Wolfgang W. Baus

Stereotactic body radiotherapy for liver tumors: principles and practical guidelines of the DEGRO Working Group on Stereotactic Radiotherapy.

PurposeThis report of the Working Group on Stereotactic Radiotherapy of the German Society of Radiation Oncology (DEGRO) aims to provide a practical guideline for safe and effective stereotactic body radiotherapy (SBRT) of liver tumors.MethodsThe literature on the clinical evidence of SBRT for both primary liver tumors and liver metastases was reviewed and analyzed focusing on both physical requirements and special biological characteristics.ResultsRecommendations were developed for patient selection, imaging, planning, treatment delivery, motion management, dose reporting, and follow-up. Radiation dose constraints to critical organs at risk are provided.ConclusionSBRT is a well-established treatment option for primary and secondary liver tumors associated with low morbidity.ZusammenfassungZielDie Arbeitsgruppe Stereotaxie der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie (DEGRO) legt hier eine Empfehlung zur sicheren und effektiven Durchführung der SBRT von Lebertumoren vor.MethodenEine Literaturrecherche zur Untersuchung der Evidenz der SBRT sowohl für primäre Lebertumore als auch für Lebermetastasen wurde durchgeführt. Auf dieser Basis werden Empfehlungen für technisch-physikalische Voraussetzungen wie auch für die tägliche Praxis der Leber-SBRT gegeben. Weiterhin werden radiobiologische Besonderheiten dieses Verfahrens dargestellt.ErgebnissePraktische Vorgaben werden für Patientenselektion, Bildgebung, Planung, Applikation, Bewegungsmanagement, Dosisdokumentation und Follow-up gegeben. Dosisempfehlungen für die kritischen Risikoorgane werden dargestellt.SchlussfolgerungDie SBRT stellt eine etablierte Behandlungsmethode für primäre und sekundäre Lebertumore dar und ist mit niedriger Morbidität assoziiert.

Stereotactic body radiotherapy for liver tumors

PurposeThis report of the Working Group on Stereotactic Radiotherapy of the German Society of Radiation Oncology (DEGRO) aims to provide a practical guideline for safe and effective stereotactic body radiotherapy (SBRT) of liver tumors.MethodsThe literature on the clinical evidence of SBRT for both primary liver tumors and liver metastases was reviewed and analyzed focusing on both physical requirements and special biological characteristics.ResultsRecommendations were developed for patient selection, imaging, planning, treatment delivery, motion management, dose reporting, and follow-up. Radiation dose constraints to critical organs at risk are provided.ConclusionSBRT is a well-established treatment option for primary and secondary liver tumors associated with low morbidity.ZusammenfassungZielDie Arbeitsgruppe Stereotaxie der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie (DEGRO) legt hier eine Empfehlung zur sicheren und effektiven Durchführung der SBRT von Lebertumoren vor.MethodenEine Literaturrecherche zur Untersuchung der Evidenz der SBRT sowohl für primäre Lebertumore als auch für Lebermetastasen wurde durchgeführt. Auf dieser Basis werden Empfehlungen für technisch-physikalische Voraussetzungen wie auch für die tägliche Praxis der Leber-SBRT gegeben. Weiterhin werden radiobiologische Besonderheiten dieses Verfahrens dargestellt.ErgebnissePraktische Vorgaben werden für Patientenselektion, Bildgebung, Planung, Applikation, Bewegungsmanagement, Dosisdokumentation und Follow-up gegeben. Dosisempfehlungen für die kritischen Risikoorgane werden dargestellt.SchlussfolgerungDie SBRT stellt eine etablierte Behandlungsmethode für primäre und sekundäre Lebertumore dar und ist mit niedriger Morbidität assoziiert.

Portal Verification of High-Energy Electron Beams Using their Photon Contamination by Film-Cassette Systems

