Thomas G. Wendt

5-year results of accelerated partial breast irradiation using sole interstitial multicatheter brachytherapy versus whole-breast irradiation with boost after breast-conserving surgery for low-risk invasive and in-situ carcinoma of the female breast: a randomised, phase 3, non-inferiority trial

BACKGROUND In a phase 3, randomised, non-inferiority trial, accelerated partial breast irradiation (APBI) for patients with stage 0, I, and IIA breast cancer who underwent breast-conserving treatment was compared with whole-breast irradiation. Here, we present 5-year follow-up results. METHODS We did a phase 3, randomised, non-inferiority trial at 16 hospitals and medical centres in seven European countries. 1184 patients with low-risk invasive and ductal carcinoma in situ treated with breast-conserving surgery were centrally randomised to either whole-breast irradiation or APBI using multicatheter brachytherapy. The primary endpoint was local recurrence. Analysis was done according to treatment received. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT00402519. FINDINGS Between April 20, 2004, and July 30, 2009, 551 patients had whole-breast irradiation with tumour-bed boost and 633 patients received APBI using interstitial multicatheter brachytherapy. At 5-year follow-up, nine patients treated with APBI and five patients receiving whole-breast irradiation had a local recurrence; the cumulative incidence of local recurrence was 1.44% (95% CI 0.51-2.38) with APBI and 0.92% (0.12-1.73) with whole-breast irradiation (difference 0.52%, 95% CI -0.72 to 1.75; p=0.42). No grade 4 late side-effects were reported. The 5-year risk of grade 2-3 late side-effects to the skin was 3.2% with APBI versus 5.7% with whole-breast irradiation (p=0.08), and 5-year risk of grade 2-3 subcutaneous tissue late side-effects was 7.6% versus 6.3% (p=0.53). The risk of severe (grade 3) fibrosis at 5 years was 0.2% with whole-breast irradiation and 0% with APBI (p=0.46). INTERPRETATION The difference between treatments was below the relevance margin of 3 percentage points. Therefore, adjuvant APBI using multicatheter brachytherapy after breast-conserving surgery in patients with early breast cancer is not inferior to adjuvant whole-breast irradiation with respect to 5-year local control, disease-free survival, and overall survival. FUNDING German Cancer Aid.

Rotational IMRT techniques compared to fixed gantry IMRT and tomotherapy: multi-institutional planning study for head-and-neck cases.

BackgroundRecent developments enable to deliver rotational IMRT with standard C-arm gantry based linear accelerators. This upcoming treatment technique was benchmarked in a multi-center treatment planning study against static gantry IMRT and rotational IMRT based on a ring gantry for a complex parotid gland sparing head-and-neck technique.MethodsTreatment plans were created for 10 patients with head-and-neck tumours (oropharynx, hypopharynx, larynx) using the following treatment planning systems (TPS) for rotational IMRT: Monaco (ELEKTA VMAT solution), Eclipse (Varian RapidArc solution) and HiArt for the helical tomotherapy (Tomotherapy). Planning of static gantry IMRT was performed with KonRad, Pinnacle and Panther DAO based on step&shoot IMRT delivery and Eclipse for sliding window IMRT. The prescribed doses for the high dose PTVs were 65.1Gy or 60.9Gy and for the low dose PTVs 55.8Gy or 52.5Gy dependend on resection status. Plan evaluation was based on target coverage, conformity and homogeneity, DVHs of OARs and the volume of normal tissue receiving more than 5Gy (V5Gy). Additionally, the cumulative monitor units (MUs) and treatment times of the different technologies were compared. All evaluation parameters were averaged over all 10 patients for each technique and planning modality.ResultsDepending on IMRT technique and TPS, the mean CI values of all patients ranged from 1.17 to 2.82; and mean HI values varied from 0.05 to 0.10. The mean values of the median doses of the spared parotid were 26.5Gy for RapidArc and 23Gy for VMAT, 14.1Gy for Tomo. For fixed gantry techniques 21Gy was achieved for step&shoot+KonRad, 17.0Gy for step&shoot+Panther DAO, 23.3Gy for step&shoot+Pinnacle and 18.6Gy for sliding window.V5Gy values were lowest for the sliding window IMRT technique (3499 ccm) and largest for RapidArc (5480 ccm). The lowest mean MU value of 408 was achieved by Panther DAO, compared to 1140 for sliding window IMRT.ConclusionsAll IMRT delivery technologies with their associated TPS provide plans with satisfying target coverage while at the same time respecting the defined OAR criteria. Sliding window IMRT, RapidArc and Tomo techniques resulted in better target dose homogeneity compared to VMAT and step&shoot IMRT. Rotational IMRT based on C-arm linacs and Tomotherapy seem to be advantageous with respect to OAR sparing and treatment delivery efficiency, at the cost of higher dose delivered to normal tissues. The overall treatment plan quality using Tomo seems to be better than the other TPS technology combinations.

