IMRT and 3D conformal radiotherapy with or without elective nodal irradiation in locally advanced NSCLC. A direct comparison of PET-based treatment planning
- 1. Saarland University Medical School, Department of Radiotherapy and Radiation Oncology, Homburg/Saar (Germany)
Description
The potential of intensity-modulated radiation therapy (IMRT) as opposed to three-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT) is analyzed for two different concepts of fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG PET)-based target volume delineation in locally advanced non-small cell lung cancer (LA-NSCLC): involved-field radiotherapy (IF-RT) vs. elective nodal irradiation (ENI). Treatment planning was performed for 41 patients with LA-NSCLC, using four different planning approaches (3D-CRT-IF, 3D-CRT-ENI, IMRT-IF, IMRT-ENI). ENI included a boost irradiation after 50 Gy. For each plan, maximum dose escalation was calculated based on prespecified normal tissue constraints. The maximum prescription dose (PD), tumor control probability (TCP), conformal indices (CI), and normal tissue complication probabilities (NTCP) were analyzed. IMRT resulted in statistically significant higher prescription doses for both target volume concepts as compared with 3D-CRT (ENI: 68.4 vs. 60.9 Gy, p < 0.001; IF: 74.3 vs. 70.1 Gy, p < 0.03). With IMRT-IF, a PD of at least 66 Gy was achieved for 95 % of all plans. For IF as compared with ENI, there was a considerable theoretical increase in TCP (IMRT: 27.3 vs. 17.7 %, p < 0.00001; 3D-CRT: 20.2 vs. 9.9 %, p < 0.00001). The esophageal NTCP showed a particularly good sparing with IMRT vs. 3D-CRT (ENI: 12.3 vs. 30.9 % p < 0.0001; IF: 15.9 vs. 24.1 %; p < 0.001). The IMRT technique and IF target volume delineation allow a significant dose escalation and an increase in TCP. IMRT results in an improved sparing of OARs as compared with 3D-CRT at equivalent dose levels. (orig.)
Availability note (English)
Available from: http://dx.doi.org/10.1007/s00066-015-0900-9Abstract (German)
Das Potenzial der intensitaetsmodulierten Strahlentherapie (IMRT) soll im Rahmen der FDG-PET basierten Bestrahlungsplanung des lokal fortgeschrittenen nichtkleinzelligen Bronchialkarzinoms (LA-NSCLC) fuer 2 Zielvolumenansaetze (Involved-Field-Bestrahlung, IF) sowie elektive Nodalbestrahlung (ENI) geprueft und mit der 3-D-konformalen Strahlentherapie (3-D-CRT) als Referenz verglichen werden. Die Bestrahlungsplanung erfolgte an CT-Datensaetzen von 41 Patienten mit LA-NSCLC in 4 Ansaetzen (3-D-CRT-IF, 3-D-CRT-ENI, IMRT-IF, IMRT-ENI) jeweils mit 2 Gy Einzeldosis. ENI beinhaltete einen zusaetzlichen Boost nach 50 Gy. Fuer jeden Plan wurde die maximal moegliche Dosiseskalation nach vordefinierten Grenzwerten fuer Normalgewebe vorgenommen. Es wurden die maximal erreichbare Dosis, die Tumorkontrollwahrscheinlichkeit (TCP), der Konformitaetsindex (CI) und Normalgewebsrisiken nach dem NTCP-Modell (''normal tissue complication probabilities'') analysiert. Die IMRT-Plaene resultierten in statistisch signifikant hoeheren Gesamtdosen fuer beide Zielvolumenkonzepte im Vergleich zur 3-D-CRT (ENI: 68,4 Gy vs. 60,9 Gy; p < 0,001; IF: 74,3 vs. 70,1 Gy; p < 0,03). Mittels IMRT-IF wurde eine Gesamtdosis von 66 Gy fuer 95 % der Plaene erreicht. Der rechnerische TCP-Anstieg mittels IF im Vergleich zu ENI war erheblich (IMRT: 27,3 vs. 17,7 %; p < 0,00001; 3-D-CRT: 20,2 vs. 9,9 %; p < 0,00001). NTCP-Werte fuer den Oesophagus waren mit der IMRT im Vergleich zur 3-D-CRT signifikant niedriger (ENI: 12,3 vs. 30,9 %; p < 0,0001; IF: 15,9 vs. 24,1 %; p < 0,001). Mittels IMRT und IF laesst sich beim LA-NSCLC eine signifikante Dosiseskalation und ein Anstieg der TCP erreichen. Die IMRT ermoeglicht ausserdem eine signifikant geringere Normalgewebsbelastung im Vergleich zur 3-D-CRT bei aequivalenten Gesamtdosen. (orig.)Additional details
Identifiers
Publishing Information
- Journal Title
- Strahlentherapie und Onkologie
- Journal Volume
- 192
- Journal Issue
- 2
- Journal Page Range
- p. 75-82
- ISSN
- 0179-7158
- CODEN
- STONE4
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 47024293
- Subject category
- S62: RADIOLOGY AND NUCLEAR MEDICINE;
- Descriptors DEI
- BRONCHI; CARCINOMAS; COMPUTERIZED TOMOGRAPHY; CRITICAL ORGANS; DOSIMETRY; ESOPHAGUS; EXTERNAL BEAM RADIATION THERAPY; FLUORINE 18; FLUORODEOXYGLUCOSE; GY RANGE 10-100; LUNGS; PLANNING; POSITRON COMPUTED TOMOGRAPHY; RADIATION DOSES; RADIOPHARMACEUTICALS; SIDE EFFECTS; TUMOR CELLS; UPTAKE
- Descriptors DEC
- ABSORBED DOSE RANGE; ANIMAL CELLS; ANTIMETABOLITES; BETA DECAY RADIOISOTOPES; BETA-PLUS DECAY RADIOISOTOPES; BODY; COMPUTERIZED TOMOGRAPHY; DIAGNOSTIC TECHNIQUES; DIGESTIVE SYSTEM; DISEASES; DOSES; DRUGS; EMISSION COMPUTED TOMOGRAPHY; FLUORINE ISOTOPES; GY RANGE; HOURS LIVING RADIOISOTOPES; ISOMERIC TRANSITION ISOTOPES; ISOTOPES; LABELLED COMPOUNDS; LIGHT NUCLEI; MATERIALS; MEDICINE; NANOSECONDS LIVING RADIOISOTOPES; NEOPLASMS; NUCLEAR MEDICINE; NUCLEI; ODD-ODD NUCLEI; ORGANS; RADIATION DOSE RANGES; RADIOACTIVE MATERIALS; RADIOISOTOPES; RADIOLOGY; RADIOTHERAPY; RESPIRATORY SYSTEM; THERAPY; TOMOGRAPHY