Background and Purpose:Though electron beams are widely used in radiotherapy, their verification is not well established in clinical practice. The present study compares the suitability of several sensitive film-cassette systems for electron-portal verification by contaminating photons.Material and Methods:The characteristics of the optical density curves of film-cassette combinations were determined by exposing them to the bremsstrahlung contamination of a variety of electron beams. Using a Las-Vegas Phantom the spatial low-contrast resolution of the combinations was investigated. The absorbed dose rates due to the contaminant photons were measured for different geometric conditions.Results:Suitable film-cassette combinations were found for portal verification of all usual electron energies. The best image quality was obtained using the EC® film and the EC-L® cassettes (Eastman Kodak Comp., Rochester, NY, USA). For electron energies higher than 6 MeV some film-cassette combinations are suitable to verify abutted electron and photon portals using the same film sheet.Conclusion:The verification of electron portals and of abutted electron-photon portals can be performed by sensitive film-cassette systems with an image quality comparable to photon-beam verification.Hintergrund und Ziel:Obwohl Elektronenfelder in der Strahlentherapie breite Anwendung finden, ist ihre Verifikation in der klinischen Praxis noch wenig verbreitet. Die dargestellten Untersuchungen vergleichen die Eignung verschiedener empfindlicher Film-Kassetten-Systeme zur Verifikation der Elektronenfeldform mittels deren Photonenkontamination.Material und Methodik:Die Charakteristika der Verläufe der optischen Dichte der Film-Kassetten-Kombinationen wurden durch Bestrahlung mit der Bremsstrahlungskomponente verschiedener Elektronenfelder ermittelt. Die Niedrigkontrastauflösung der Kombinationen wurde mit einem Las-Vegas-Phantom untersucht. Die Energiedosisleistungen der Photonenkontamination wurden für verschiedene Bestrahlungsgeometrien gemessen.Ergebnisse:Für die Verifikation der Feldportale aller therapeutisch genutzten Elektronenenergien wurden geeignete Film-Kassetten-Kombinationen gefunden. Die höchste Abbildungsqualität wiesen der EC®-Film und die EC-L®-Kassetten (Eastman Kodak Comp., Rochester, NY, USA) auf. Für höhere Elektronenenergien als 6 MeV sind einige Film-Kassetten-Kombinationen zur Verifikation angrenzender Elektronen- und Photonenportale auf dem gleichen Filmblatt geeignet.Schlussfolgerung:Die Verifikation sowohl einzelner Elektronenportale als auch aneinander grenzender Elektronen- und Photonenportale ist durch empfindliche Film-Kassetten-Systeme mit einer gegenüber Photonenfeldkontrollaufnahmen vergleichbaren Abbildungsqualität möglich.

Multileafkollimator: Erweiterte Qualitätssicherung an einem GE-Linearbeschleuniger

Hintergrund: Ein Multileafkollimator stellt durch die Vielzahl der Lamellen sehr viel höhere Ansprüche an die Konstanzprüfverfahren als ein konventionelles Blendensystem. Zur täglichen Kontrolle der Lamellenpositionierung wird ein Qualitssicherungskonzept vorgestellt. Methode: Zwei Feldkonfigurationen, die bei maximaler Öffnung der Blockblenden sowohl maximale Öffnung als auch “Overtravel” einzelner Lamellen enthalten, werden in täglichem Wechsel online vom Verifikationssystem zum Linearbeschleuniger übertragen. Im Lichtfeld des Linearbeschleunigers erfolgt eine visuelle Kontrolle der Lamellenpositionen mit Hilfe eines speziellen Prüfkörpers. Abschließend wird die Lamellenpositionierung mittels eines Electronic-Portal-Imaging-Systems dokumentiert und nach Überlagerung eines Gitters mit einer Referenzaufnahme verglichen. Ergebnisse: Die Methode stellt eine schnelle und effektive Möglichkeit dar, die Funktionsfähigkeit des gesamten Systems durch Simulation des “Routinebetriebs” zu überprüfen. Schlußfolgerung: Der Arbeits- und Zeitaufwand für die Qualitätssicherung an einem Multileafkollimator unterscheidet sich nur unwesentlich von dem eines konventionellen Blendensystems.Background: In comparison to a conventional collimator, a multileaf collimator demands a great deal of quality assurance procedures due to its large number of leaves. A concept for daily quality assurance is presented, mainly concerning the positioning accuracy of the leaves. Material and Methods: Two leaf configurations including maximal opening as well as overtravel of single leaves, at a maximal opening of the jaws, are transmitted online in daily exchange from our record- and verify system to the linac. Aiming at a special test phantom a visual control of the positioning accuracy is performed. The leaf positioning is documented by an electronic portal imaging system and is compared with a reference shot by superposition of a grid. Results: This method of quality assurance offers a fast and effective possibility to guarantee the proper function of the whole system by simulating the routine treatment situation. Conclusions: Compared to a conventional collimator only a slightly greater workload is needed for quality assurance of a multileaf collimator.

In vivo verification of electron beam energy by patient exit dose and optical density of portal films

