs. Dose distributions for the PTVs and for surrounding tissues are demonstrated by dose-volume histograms and a list of physical parameters. A dose inhomogeneity index (DII) is introduced to describe the deviation of a delivered from the prescribed dose, reaching its minimal value 0 in case of perfect homogeneity.Results:In terms of DII, IOERT reaches the lowest value followed by the MammoSite, the Intrabeam and interstitial implants. The surrounding tissues receive the smallest average dose with IOERT, closely followed by the orthovolt system.Conclusion:When comparing simplified geometric figures, IOERT delivers the most homogeneous dose distributions. However, in clinical reality PTVs often present asymmetric shapes instead of ideal geometries. Due to a strictly centric dose fall-off, any system with a round central applicator will have technical limits. During IOERT margin-directed applicator guidance is possible and interstitial brachytherapy allows for polygonal dose shaping. These techniques seem to be superior for asymmetric PTV irradiation.Hintergrund und Ziel:Für die intraoperative Radiotherapie (IORT) des konservativ operierten Mammakarzinoms sind vier Techniken in Gebrauch: die interstitielle Brachytherapie, ein aufblasbarer Ballon mit einer zentralen High-Dose-Rate-Quelle (Mammo-Site), ein Miniatur-Orthovoltsystem (Intrabeam) sowie Elektronen am Linac (IOERT). Die dosimetrischen Eigenschaften dieser Methoden werden verglichen.Material und Methodik:Für jede dieser Techniken werden Planungszielvolumina (PTVs) des gleichen Volumens, aber unterschiedlicher Form angenommen, die dem jeweiligen typischen Situs zum Zeitpunkt der Applikation entsprechen (Abbildung 1, Tabellen 1 und 2). Die Dosisverteilungen (Abbildung 2) inner- und außerhalb der PTVs werden mittels Dosis-Volumen-Histogrammen und einer Reihe von Parametern miteinander verglichen (Abbildung 3, Tabelle 3). Ein Dosisinhomogenitätsindex (DII) wird vorgestellt, der die Abweichung einer verabreichten von einer vorgeschriebenen Dosis beschreibt und im Fall einer perfekten Homogenität den Minimalwert 0 erreicht.Ergebnisse:In Bezug auf den DII erreicht die IOERT den niedrigsten Wert, gefolgt von MammoSite, dem Orthovoltsystem und den interstitiellen Implantaten. Das umgebende Gewebe erhält die geringste mittlere Dosis mittels IOERT, knapp gefolgt vom Intrabeam (Abbildung 3, Tabelle 3).Schlussfolgerung:Die IOERT zeigt die homogenste Dosisverteilung. In der klinischen Realität weisen PTVs aber häufig asymmetrische anstelle idealgeometrischer Formen auf. Durch den strikten zentralen Dosisabfall bestehen bei Systemen mit runden zentralen Applikatoren technische Limitationen. Während einer IOERT ist eine asymmetrische Applikatorführung möglich, die interstitielle Brachytherapie erlaubt eine polygonale Dosisformung, weshalb diese beiden Verfahren zur Erfassung asymmetrischer PTVs überlegen scheinen (Abbildung 4).

The Salzburg concept of intraoperative radiotherapy for breast cancer: results and considerations.

Aim of this study is to show that ipsilateral breast tumor recurrence (IBTR) after breast conserving surgery can be reduced by proper surgery and modern radiotherapy techniques. Three hundred and seventy eight women with stage I or II breast cancer had breast conserving surgery and received 51–56.1 Gy of postoperative radiation to the whole breast in 1.7 Gy fractions, but patients received different boost strategies. Group 1 (n = 188) received electron boost radiation of 12 Gy subsequent to the irradiation to the whole breast, group 2 (n = 190) received intraoperative electron boost radiation of 9 Gy directly to the tumor bed, followed by whole breast irradiation. After a median follow up period of 81.0 months in group 1 and a median follow up period of 51.1 months in group 2, 12 IBTRs (6.4%) could be observed in group 1 and no IBTR could be observed in group 2 (0.0%). The 5‐year actuarial rates of IBTR were 4.3% (95% CI, 1.9–8.3%) and 0.0% (95% CI, 0.0–1.9%), respectively (p = 0.0018). The 5‐year actuarial rates of distant recurrence were 8.6% (95% CI, 4.9–13.5%) and 4.2% (95% CI, 1.8–8.2%), respectively (p = 0.08). The 5 year disease‐free survival rates were 90.9% (95% CI, 85.8–94.7%) in group 1 and 95.8% (95% CI, 91.8–98.2%) in group 2 (p = 0.064). Immediate IORT‐boost and whole breast irradiation yields excellent local control at 5 years, and was associated with a statistically significant decreased rate of IBTR compared with a similar cohort of patients treated with whole breast irradiation and conventional electron boost.