Dosimetric quality assurance for intensity-modulated radiotherapy feasibility study for a filmless approach.

Purpose:Test and comparison of various 2–D real–time detectors for dosimetric quality assurance (QA) of intensity–modulated radiotherapy (IMRT) with the vision to replace radiographic films for 2–D dosimetry.Material and Methods:All IMRT treatment plans were created with the Konrad software (Siemens OCS). The final dose calculation was also carried out in Konrad. A Mevatron Primus (Siemens OCS) linear accelerator which provides 6–MV and 15–MV highenergy photon beams was used for the delivery of segmented multileaf–modulated IMRT. Three different 2–D detectors, each based on a different physical (interaction) principle, were tested for the field–related IMRT verification: (1) the MapCheck diode system (Sun Nuclear), (2) the I’mRT QA scintillation detector (Scanditronix/Wellhöfer), and the Seven29 ionization chamber array (PTW). The performance of these detector arrays was evaluated against IMRT dose distributions created and calculated with Konrad and the results obtained were compared with film measurements performed with radiographic films (EDR2, Kodak). Additionally, measurements were performed with point detectors, such as diamond, diodes (PTW) and ionization chambers (PTW, Scanditronics/ Wellhöfer) and radiochromic films (GafChromic film MD55, ISP).Results:The results obtained with all three 2–D detector systems were in good agreement with calculations performed with the treatment–planning system and with the standard dosimetric tools, i.e., films or various point dose detectors. It could be shown that all three systems offer dosimetric characteristics required for performing field–related IMRT QA with relative dose measurements. The accuracy of the 2–D detectors was mostly ± 3% normalized to dose maximum for a wide dynamic range. The maximum deviations did not exceed ± 5% even in regions with a steep dose gradient. The main differences between the detector systems were the spatial resolution, the maximal field size, and the ability to perform absolute dosimetric measurements.Conclusion:Commercial 2–D detectors have the potential to replace films as an “area detector” for field–related verification of IMRT. The on–line information provided by the respective systems can even improve the efficiency of the QA procedures.Ziel:Verschiedene 2–D–Echtzeitdetektoren wurden hinsichtlich ihrer Eignung zur dosimetrischen Verifikation der intensitätsmodulierten Strahlentherapie (IMRT) untersucht und getestet – mit der Vision, zukünftig radiographische Filme abzulösen.Material und Methodik:Die Erzeugung der IMRT–Bestrahlungspläne erfolgte mit Konrad (Siemens OCS). Die abschließende Dosisberechnung wurde ebenfalls mit Konrad ausgeführt. Zur Umsetzung der Bestrahlungspläne wurde ein Mevatron Primus (Siemens OCS) genutzt. Alle Messungen erfolgten mit 6–MV– und 15–MV–Photonenstrahlung. Drei verschiedene Detektortypen auf der Basis verschiedener physikalischer Prinzipien wurden hinsichtlich ihrer Anwendung für die feldbezogene IMRT–Verifikation getestet: 1. das MapCheck–Diodensystem (Sun Nuclear), 2. das I’mRT QA (Scanditronix/Wellhöfer), basierend auf dem fluoreszierenden Prinzip, und 3. das Seven29–Ionisationskammer–Array (PTW). Das Signalverhalten dieser Detektorarrays bzw. Flächendetektoren wurde bei unterschiedlichen Bedingungen getestet und mit Messergebnissen von Standarddetektoren verglichen. Als Referenzdosimetrie– Systeme wurden radiographische Filme (EDR2, Kodak) und radiochromatische Filme (GafChromic–Film MD55, ISP) sowie ein Diamantdetektor, ein Halbleiterdetektor (beide PTW) und eine Ionisationskammer (Scanditronix/Wellhöfer) verwendet.Ergebnisse:Die mit den drei 2–D–Detektoren gewonnenen Ergebnisse zeigten eine gute Übereinstimmung mit den Rechnungen des Bestrahlungsplanungssystems und mit den Messwerten von herkömmlichen Dosimetern wie Filmen oder verschiedenen Punktdetektoren. Es konnte gezeigt werden, dass alle drei Systeme Charakteristika, die für die feldbezogene IMRT–Qualitätssicherung erforderlich sind, aufweisen. Die Genauigkeit der 2–D–Detektoren lag bei ± 3% (normalisiert auf das Dosismaximum), mit maximalen Abweichungen von ± 5% in Bereichen mit starken Dosisgradienten. Die wesentlichen Unterschiede zwischen den Detektorsystemen lagen in der räumlichen Auflösung, der maximalen Feldgröße und der Fähigkeit zur Absolutdosimetrie.Schlussfolgerung:Kommerziell erhältliche 2–D–Detektorsysteme haben das Potential, den Film als Flächendetektor zu ersetzen. Die durch die untersuchten 2–D–Systeme in Echtzeit erhältlichen Informationen können auch die Effizienz der gesamten Qualitätssicherungsprozedur verbessern.