Background and Purpose:The depth-dose curve of electron beams is mainly determined by their energy. For accelerators with scatter foils, the electron energy can, in principle, be verified by measuring the amount of the contaminating photons. This paper investigates whether exit dose measurements and evaluations of the optical density of portal films can be used to verify the energy of the electron beam in a clinically relevant setting.Material and Methods:During irradiation of the head and neck region of an Alderson-Rando phantom with 6- to 21-MeV electron beams, the exit dose rates behind the phantom and the dose rates at the position of a film cassette were measured. The optical density of films (EC® film/EC-L Regular® and EC-L Fast® cassettes, Eastman Kodak Comp., Rochester, NY, USA) exposed to beams of different energies was evaluated.Results:The exit and the cassette dose rates showed a steep increase with increasing electron energy. Due to its density behavior, the film with both types of cassettes failed to generate images for lower electron energies (6 and 9 MeV) but presented a strong ascent of the optical density—until reaching the saturation—with increasing electron energy.Conclusion:Measurements of the exit dose and evaluations of the optical density of portal films can be used to verify and document the energy of electron beams during radiotherapy.Hintergrund und Ziel:Der Tiefendosisverlauf von Elektronenfeldern wird hauptsächlich durch deren Energie bestimmt. Für Beschleuniger mit Streufolien kann die Elektronenenergie prinzipiell über die Energieabhängigkeit der Photonenkontamination verifiziert werden. Die vorliegende Arbeit untersucht die Eignung von Messungen der Austrittsdosis und der Auswertung der optischen Dichte von Verifikationsfilmen zur Energiekontrolle von Elektronenfeldern in einem klinikrelevanten Ansatz.Material und Methodik:Bei der Bestrahlung der Halsregion eines Alderson-Rando-Phantoms mit Elektronen der Energien von 6 bis 21 MeV wurden die Austrittsdosisleistung hinter dem Phantom und die Dosisleistung an der Position einer Filmkassette gemessen. Die optische Dichte von Portfilmen (EC®-Film/EC-L Regular®-und EC-L Fast®-Kassetten, Eastman Kodak Comp., Rochester, NY, USA), die mit den Feldern der verschiedenen Energien bestrahlt wurden, wurde ermittelt.Ergebnisse:Sowohl die Austrittsdosisleistung als auch die Dosisleistung an der Kassettenposition zeigten einen steilen Anstieg mit Erhöhung der Elektronenenergie. Wegen seiner Belichtungscharakteristik ist der Film mit beiden Kassettentypen nicht zur Bildgebung bei geringen Elektronenenergien (6 und 9 MeV) geeignet, zeigt aber ansonsten einen starken Anstieg der optischen Dichte mit zunehmender Elektronenenergie bis zum Erreichen der Sättigung.Schlussfolgerung:Durch Messung der Austrittsdosis oder der optischen Dichte von Portfilmen kann die Energie von Elektronenfeldern während der Strahlentherapie verifiziert und dokumentiert werden.

Stereotactic Body Radiation Therapy as an Alternative Treatment for Patients with Hepatocellular Carcinoma Compared to Sorafenib: A Propensity Score Analysis

Background and Aims: Stereotactic body radiation therapy (SBRT) has emerged as a safe and effective treatment for patients with hepatocellular carcinoma (HCC), but its role in patients with advanced HCC is not yet defined. In this study, we aim to assess the efficacy and safety of SBRT in comparison to sorafenib treatment in patients with advanced HCC. Methods: We included 901 patients treated with sorafenib at six tertiary centers in Europe and Asia and 122 patients treated with SBRT from 13 centers in Germany and Switzerland. Medical records were reviewed including laboratory parameters, treatment characteristics and development of adverse events. Propensity score matching was performed to adjust for differences in baseline characteristics. The primary endpoint was overall survival (OS) and progression-free survival. Results: Median OS of SBRT patients was 18.1 (10.3–25.9) months compared to 8.8 (8.2–9.5) in sorafenib patients. After adjusting for different baseline characteristics, the survival benefit for patients treated with SBRT was still preserved with a median OS of 17.0 (10.8–23.2) months compared to 9.6 (8.6–10.7) months in sorafenib patients. SBRT treatment of intrahepatic lesions in patients with extrahepatic metastases was also associated with improved OS compared to patients treated with sorafenib in the same setting (17.0 vs. 10.0 months, p = 0.012), whereas in patients with portal vein thrombosis there was no survival benefit in patients with SBRT. Conclusions: In this retrospective comparative study, SBRT showed superior efficacy in HCC patients compared to patients treated with sorafenib.

A simple and reliable method to simulate multileaf-plans

To combine conformity of the irradiation with time effectiveness during treatment, the use of multileaf collimators has become more and more common. However, the simulation of the leaf positions is rather difficult compared with metal blocks. We developed a new method, utilizing an acrylic template in which the contour produced by the leaves is machined in the form of a 1 mm groove by a computerized numerically controlled milling machine. This template is then inserted into a mount attached to the simulator. The main advantages are the errorfree, direct communication from the therapy planning system to the milling machine via a network, the possibility to transfer the contour to the skin, and the documentation on the simulation film. The use of templates is reliable and, e.g. the costs of the materials are lower than for block simulation.