“Augmented Reality” in Conventional Simulation by Projection of 3-D Structures into 2-D Images

Background and Purpose:In this study, a new method is introduced, which allows the overlay of three-dimensional structures, that have been delineated on transverse slices, onto the fluoroscopy from conventional simulators in real time.Patients and Methods:Setup deviations between volumetric imaging and simulation were visualized, measured and corrected for 701 patient isocenters.Results:Comparing the accuracy to mere virtual simulation lacking additional X-ray imaging, a clear benefit of the new method could be shown. On average, virtual prostate simulations had to be corrected by 0.48 cm (standard deviation [SD] 0.38), and those of the breast by 0.67 cm (SD 0.66).Conclusion:The presented method provides an easy way to determine entity-specific safety margins related to patient setup errors upon registration of bony anatomy (prostate 0.9 cm for 90% of cases, breast 1.3 cm). The important role of planar X-ray imaging was clearly demonstrated. The innovation can also be applied to adaptive image-guided radiotherapy (IGRT) protocols.Hintergrund und Ziel:Es wird ein Verfahren vorgestellt, das die Einblendung von dreidimensionalen Strukturen, die zuvor z.B. auf axialen Schnittbildern segmentiert wurden, in Durchleuchtungsaufnahmen am konventionellen Simulator in Echtzeit erlaubt.Patienten und Methodik:Mit dieser Technologie wurden an 701 Patientenisozentren Lagerungsunterschiede zwischen der Schnittbildgebung und der Simulation visualisiert, vermessen und korrigiert.Ergebnisse:Im Vergleich der Genauigkeit mit der rein virtuellen Simulation, bei der auf Röntgenbildgebung verzichtet wird, zeigte sich eine deutliche Überlegenheit der neuen Methode. Im Mittel wurden virtuell simulierte Prostatabestrahlungen um 0,48 cm (Standardabweichung [SD] 0,38) und jene der Mamma um 0,67 cm (SD 0,66) korrigiert.Schlussfolgerung:Das vorgestellte Verfahren erlaubt die einfache Bestimmung entitätsspezifischer Sicherheitsränder für Lagerungsungenauigkeiten von knöchernen Strukturen (Prostatabestrahlung 0,9 cm für 90% der Fälle, Mamma 1,3 cm; Tabelle 2). Die Bedeutung von planarer kV-Bildgebung konnte gezeigt werden. Das innovative Verfahren ist auch im Rahmen von Protokollen zur adaptiven, bildgeführten Radiotherapie (IGRT) einsetzbar.

Augmented reality in conventional simulation by projection of 3-D structures into 2-D images: a comparison with virtual methods.

Background and Purpose:In this study, a new method is introduced, which allows the overlay of three-dimensional structures, that have been delineated on transverse slices, onto the fluoroscopy from conventional simulators in real time.Patients and Methods:Setup deviations between volumetric imaging and simulation were visualized, measured and corrected for 701 patient isocenters.Results:Comparing the accuracy to mere virtual simulation lacking additional X-ray imaging, a clear benefit of the new method could be shown. On average, virtual prostate simulations had to be corrected by 0.48 cm (standard deviation [SD] 0.38), and those of the breast by 0.67 cm (SD 0.66).Conclusion:The presented method provides an easy way to determine entity-specific safety margins related to patient setup errors upon registration of bony anatomy (prostate 0.9 cm for 90% of cases, breast 1.3 cm). The important role of planar X-ray imaging was clearly demonstrated. The innovation can also be applied to adaptive image-guided radiotherapy (IGRT) protocols.Hintergrund und Ziel:Es wird ein Verfahren vorgestellt, das die Einblendung von dreidimensionalen Strukturen, die zuvor z.B. auf axialen Schnittbildern segmentiert wurden, in Durchleuchtungsaufnahmen am konventionellen Simulator in Echtzeit erlaubt.Patienten und Methodik:Mit dieser Technologie wurden an 701 Patientenisozentren Lagerungsunterschiede zwischen der Schnittbildgebung und der Simulation visualisiert, vermessen und korrigiert.Ergebnisse:Im Vergleich der Genauigkeit mit der rein virtuellen Simulation, bei der auf Röntgenbildgebung verzichtet wird, zeigte sich eine deutliche Überlegenheit der neuen Methode. Im Mittel wurden virtuell simulierte Prostatabestrahlungen um 0,48 cm (Standardabweichung [SD] 0,38) und jene der Mamma um 0,67 cm (SD 0,66) korrigiert.Schlussfolgerung:Das vorgestellte Verfahren erlaubt die einfache Bestimmung entitätsspezifischer Sicherheitsränder für Lagerungsungenauigkeiten von knöchernen Strukturen (Prostatabestrahlung 0,9 cm für 90% der Fälle, Mamma 1,3 cm; Tabelle 2). Die Bedeutung von planarer kV-Bildgebung konnte gezeigt werden. Das innovative Verfahren ist auch im Rahmen von Protokollen zur adaptiven, bildgeführten Radiotherapie (IGRT) einsetzbar.