Lymph Edema of the Lower Extremities after Lymphadenectomy and Radiotherapy for Cervical Cancer

Purpose:To assess the incidence of clinical lymph edema after lymphadenectomy and postoperative radiotherapy (RT).Patients and Methods:From 1994–2002 192 patients with risk factors for recurrence received radiotherapy with FIGO I (58.8%), II (35.4%), III (4.2%) or IV (1.6%). RT consisted of teletherapy (10.4%), brachytherapy of the vaginal vault (20.8%) or a combination of both (68.8%). Additional chemotherapy was given in 69 patients (35.9%). Surgery comprised laparoscopically assisted radical vaginal hysterectomy (LARVH) (35.4%), radical abdominal hysterectomy (RAH) (48.4%), simple hysterectomy (HE) (11.5%) or exenteration (4.7%).Results:73 patients had lymph node metastases, 119 had negative lymph nodes. In patients with LARVH 6–74 (median 30) lymph nodes were removed, with RAH 3–70 (median 21 lymph nodes), and after HE or exenteration 5–50 (median 13 lymph nodes). 90 patients had 25 or less lymph nodes removed, 83 patients more than 25 lymph nodes removed. Prognostic factors, such as age, FIGO stages, histologic grading and type of histology were well balanced in these cohorts. 45 (23.4%) of all patients developed clinically relevant lymph edema of the lower limb with a median latency of 11 (1–121) months. When 25 or less lymph nodes were removed 17.8% of patients developed leg edema, when more than 25 lymph nodes were removed 32.5% of patients were diagnosed with lymph edema (p = 0.025). Radiotherapy and chemotherapy had no influence on the incidence of leg edema. Overall survival at 5 (10) years was independent of number of lymph nodes removed.Conclusion:The data suggest increasing rates of leg edema with increasing number of lymph nodes dissected independent of the type of radiotherapy and chemotherapy performed. The lymph node sampling policy should be planned carefully in respect to minimize the risk of leg lymph edema.Ziel:Analyse der Korrelation zwischen dem Ausmaß der Lymphadenektomie beim Zervixkarzinom und Auftreten von chronischem Lymphödem der Beine nach postoperativer Radiotherapie (RT).Patienten und Methodik:Zwischen 1994 und 2002 wurden 192 Patientinnen postoperativ nachbestrahlt in den Stadien FIGO I (58,8%), II (35,4%), III (4,2%) und IV (1,6%). Die Strahlentherapie bestand aus alleiniger externer RT (10,4%), alleiniger vaginaler Brachytherapie (20,8%) oder einer Kombination aus beiden (68,8%). 69 Patienten (35,9%) erhielten eine zusätzliche Chemotherapie. Die Operation wurde durchgeführt als laparoskopisch assistierte radikale vaginale Hysterektomie (LARVH) (35,4%), radikale abdominale Hysterektomie (RAH) (48,4%), einer einfachen Hysterektomie (HE) (11,5%) oder einer Exenteration (4,7%).Ergebnisse:73 Patienten hatten Lymphknotenmetastasen, bei 119 waren die Lymphknoten tumorfrei. Bei der LARVH wurden 6–74 (median 30) Lymphknoten entfernt, bei der RAH 3–70 (median 21) und HE oder Exenterationen 5–50 (median 13). Bei 90 Patientinnen wurden 25 oder weniger Lymphknoten, bei 83 mehr als 25 entfernt. Prognosefaktoren wie Alter, FIGO-Stadium, histologischer Typ und Grading waren in beiden Gruppen gleich verteilt. 45 (23,4%) aller Patientinnen entwickelten ein Lymphödem der Beine nach einer medianen Latenzzeit von 11 (1–121) Monaten. Patientinnen, bei denen 25 oder weniger Lymphknoten entfernt wurden, wiesen zu 17,8%, solche mit mehr als 25 entfernten Lymphknoten zu 32,5% ein Ödem auf (p = 0,025). Die Art der Strahlentherapie und die Chemotherapie hatten keinen signifikanten Einfluss auf die Inzidenz eines Beinödems. Das Gesamtüberleben in beiden Gruppen war nach 5 und 10 Jahren nicht signifikant unterschiedlich.Schlussfolgerung:Die Daten zeigen, dass mit steigender Zahl der entnommenen Lymphknoten das Beinödemrisiko unabhängig von der durchgeführten Strahlen- und Chemotherapie zunimmt. Dieser Tatsache sollte bei der interdisziplinären Therapieplanung Rechnung getragen werden.