Time for standardization of SBRT planning through large scale clinical data and guideline-based approaches

Christos Moustakis1,2 · Oliver Blanck3,4 · Fatemeh Ebrahimi1,5 · Mark ka heng Chan3 · Iris Ernst2 · Thomas Krieger6 · Marciana-Nona Duma7 · Markus Oechsner7 · Ute Ganswindt8 · Christian Heinz8 · Horst Alheit9 · Hilbert Blank9 · Ursula Nestle10 · Rolf Wiehle10 · Christine Kornhuber11 · Christian Ostheimer11 · Cordula Petersen12 · Gerhard Pollul13 · Wolfgang Baus14 · Georg Altenstein14 · Eric Beckers15 · Katrin Jurianz15 · Florian Sterzing16 · Matthias Kretschmer17 · Heinrich Seegenschmiedt18 · Torsten Maass18 · Stefan Droege19 · Ulrich Wolf20 · Juergen Schoeffler21 · Uwe Haverkamp1,2 · Hans Eich1,2 · Matthias Guckenberger22

Stereotactic body radiotherapy for liver tumorsStereotaktische Strahlentherapie von Lebertumorenn

PurposeThis report of the Working Group on Stereotactic Radiotherapy of the German Society of Radiation Oncology (DEGRO) aims to provide a practical guideline for safe and effective stereotactic body radiotherapy (SBRT) of liver tumors.MethodsThe literature on the clinical evidence of SBRT for both primary liver tumors and liver metastases was reviewed and analyzed focusing on both physical requirements and special biological characteristics.ResultsRecommendations were developed for patient selection, imaging, planning, treatment delivery, motion management, dose reporting, and follow-up. Radiation dose constraints to critical organs at risk are provided.ConclusionSBRT is a well-established treatment option for primary and secondary liver tumors associated with low morbidity.ZusammenfassungZielDie Arbeitsgruppe Stereotaxie der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie (DEGRO) legt hier eine Empfehlung zur sicheren und effektiven Durchführung der SBRT von Lebertumoren vor.MethodenEine Literaturrecherche zur Untersuchung der Evidenz der SBRT sowohl für primäre Lebertumore als auch für Lebermetastasen wurde durchgeführt. Auf dieser Basis werden Empfehlungen für technisch-physikalische Voraussetzungen wie auch für die tägliche Praxis der Leber-SBRT gegeben. Weiterhin werden radiobiologische Besonderheiten dieses Verfahrens dargestellt.ErgebnissePraktische Vorgaben werden für Patientenselektion, Bildgebung, Planung, Applikation, Bewegungsmanagement, Dosisdokumentation und Follow-up gegeben. Dosisempfehlungen für die kritischen Risikoorgane werden dargestellt.SchlussfolgerungDie SBRT stellt eine etablierte Behandlungsmethode für primäre und sekundäre Lebertumore dar und ist mit niedriger Morbidität assoziiert.

Stereotactic body radiotherapy for liver tumors@@@Stereotaktische Strahlentherapie von Lebertumorenn: Principles and practical guidelines of the DEGRO Working Group on Stereotactic Radiotherapy@@@Grundlegende und praktische Leitlinien der DEGRO Arbeitsgruppe Stereotaxie

PurposeThis report of the Working Group on Stereotactic Radiotherapy of the German Society of Radiation Oncology (DEGRO) aims to provide a practical guideline for safe and effective stereotactic body radiotherapy (SBRT) of liver tumors.MethodsThe literature on the clinical evidence of SBRT for both primary liver tumors and liver metastases was reviewed and analyzed focusing on both physical requirements and special biological characteristics.ResultsRecommendations were developed for patient selection, imaging, planning, treatment delivery, motion management, dose reporting, and follow-up. Radiation dose constraints to critical organs at risk are provided.ConclusionSBRT is a well-established treatment option for primary and secondary liver tumors associated with low morbidity.ZusammenfassungZielDie Arbeitsgruppe Stereotaxie der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie (DEGRO) legt hier eine Empfehlung zur sicheren und effektiven Durchführung der SBRT von Lebertumoren vor.MethodenEine Literaturrecherche zur Untersuchung der Evidenz der SBRT sowohl für primäre Lebertumore als auch für Lebermetastasen wurde durchgeführt. Auf dieser Basis werden Empfehlungen für technisch-physikalische Voraussetzungen wie auch für die tägliche Praxis der Leber-SBRT gegeben. Weiterhin werden radiobiologische Besonderheiten dieses Verfahrens dargestellt.ErgebnissePraktische Vorgaben werden für Patientenselektion, Bildgebung, Planung, Applikation, Bewegungsmanagement, Dosisdokumentation und Follow-up gegeben. Dosisempfehlungen für die kritischen Risikoorgane werden dargestellt.SchlussfolgerungDie SBRT stellt eine etablierte Behandlungsmethode für primäre und sekundäre Lebertumore dar und ist mit niedriger Morbidität assoziiert.