Boost IORT in Breast Cancer: Body of Evidence

The term IORT (intraoperative radiotherapy) is currently used for various techniques that show decisive differences in dose delivery. The largest evidence for boost IORT preceding whole breast irradiation (WBI) originates from intraoperative electron treatments with single doses around 10 Gy, providing outstandingly low local recurrence rates in any risk constellation also at long term analyses. Compared to other boost methods, an intraoperative treatment has evident advantages as follows. Precision. Direct visualisation of the tumour bed during surgery guarantees an accurate dose delivery. This fact has additionally gained importance in times of primary reconstruction techniques after lumpectomy to optimise cosmetic outcome. IORT is performed before breast tissue is mobilised for plastic purposes. Cosmesis. As a consequence of direct tissue exposure without distension by hematoma/seroma, IORT allows for small treatment volumes and complete skin sparing, both having a positive effect on late tissue tolerance and, hence, cosmetic appearance. Patient Comfort. Boost IORT marginally prolongs the surgical procedure, while significantly shortening postoperative radiotherapy. Its combination with a 3-week hypofractionated external beam radiotherapy to the whole breast (WBI) is presently tested in the HIOB trial (hypofractionated WBI preceded by IORT electron boost), a prospective multicenter trial of the International Society of Intraoperative Radiotherapy (ISIORT).

Non-small cell lung cancer in stages I-IIIB: Long-term results of definitive radiotherapy with doses ≥ 80 Gy in standard fractionation.