Local tumor control probability modeling of primary and secondary lung tumors in stereotactic body radiotherapy

BACKGROUND AND PURPOSE To evaluate whether local tumor control probability (TCP) in stereotactic body radiotherapy (SBRT) varies between lung metastases of different primary cancer sites and between primary non-small cell lung cancer (NSCLC) and secondary lung tumors. MATERIALS AND METHODS A retrospective multi-institutional (n=22) database of 399 patients with stage I NSCLC and 397 patients with 525 lung metastases was analyzed. Irradiation doses were converted to biologically effective doses (BED). Logistic regression was used for local tumor control probability (TCP) modeling and the second-order bias corrected Akaike Information Criterion was used for model comparison. RESULTS After median follow-up of 19 months and 16 months (n.s.), local tumor control was observed in 87.7% and 86.7% of the primary and secondary lung tumors (n.s.), respectively. A strong dose-response relationship was observed in the primary NSCLC and metastatic cohort but dose-response relationships were not significantly different: the TCD90 (dose to achieve 90% TCP; BED of maximum planning target volume dose) estimates were 176 Gy (151-223) and 160 Gy (123-237) (n.s.), respectively. The dose-response relationship was not influenced by the primary cancer site within the metastatic cohort. CONCLUSIONS Dose-response relationships for local tumor control in SBRT were not different between lung metastases of various primary cancer sites and between primary NSCLC and lung metastases.

