Effect of 3D radiotherapy planning compared to 2D planning within a conventional treatment schedule of advanced lung cancer
- 1. Klinikum Ludwigsburg (Germany). Klinik fuer Radioonkologie
- 2. Marburg Univ. (Germany). Abt. fuer Strahlentherapie
- 3. Heidelberg Univ. (Germany). Abt. fuer Allgemeine Radiologie mit Poliklinik
Description
Background: The effect of 3D radiotherapy planning (3D RTP) in comparison to 2D radiotherapy planning (2D RTP) was evaluated in a usually practiced treatment schedule (starting by v./d. opposing portals, continued with computer-planned portals) for non-small-cell lung cancer. Patients and Methods: In 20 patients with locally advanced non-small-cell lung cancer the computer-planned part of the treatment schedule was calculated 2- and 3-dimensionally. Target volume were the primary tumor, the involved and the electively irradiated mediastinal lymph nodes. The results of the 2D RTP were recalculated 3-dimensionally and the mean doses to target volume and organs at risk were defined. Further, the normal tissue complications were calculated. Results: Under the prerequisite of 44 Gy maximally allowed to the spinal cord and a dose to the reference point of 50 Gy a small, but significant advantage with 2.1 Gy to the target (p=0.004) and a reduction of 3.6 Gy to the heart (p=0.05) was achievable for 3D RTP. The dose to the lungs did not differ significantly (19.7 Gy for 2D RTP, 20.3 Gy for 3D RTP). The dose to the heart was not estimated critical by NTCP (normal tissue complication probability). The NTCP for the ipsilateral lung was 16.1 and 18.7% for 2D RTP and 3D RTP, respectively. Regarding the simulator-planned ap/pa fields at the start of the radiotherapy the advantage of 3D RTP was further reduced but remained significant. Favorable with respect to the mean lung dose and the NTCP (18.7% NTCP ipsilateral lung for early onset of 3D planned radiotherapy vs 31.7% for late onset of 3D planned radiotherapy) but not significantly measurable is the early start of the treatment by computerized RTP. Conclusion: The main advantage of 3D RTP in treatment of advanced lung cancer is the better coverage of the target volume. A reduction of the mean lung dose cannot be expected. A dose escalation by 3D RTP to target volumes as described here seems not to be possible because of unchanged high lung exposure. (orig.)
Abstract (German)
Hintergrund: Es wurde der Einfluss der 3D-Bestrahlungsplanung gegenueber der 2D-Planung in einem ueblichen strahlentherapeutischen Behandlungskonzept (Beginn mit ap/pa Feldern, Fortfuehrung nach Rechnerplanung) bei nichtkleinzelligen Bronchialkarzinomen untersucht. Patienten und Methoden: Fuer den rechnergeplanten Anteil einer Bestrahlungsserie bei einem Kollektiv von 20 Patienten mit lokal fortgeschrittenen Bronchialkarzinomen wurden eine 2D- und eine 3D-Planung verglichen. Zielvolumen waren Primaertumor und befallene und elektiv zu bestrahlende mediastinale Lymphknotenstationen. Die Ergebnisse der 2D-Bestrahlungsplanung wurden anschliessend nochmals 3D nachgerechnet und die mittleren Dosen fuer Zielvolumen und Risikoorgane bestimmt sowie die Nebenwirkungswahrscheinlichkeiten berechnet. Ergebnisse: Die eingesetzten Bestrahlungstechniken im Hinblick auf Feldanordnung und Wahl von Keilfiltern unterschieden sich nicht wesentlich. Unter der Randbedingung einer maximalen Rueckenmarksdosis von 44 Gy erbrachte die 3D-Planung im Mittel eine leichte, aber stastistisch signifikante Verbesserung der Zielvolumenauslastung von 2,1 Gy bei einer angenommenen Referenzpunktdosis von 50 Gy. Die kardiale Belastung verringerte sich um 3,6 Gy, die Belastung fuer beide Lungen aenderte sich nicht signifikant. Die Herzbelastung lag gemaess der NTCP-('normal tissue complication probability'-)Berechnung nicht im kritischen Bereich. Die errechnete Komplikationswahrscheinlichkeit fuer die ipsilaterale Lunge lag bei 16,1 bzw. 18.7% fuer die 2D- bzw. 3D-Bestrahlungsplanung, ohne sich signifikant zu unterscheiden. Unter Beruecksichtigung der anfaenglich eingestrahlten simulatorgeplanten ventrodorsalen Felder verringerte sich der Vorteil der 3D-Planung in bezug auf Zielvolumen und Herz, blieb aber signifikant. Guenstiger mit einer Komplikationswahrscheinlichkeit von 18,7% vs. 31,7% war der fruehzeitige Einsatz einer Rechnerplanung im Hinblick auf das pulmonale Komplikationsrisiko, wenn auch nicht signifikant nachweisbar. Schlussfolgerung: Der Vorteil der 3D-Planung bei der Bestrahlung lokal fortgeschrittener Lungentumoren liegt vor allem in der besseren Zielvolumenerfassung und fuehrt dort zu einer Dosissteigerung. Eine wesentliche Senkung der Lungenbelastung ist mit dieser Technik nicht zu erwarten. (orig.)Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Effekt der 3D- gegenueber der 2D-Bestrahlungsplanung innerhalb eines konventionellen Therapieschemas fortgeschrittener Bronchialkarzinome
Publishing Information
- Journal Title
- Strahlentherapie und Onkologie
- Journal Volume
- 176
- Journal Issue
- 1
- Journal Page Range
- p. 32-39
- ISSN
- 0179-7158
- CODEN
- STONE4
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 31018678
- Subject category
- S62: RADIOLOGY AND NUCLEAR MEDICINE; S63: RADIATION, THERMAL, AND OTHER ENVIRONMENTAL POLLUTANT EFFECTS ON LIVING ORGANISMS AND BIOLOGICAL MATERIALS; S61: RADIATION PROTECTION AND DOSIMETRY;
- Descriptors DEI
- BRONCHI; CARCINOMAS; EFFICIENCY; LUNGS; PATIENTS; PLANNING; RADIATION DOSES; RADIOTHERAPY; SIDE EFFECTS; THREE-DIMENSIONAL CALCULATIONS; TWO-DIMENSIONAL CALCULATIONS; VOLUME
- Descriptors DEC
- ANIMALS; BODY; DISEASES; MAMMALS; MAN; MEDICINE; NEOPLASMS; ORGANS; PRIMATES; RESPIRATORY SYSTEM; THERAPY; VERTEBRATES