Purpose:To investigate therapeutic outcome of dose escalation ≥ 80 Gy in nonresected non-small cell lung cancer (NSCLC).Patients and Methods:124 consecutive patients with histologically/cytologically proven NSCLC were enrolled. Tumor stage I, II, IIIA, and IIIB was diagnosed in 30, eight, 39, and 47 patients, respectively. 38 patients (31%) had weight loss > 5% during the 3 months before diagnosis. A median dose of 88.2 Gy (range 80.0–96.0 Gy), 69.3 Gy (63.0–88.0 Gy) and 56.7 Gy was applied to primary lesions, involved lymph nodes, and elective nodes (within a region of about 6 cm cranial to macroscopically involved nodes), respectively. Daily fractional ICRU doses of 2.0–2.2 Gy were delivered by the conformal target-splitting technique. 58 patients (47%) received induction chemotherapy, in median two cycles prior to radiotherapy.Results:Median follow-up time of all patients was 19 months, of patients alive 72.4 months (69–121 months). The cumulative actual overall survival rate at 2 and 5 years amounts to 39% and 11.3%, respectively, resulting in a median overall survival time of 19.6 months. According to stages I, II, IIIA, and IIIB, the median overall survival times are 31.8, 31.4, 19.0, and 14.5 months, respectively. The locoregional tumor control rate at 2 years is 49%. Apart from one treatment-related death (pneumonitis), acute toxicity according to EORTC/RTOG scores was moderate: lung grade 2 (n = 7), grade 3 (n = 3); esophagus grade 1 (n = 11); heart grade 3 (n = 1, pericarditis). No late toxicity grade > 1 has been observed.Conclusion:Sequential, conventionally fractionated high-dose radiotherapy by conformal target splitting is well tolerated. The results for survival and locoregional tumor control seem to at least equalize the outcome of simultaneous chemoradiation approaches, which, at present, are considered “state of the art” for patients with nonresected NSCLC. A higher potential of radiation therapy might be reached by accelerated fractionation regimens.ZusammenfassungZiel:Evaluierung der Behandlung mit Dosen ≥ 80 Gy bei nichtoperierter Patienten mit nichtkleinzelligem Bronchialkarzinom (NSCLC).Patienten und Methodik:124 konsekutiv zugewiesene Patienten mit histologisch/zytologisch verifiziertem NSCLC wurden untersucht (Tabelle 1). Ein Tumorstadium I, II, IIIA und IIIB lag bei 30, acht, 39 bzw. 47 Patienten vor. Bei 38 Patienten (31%) zeigte sich ein Gewichtsverlust > 5% in den 3 Monaten vor Diagnosestellung. Primartumoren wurden im Mittel mit 88,2 Gy (Bandbreite 80,0–96,0 Gy), makroskopisch befallene Lymphknoten mit 69,3 Gy (63,0–88,0 Gy) und elektive Lymphknotenstationen (Region von etwa 6 cm kranial der makroskopisch befallenen Lymphknoten) mit 56,7 Gy behandelt (Tabelle 2). ICRU-Einzeldosen von 2,0–2,2 Gy wurden mit der konformalen „target-splitting“-Technik appliziert. 58 Patienten (47%) erhielten zwei Zyklen einer Induktionschemotherapie.Ergebnisse:Die noch lebenden Patienten wurden im Mittel 72,4 Monate nachbeobachtet (69–121 Monate). Die kumulativen 2- und 5-Jahres-Überlebensraten betragen 39% bzw. 11,3% bei einer medianen Überlebenszeit (ULZ) von 19,6 Monaten. Bezogen auf die Tumorstadien I, II, IIIA bzw. IIIB beträgt die mediane Überlebenszeit 31,8, 31,4, 19,0 bzw. 14,5 Monate. Die lokoregionare 2-Jahres-Tumorkontrollrate liegt bei 49%. Ein Patient verstarb infolge einer Pneumonitis, ansonsten war die Toxizitat gemessen an den EORTC/RTOG-Scoring-Kriterien moderat: Pneumonitis Grad 2 (n = 7), Grad 3 (n = 3); Osophagus Grad 1 (n = 11); Herz Grad 3 (n = 1, Perikarditis; Tabelle 3). Bei keinem Patienten trat eine Spattoxizitat > Grad 1 auf.Schlussfolgerung:Eine sequentielle, konventionell fraktionierte, hochdosierte Bestrahlung mittels „target-splitting“-Technik zeigt eine geringe Morbiditat. Die Ergebnisse bezüglich Überlebenszeit und lokaler Tumorkontrolle erscheinen gegenüber den Resultaten der simultanen Chemo-/Radiotherapie, die derzeit als „state of the art“ angesehen wird, zumindest als ebenbürtig (Tabelle 4). Eine weitere Steigerung des strahlentherapeutischen Potentials durfte mit akzelerierten Fraktionierungsschemata moglich sein.

Langzeittumorkontrolle und Fertilität nach paraaortal limitierter Radiotherapie des Seminoms im Stadium I