Dosimetric Quality Assurance for Intensity–Modulated Radiotherapy

Purpose:Test and comparison of various 2–D real–time detectors for dosimetric quality assurance (QA) of intensity–modulated radiotherapy (IMRT) with the vision to replace radiographic films for 2–D dosimetry.Material and Methods:All IMRT treatment plans were created with the Konrad software (Siemens OCS). The final dose calculation was also carried out in Konrad. A Mevatron Primus (Siemens OCS) linear accelerator which provides 6–MV and 15–MV highenergy photon beams was used for the delivery of segmented multileaf–modulated IMRT. Three different 2–D detectors, each based on a different physical (interaction) principle, were tested for the field–related IMRT verification: (1) the MapCheck diode system (Sun Nuclear), (2) the I’mRT QA scintillation detector (Scanditronix/Wellhöfer), and the Seven29 ionization chamber array (PTW). The performance of these detector arrays was evaluated against IMRT dose distributions created and calculated with Konrad and the results obtained were compared with film measurements performed with radiographic films (EDR2, Kodak). Additionally, measurements were performed with point detectors, such as diamond, diodes (PTW) and ionization chambers (PTW, Scanditronics/ Wellhöfer) and radiochromic films (GafChromic film MD55, ISP).Results:The results obtained with all three 2–D detector systems were in good agreement with calculations performed with the treatment–planning system and with the standard dosimetric tools, i.e., films or various point dose detectors. It could be shown that all three systems offer dosimetric characteristics required for performing field–related IMRT QA with relative dose measurements. The accuracy of the 2–D detectors was mostly ± 3% normalized to dose maximum for a wide dynamic range. The maximum deviations did not exceed ± 5% even in regions with a steep dose gradient. The main differences between the detector systems were the spatial resolution, the maximal field size, and the ability to perform absolute dosimetric measurements.Conclusion:Commercial 2–D detectors have the potential to replace films as an “area detector” for field–related verification of IMRT. The on–line information provided by the respective systems can even improve the efficiency of the QA procedures.Ziel:Verschiedene 2–D–Echtzeitdetektoren wurden hinsichtlich ihrer Eignung zur dosimetrischen Verifikation der intensitätsmodulierten Strahlentherapie (IMRT) untersucht und getestet – mit der Vision, zukünftig radiographische Filme abzulösen.Material und Methodik:Die Erzeugung der IMRT–Bestrahlungspläne erfolgte mit Konrad (Siemens OCS). Die abschließende Dosisberechnung wurde ebenfalls mit Konrad ausgeführt. Zur Umsetzung der Bestrahlungspläne wurde ein Mevatron Primus (Siemens OCS) genutzt. Alle Messungen erfolgten mit 6–MV– und 15–MV–Photonenstrahlung. Drei verschiedene Detektortypen auf der Basis verschiedener physikalischer Prinzipien wurden hinsichtlich ihrer Anwendung für die feldbezogene IMRT–Verifikation getestet: 1. das MapCheck–Diodensystem (Sun Nuclear), 2. das I’mRT QA (Scanditronix/Wellhöfer), basierend auf dem fluoreszierenden Prinzip, und 3. das Seven29–Ionisationskammer–Array (PTW). Das Signalverhalten dieser Detektorarrays bzw. Flächendetektoren wurde bei unterschiedlichen Bedingungen getestet und mit Messergebnissen von Standarddetektoren verglichen. Als Referenzdosimetrie– Systeme wurden radiographische Filme (EDR2, Kodak) und radiochromatische Filme (GafChromic–Film MD55, ISP) sowie ein Diamantdetektor, ein Halbleiterdetektor (beide PTW) und eine Ionisationskammer (Scanditronix/Wellhöfer) verwendet.Ergebnisse:Die mit den drei 2–D–Detektoren gewonnenen Ergebnisse zeigten eine gute Übereinstimmung mit den Rechnungen des Bestrahlungsplanungssystems und mit den Messwerten von herkömmlichen Dosimetern wie Filmen oder verschiedenen Punktdetektoren. Es konnte gezeigt werden, dass alle drei Systeme Charakteristika, die für die feldbezogene IMRT–Qualitätssicherung erforderlich sind, aufweisen. Die Genauigkeit der 2–D–Detektoren lag bei ± 3% (normalisiert auf das Dosismaximum), mit maximalen Abweichungen von ± 5% in Bereichen mit starken Dosisgradienten. Die wesentlichen Unterschiede zwischen den Detektorsystemen lagen in der räumlichen Auflösung, der maximalen Feldgröße und der Fähigkeit zur Absolutdosimetrie.Schlussfolgerung:Kommerziell erhältliche 2–D–Detektorsysteme haben das Potential, den Film als Flächendetektor zu ersetzen. Die durch die untersuchten 2–D–Systeme in Echtzeit erhältlichen Informationen können auch die Effizienz der gesamten Qualitätssicherungsprozedur verbessern.

Experimental Determination of Peripheral Doses for Different IMRT Techniques Delivered by a Siemens Linear Accelerator

Purpose:To quantify the relative peripheral doses (PD) to healthy tissues outside the treated region for different intensity-modulated radiotherapy (IMRT) technologies.Material and Methods:On a linear accelerator (linac) Oncor Impression (Siemens OCS) with two photon energies (6 MV, 15 MV), point dose measurements were performed at different depths in a solid phantom at 29 cm off-axis distance inplane. PD associated with artificial fluence distributions were compared with open beam contributions, where intensity-modulated (IM) beams were generated by segmented multileaf-modulated (sMLM) IMRT, by tin+wax compensators (TWComp), and by lead-containing cerrobend compensators (CComp). The field size of the open field and the maximum area (isocenter distance) exposed with the primary beam for the IMRT fields was 20 × 22 cm2. Measurements were performed with two kinds of thermoluminescence dosimeters to quantify photon and neutron components separately. Furthermore, experiments were done with and without phantom material in the direct beam to separate different scatter dose components.Results:The results for the photon components and the neutron components are reverse. For the open field, the photon components increase with decreasing photon energy. In comparison with the open field, the photon components are further (factor 1.2–1.8 depending on energy and depth) increased when delivering IMRT with sMLM. When using CComp or TWComp, this factor is even higher and reaches a maximum of 2.4. At depths beyond 20 mm, photon component values slightly decrease with increasing photon energy for all types of IMRT techniques. Near the surface (10 mm depth), photon component values are distinctly higher than those at larger depth, and they increase with increasing photon energy. As expected, neutron components could be detected only for 15 MV. For sMLM and compensators, neutron components increased by factors 4 and 1.5 relative to the open field. The experiments with different scatter conditions show that about 50–70% of the photon components and all neutron components NPD are caused by radiation emanating from the linac head.Conclusion:PD in IMRT can be minimized by proper selection of treatment delivery method and photon beam energy. When selecting the IMRT technique in centers where compensator IMRT and MLC IMRT is available, PD burden should be taken into account. The large amount of photon components and neutron components caused by leakage radiation from the treatment head leads to the recommendation that radiation protection aspects for patients undergoing IMRT should be considered in linac design. For further clarification, additional experiments have to be carried out on other types of linacs.Ziel:Der Einfluss verschiedener IMRT-Technologien (intensitätsmodulierte Strahlentherapie) auf die Bestrahlung gesunden Gewebes außerhalb der behandelten Region sollte untersucht werden. Die relativen peripheren Dosen (PD) wurden ermittelt und analysiert.Material und Methodik:An einem Linearbeschleuniger Oncor Impression (Siemens OCS) mit zwei Photonenenergien (6 MV, 15 MV) wurden Punktdosismessungen in verschiedenen Tiefen in einem Plexiglasphantom 29 cm off-axis inplane durchgeführt. PD bei künstlichen IMRT-Fluenzen wurden mit Beiträgen durch offene Felder verglichen, wobei die IMRT-Fluenzen mit MLC-Step&shoot-Technik (sMLM), mit Zinn+Wachs-Kompensatoren (TWComp) und mit bleihaltigen MCP96-Kompensatoren (CComp) erzeugt wurden. Die Feldgröße des offenen Feldes und die maximal mit dem Primärstrahl bestrahlte Fläche bei den IMRT-Feldern betrug 20 × 22 cm2. Die Messungen wurden mit zwei Arten von Thermolumineszenzdetektoren realisiert, um die Photonen- und Neutronenkomponenten der peripheren Dosis separat zu quantifizieren. Außerdem wurden Experimente mit und ohne Phantommaterial im Primärstrahlenbereich durchgeführt, um verschiedene Streudosiskomponenten zu separieren.Ergebnisse:Die Ergebnisse für die Photonenkomponenten und die Neutronenkomponenten sind invers. Beim offenen Feld steigen die Photonenkomponenten mit fallender Photonenenergie. Im Vergleich mit dem offenen Feld steigen die Photonenkomponenten bei Verwendung der IMRT-Felder mit sMLM um den Faktor 1,2–1,8 in Abhängigkeit von Photonenenergie und Tiefe. Bei Verwendung der CComp ist der Faktor größer (2,0–2,2), bei TWComp variiert er von 2,2 bis 2,4. Bei Tiefen von mehr als 20 mm und für alle IMRT-Methoden fällt die Photonenkomponente leicht mit steigender Photonenenergie. Nahe der Oberfläche (10 mm Tiefe) sind die Photonenkomponenten merklich höher als in größeren Tiefen, und sie steigen mit höherer Photonenenergie. Die Neutronenkomponente war erwartungsgemäß nur für 15 MV vorhanden; sie war um den Faktor 4 (sMLM) bzw. um etwa den Faktor 1,5 (CComp oder TWComp) relativ zum offenen Feld erhöht. Die Experimente mit verschiedenen Streubedingungen zeigen, dass in Abhängigkeit von der Photonenenergie ungefähr 50–70% der Photonenkomponenten und 100% der Neutronenkomponenten aus dem Beschleunigerkopf kommen.Schlussfolgerung:PD bei IMRT können durch angemessene Auswahl der Applikationsmethode und der Photonenenergie minimiert werden. Falls Kompensator-IMRT und MLC-IMRT verfügbar sind, sollte die PD-Belastung bei der Auswahl der Applikationstechnik mit berücksichtigt werden. Die große Menge an Photonenkomponenten und Neutronenkomponenten aufgrund der Durchlassstrahlung vom Beschleunigerkopf legt die Empfehlung nahe, Strahlenschutzaspekte für Patienten, die IMRT erhalten, beim Beschleunigerdesign stärker zu berücksichtigen. Für weitere Klärungen müssen zusätzliche Experimente an Linearbeschleunigern anderer Bauart folgen.

Molecular whole-body cancer staging using positron emission tomography: consequences for therapeutic management and metabolic radiation treatment planning.