Hintergrund: Nach alleiniger paraaortaler Bestrahlung testikulärer Seminome im Stadium I wurden bislang nur wenige Langzeitdaten publiziert. Unser Patientengut wurde retrospektiv hinsichtlich Lokalisation und Zeitpunkt des Auftretens von Rezidiven analysiert. Hodenstreudosen und ihre Auswirkungen auf die Serumspiegel des follikelstimulierenden Hormons (FSH) wurden prospektiv erfaßt. Patienten und Methodik: Von 1980 bis 1995 wurden 58 Patienten mit Seminomen im klinischen Stadium I nach der Semikastration ausschließlich paraaortal bestrahlt (Th12 bis L4). Die applizierte mittlere Gesamtdosis betrug 28,07 Gy (±2,2 SD), die Einzeldosis im Mittel 1,62 Gy (± 0,083 SD). Seit 1989 wurde routinemäßig die Streudosis am Resthoden mittels Thermolumineszenzdosimetrie (TLD) erfaßt (45 Patienten). FSH-Serumspiegel wurden nach dem Ende der Radiotherapie bei 26 Patienten mit normalen FSH-Ausgangswerten wiederholt bestimmt, um potentielle bestrahlungsinduzierte Störungen in der Spermiogenese zu erfassen. Ergebnisse: 57 Patienten wurden im Mittel 69,4 Monate (30 bis 210 Monate) nachbeobachtet, ein Patient wurde aus der Nachbeobachtung verloren. Zwei der 57 Patienten entwickelten ipsilaterale iliakale Lymphknotenrezidive (3,5%), wobei die Rezidive nach 14 Monaten bzw. fünf Jahren auftraten. Das rezidivfreie Überleben betrug nach fünf Jahren 96,5%, das Gesamtüberleben nach Salvage-Chemotherapie 100%. Die mittlere Hodenstreudosis betrug 22,4 cGy (± 8,73 SD). Sieben von 26 Patienten (26,9%) zeigten einen passageren FSH-Anstieg über den oberen Normbereich, wobei die Maximalwerte im Mittel 4,2 Monate nach dem Ende der Radiatio erreicht wurden und sich spätestens innerhalb von 18 Monaten normalisierten. Unterhalb von 20 cGy wurden keine FSH-Erhöhungen beobachtet. Die Hodenstreudosen zeigten keine klare Korrelation zur Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer FSH-Erhöhung. Schlußfolgerung: Nach alleiniger paraaortaler Radiotherapie liegt die Rate an iliakalen Lymphknotenrezidiven auch nach über fünf Jahren unter 4%, wobei die Möglichkeit spät auftretender Rezidive besteht. Durch die geringe Gonadenstreustrahlung sind bleibende radiogene Störungen am Resthoden sehr unwahrscheinlich.Purpose: To review patterns of relapse in a long-term analysis of patients with Stage I seminoma treated by orchidectomy and radiotherapy to the paraaortic lymph nodes only and to follow follicle stimulating hormone (FSH) levels dependent on testicular scatter dose. Patients andMethods: From 1980 to 1995, 58 patients with Stage I seminoma received elective radiotherapy to the paraaortic lymph nodes only (Th12 to L4), with a mean total dose of 28.07 Gy (± 2.2 SD), using fractional doses between 1.5 and 2 Gy (mean 1.62 Gy ± 0.083 SD). Since 1989, testicular scatter doses were measured routinely by in-vivo-thermoluminescent dosimetry (TLD) in 45 patients. In 26 patients with normal pre-treatment values of FSH, FSH-levels were repeatedly controlled after radiotherapy in order to evaluate any radiation-induced sequelae. Results: During a mean observation period of 69.4 months (range 30 to 210), 2 out of 57 patients (3.5%) developed regional recurrences in the ipsilateral pelvic lymph nodes 14 months and 5 years after radiotherapy, respectively. One patient was lost to follow-up. The relapse-free survival rate at 5 years was 96.5% after radiotherapy alone. After salvage chemotherapy, both relapse-free survival and overall survival rates came to 100%. The mean testicular scatter dose in 45 patients was 0.22 Gy (± 0.087 SD). Seven out of 26 patients (26.9%) developed a transient increase of FSH-levels, reaching peak values at 4.2 months and returning to normal ranges within 18 months after radiotherapy. Below 0.2 Gy, no effect on FSH was observed. Testicular scatter doses showed no clear correlation to FSH risings (Figure 1). Conclusion: After exclusive paraaortic radiation of Stage I seminoma, even at follow-up periods in excess of 5 years the incidence of pelvic lymph node relapses remains below 4%. However, there seems to be a small potential for the development of late recurrences. With limited radiotherapy, permanent radiation-induced effects on the remaining testicle are very unlikely.