A prospective analysis was performed in 124 non-small cell lung cancer patients to determine the role of F-18 fluorodeoxyglucose (FDG)-positron emission tomography (PET) for molecular (metabolic) staging (n=63), therapy monitoring after induction-chemotherapy (n=34), and conformal radiation treatment planning (n=27). Staging by FDG-PET was significantly more accurate than CT (p<0.001) and changed therapeutic management in 52% of all patients. After induction-chemotherapy, patients with complete metabolic remission histologically did not show vital tumor cells in contrast to patients with metabolic partial remission or progressive disease. Metabolic radiation treatment planning by PET led to smaller planning target volumes (PTVs) for radiation therapy (between 3% and 21% in 25/27 patients), resulting in a reduction of dose exposure to healthy tissue. In two patients, PET-PTV was larger than CT-based PTV, since PET detected lymph node metastases smaller than 1 cm. FDG-PET provides clinically important information; changes therapeutic management, can predict noninvasively effectiveness of chemotherapy, and may lead to better tumor control with less radiation-induced toxicity.

Stereotactic body radiotherapy (SBRT) for medically inoperable lung metastases—A pooled analysis of the German working group “stereotactic radiotherapy”

OBJECTIVES The current literature on stereotactic body radiotherapy (SBRT) for oligometastatic disease is characterized by small patient cohorts with heterogeneous primary tumors, metastases location and dose regimes. Hence, this study established a multi-institutional database of 700 patients treated with SBRT for pulmonary metastases to identify prognostic factors influencing survival and local control. MATERIALS AND METHODS All German radiotherapy departments were contacted and invited to participate in this analysis. A total number of 700 patients with medically inoperable lung metastases treated with SBRT in 20 centers between 1997 and 2014 were included in a database. Primary and metastatic tumor characteristics, treatment characteristics and follow-up data including survival, local control, distant metastases, and toxicity were evaluated. Lung metastases were treated with median PTV-encompassing single doses of 12.5Gy (range 3.0-33.0Gy) in a median number of 3 fractions (range 1-13). RESULTS After a median follow-up time of 14.3 months, 2-year local control (LC) and overall survival (OS) were 81.2% and 54.4%, respectively. In multivariate analysis, OS was most significantly influenced by pretreatment performance status, maximum metastasis diameter, primary tumor histology, time interval between primary tumor diagnosis and SBRT treatment and number of metastases. For LC, independent prognostic factors were pretreatment performance status, biological effective dose (BED) at PTV isocenter (BEDISO) and single fraction (PTV-encompassing) dose in multivariate analysis. Radiation-induced pneumonitis grade 2 or higher was observed in 6.5% of patients. The only factor significantly influencing toxicity was BEDISO (p=0.006). CONCLUSION SBRT for medically inoperable patients with pulmonary metastases achieved excellent local control and promising overall survival. Important prognostic factors were identified for selecting patients who might benefit most from this therapy approach.

Evaluation of Time, Attendance of Medical Staff, and Resources During Radiotherapy for Head and Neck Cancer Patients

Introduction:A number of national and international societies have published recommendations regarding the required equipment and manpower that is assumed to be necessary to treat a specific number of patients with radiotherapy. None of these recommendations were based on actual time measurements needed for specific radiotherapy procedures. The German Society of Radiation Oncology (DEGRO) was interested in substantiating their recommendations by prospective evaluations of all important core procedures of radiotherapy in the most frequent cancer treated by radiotherapy. The results of the examinations of radiotherapy in head and neck cancer (HNC) patients are presented in this manuscript.Patients and Methods:Four radiation therapy centers (University of Jena, University of Erlangen, University of Düsseldorf and the community hospital of Neuruppin) participated in this prospective study. Working time of the different occupational groups and room occupancies for the core procedures of radiotherapy in HNC were prospectively documented during a 4-month period and subsequently statistically analyzed.Results:The time needed per patient varied considerably between individual patients and between centers for all evaluated procedures. Room occupancy, presence of technicians, and overall medical staff times were 21 min, 26 min, and 42 min, respec-tively, for planning CT with i.v. contrast medium (n = 79), and 23 min, 44 min, and 51 min respectively, for planning CT without contrast medium (n = 45). Definition of the target volume (n = 91) was the most time consuming procedure for the physicians taking 1 h 45 min on average. Medical physicists spent a mean time of 3 h 8 min on physical treatment planning (n = 97) and 1 h 8 min on authorization of the treatment plan (n = 71). Treatment simulations (n = 185) required an average room occupancy of 23 min, and a mean technicians presence of 47 min. The mean room occupancy (n = 84) was 24 min for the first radiotherapy including portal imaging associated with a mean presence of the technicians of 53 min. For routine radiotherapy sessions (n = 2,012) and routine radiotherapy sessions including portal imaging (n = 407), mean room occupancies were 13 min and 16 min, respectively. The presence of increasing number of technicians was significantly associated with shorter room occupancy. IMRT including portal imaging (n = 213) required an average room occupancy of 24 min and a mean technician time of 48 min.Conclusion:The data presented here allow an estimate of the required machine time and manpower needed for the core procedures of radiotherapy in an average head and neck cancer patient treated with a specific number of fractions. However, one has to be aware that a number of necessary and time consuming activities were not evaluated in the present study.ZusammenfassungFragestellung:Internationale Gesellschaften haben Empfehlungen für die erforderliche technische Ausrüstung und für die Anzahl von Mitarbeitern zur Behandlung von Tumorpatienten in der Strahlentherapie veröffentlicht. Keine dieser Empfehlungen basiert auf durchgeführten Messungen für die einzelnen Behandlungsabschnitte in der Strahlentherapie, sondern sind Schätzwerte. Die Deutsche Gesellschaft für Radioonkologie will ihre Empfehlungen durch prospektive Auswertungen aller wichtigen Abläufe in der Strahlentherapie bei den häufigsten Tumorentitäten untermauern. Ziel dieser Untersuchung war es, die erforderlichen Ressourcen bei der strahlentherapeutischen Behandlung von Kopf- und Halstumoren zu evaluieren.Methodik:Vier Strahlentherapie-Zentren (Universität Jena, Universität Erlangen, Universität Düsseldorf und das Städtische Krankenhaus Neuruppin) nahmen an dieser prospektiven Studie teil. Die Arbeitszeit der verschiedenen Berufsgruppen sowie die Raumbelegung bei der Planung und Durchführung der Strahlentherapie wurde prospektiv während eines Zeitraumes von 4 Monaten dokumentiert und statistisch ausgewertet.Ergebnis:Die Zeit für die einzelne Abschnitte der Behandlung variierte erheblich zwischen den einzelnen Patienten und den Behandlungszentren. Für ein CT mit Kontrastmittel (n = 79) wurden im Durchschnitt 21 Minuten für die Raumbelegungszeit benötigt. 26 Minuten benötigten die medizinisch-technischen Angestellten für die Durchführung des CTs und 42 Minuten das gesamte medizinische Personal. Für ein CT ohne Kontrastmittel (n = 45) betrug die Raumbelegungszeit 23 Minuten, 44 Minuten benötigten die m.-t. Assistenten (MTA) und 51 Minuten das gesamte medizinische Personal. Die Definition des Zielvolumens (n = 91) war das zeitaufwendigste Verfahren für das ärztliche Personal und dauerte 1 h 45 min. Die Medizin-physiker brauchten 3 h 8 min für die physikalische Bestrahlungsplanung (n = 97). Die Verifikation der Pläne durch die Ärz-te (n = 71) betrug 1h 8 min. Die Simulationen von Kopf-Hals-Tumorpatienten (n = 185) erforderten eine durchschnittliche Raumbelegungszeit von 23 min, und der Zeitaufwand für die MTA betrug 47 min. Die mittlere Raumbelegung (n = 84) betrug 24 min für die ersten Strahlentherapie einschließlich der Verifikationsaufnahme. Der zeitliche Aufwand betrug für eine MTA 53 min. Für die routinemäßige Bestrahlung von Kopf-Hals-Tumoren ohne Verifikationsaufnahme (n = 2012) waren 13 Minuten erforderlich, mit Verifikationsaufnahmen (n = 407) 16 min. Die Anwesenheit von mehreren MTAs korrelierte signifikant mit einer kürzeren Raumbelegungszeit (p < 0,05). Die intensitätsmodulierte Radiotherapie mit Verifikation (n = 213) erforderte eine durchschnittliche Raumbelegungszeit von 24 min mit der Anwesenheit einer MTA von 48 min.Schlussfolgerung:Die Untersuchung ermöglicht die Abschätzung des durchschnittlichen Personal- und Ressourcenbedarf für die Kernprozeduren einer Strahlentherapie bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren, die mit einer bestimmten Anzahl von Fraktionen behandelt werden. Dabei ist zu beachten, dass eine Reihe von erforderlichen und zeitaufwendigen Tätigkeiten in der Studie nicht evaluiert wurden.