Non-Small Cell Lung Cancer in Stages I–IIIB

Purpose:To investigate therapeutic outcome of dose escalation ≥ 80 Gy in nonresected non-small cell lung cancer (NSCLC).Patients and Methods:124 consecutive patients with histologically/cytologically proven NSCLC were enrolled. Tumor stage I, II, IIIA, and IIIB was diagnosed in 30, eight, 39, and 47 patients, respectively. 38 patients (31%) had weight loss > 5% during the 3 months before diagnosis. A median dose of 88.2 Gy (range 80.0–96.0 Gy), 69.3 Gy (63.0–88.0 Gy) and 56.7 Gy was applied to primary lesions, involved lymph nodes, and elective nodes (within a region of about 6 cm cranial to macroscopically involved nodes), respectively. Daily fractional ICRU doses of 2.0–2.2 Gy were delivered by the conformal target-splitting technique. 58 patients (47%) received induction chemotherapy, in median two cycles prior to radiotherapy.Results:Median follow-up time of all patients was 19 months, of patients alive 72.4 months (69–121 months). The cumulative actual overall survival rate at 2 and 5 years amounts to 39% and 11.3%, respectively, resulting in a median overall survival time of 19.6 months. According to stages I, II, IIIA, and IIIB, the median overall survival times are 31.8, 31.4, 19.0, and 14.5 months, respectively. The locoregional tumor control rate at 2 years is 49%. Apart from one treatment-related death (pneumonitis), acute toxicity according to EORTC/RTOG scores was moderate: lung grade 2 (n = 7), grade 3 (n = 3); esophagus grade 1 (n = 11); heart grade 3 (n = 1, pericarditis). No late toxicity grade > 1 has been observed.Conclusion:Sequential, conventionally fractionated high-dose radiotherapy by conformal target splitting is well tolerated. The results for survival and locoregional tumor control seem to at least equalize the outcome of simultaneous chemoradiation approaches, which, at present, are considered “state of the art” for patients with nonresected NSCLC. A higher potential of radiation therapy might be reached by accelerated fractionation regimens.ZusammenfassungZiel:Evaluierung der Behandlung mit Dosen ≥ 80 Gy bei nichtoperierter Patienten mit nichtkleinzelligem Bronchialkarzinom (NSCLC).Patienten und Methodik:124 konsekutiv zugewiesene Patienten mit histologisch/zytologisch verifiziertem NSCLC wurden untersucht (Tabelle 1). Ein Tumorstadium I, II, IIIA und IIIB lag bei 30, acht, 39 bzw. 47 Patienten vor. Bei 38 Patienten (31%) zeigte sich ein Gewichtsverlust > 5% in den 3 Monaten vor Diagnosestellung. Primartumoren wurden im Mittel mit 88,2 Gy (Bandbreite 80,0–96,0 Gy), makroskopisch befallene Lymphknoten mit 69,3 Gy (63,0–88,0 Gy) und elektive Lymphknotenstationen (Region von etwa 6 cm kranial der makroskopisch befallenen Lymphknoten) mit 56,7 Gy behandelt (Tabelle 2). ICRU-Einzeldosen von 2,0–2,2 Gy wurden mit der konformalen „target-splitting“-Technik appliziert. 58 Patienten (47%) erhielten zwei Zyklen einer Induktionschemotherapie.Ergebnisse:Die noch lebenden Patienten wurden im Mittel 72,4 Monate nachbeobachtet (69–121 Monate). Die kumulativen 2- und 5-Jahres-Überlebensraten betragen 39% bzw. 11,3% bei einer medianen Überlebenszeit (ULZ) von 19,6 Monaten. Bezogen auf die Tumorstadien I, II, IIIA bzw. IIIB beträgt die mediane Überlebenszeit 31,8, 31,4, 19,0 bzw. 14,5 Monate. Die lokoregionare 2-Jahres-Tumorkontrollrate liegt bei 49%. Ein Patient verstarb infolge einer Pneumonitis, ansonsten war die Toxizitat gemessen an den EORTC/RTOG-Scoring-Kriterien moderat: Pneumonitis Grad 2 (n = 7), Grad 3 (n = 3); Osophagus Grad 1 (n = 11); Herz Grad 3 (n = 1, Perikarditis; Tabelle 3). Bei keinem Patienten trat eine Spattoxizitat > Grad 1 auf.Schlussfolgerung:Eine sequentielle, konventionell fraktionierte, hochdosierte Bestrahlung mittels „target-splitting“-Technik zeigt eine geringe Morbiditat. Die Ergebnisse bezüglich Überlebenszeit und lokaler Tumorkontrolle erscheinen gegenüber den Resultaten der simultanen Chemo-/Radiotherapie, die derzeit als „state of the art“ angesehen wird, zumindest als ebenbürtig (Tabelle 4). Eine weitere Steigerung des strahlentherapeutischen Potentials durfte mit akzelerierten Fraktionierungsschemata moglich sein.