Dosimetrischer Vergleich von inversen Optimierungsmethoden versus Vorwärtsoptimierung bei Hochdosis-Brachytherapie des Mamma‑, Zervix- und Prostatakarzinoms.
Objective: Dosimetric comparison of HIPO (hybrid inverse planning optimisation) and IPSA (inverse planning simulated annealing) inverse and forward optimisation (FO) methods in brachytherapy (BT) of breast, cervical and prostate cancer.Methods: At our institute 38 breast, 47 cervical and 50 prostate...
| Publicado en: | Strahlentherapie und Onkologie Vol. 195; no. 11; pp. 991 - 1001 |
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| Autores principales: | , , , , , |
| Formato: | research Journal Article |
| Publicado: |
Springer Nature
Nov2019
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| Acceso en línea: | Ver este registro en EBSCOhost |
| Sumario: | Objective: Dosimetric comparison of HIPO (hybrid inverse planning optimisation) and IPSA (inverse planning simulated annealing) inverse and forward optimisation (FO) methods in brachytherapy (BT) of breast, cervical and prostate cancer.Methods: At our institute 38 breast, 47 cervical and 50 prostate cancer patients treated with image-guided interstitial high-dose-rate BT were selected. Treatment plans were created using HIPO and IPSA inverse optimisation methods as well as FO. The dose-volume parameters of different treatment plans were compared with Friedman ANOVA and the LSD post-hoc test.Results: IPSA creates less dose coverage to the target volume than HIPO or FO: V100 was 91.7%, 91% and 91.9% for HIPO, IPSA and FO plans (p = 0.1784) in breast BT; 90.4%, 89.2% and 91% (p = 0.0045) in cervical BT; and 97.1%, 96.2% and 97.7% (p = 0.0005) in prostate BT, respectively. HIPO results in more conformal plans: COIN was 0.72, 0.71 and 0.69 (p = 0.0306) in breast BT; 0.6, 0.47 and 0.58 (p < 0.001) in cervical BT; and 0.8, 0.7 and 0.7 (p < 0.001) in prostate BT, respectively. In breast BT, dose to the skin and lung was smaller with HIPO and FO than with IPSA. In cervical BT, dose to the rectum, sigmoid and bowel was larger using IPSA than with HIPO or FO. In prostate BT, dose to the urethra was higher and the rectal dose was smaller using FO than with inverse methods.Conclusion: In interstitial breast and prostate BT, HIPO results in comparable dose-volume parameters to FO, but HIPO plans are more conformal. In cervical BT, HIPO produces dosimetrically acceptable plans only when more needles are used. The dosimetric quality of IPSA plans is suboptimal and results in unnecessary larger active lengths. Zusammenfassung: Ziel: Es erfolgte ein dosimetrischer Vergleich von inversen und Vorwärtsoptimierungsmethoden (FO) aus dem Bereich HIPO („hybrid inverse planning optimization") und IPSA („inverse planning simulated annealing") in der Brachytherapie (BT) des Mamma‑, Zervix- und Prostatakarzinoms. Methoden: In die Studie wurden 38 Mamma-, 47 Zervix- und 50 Prostatakarzinompatienten aufgenommen, die mit bildgesteuerter interstitieller hochdosierter BT behandelt worden waren. Behandlungspläne wurden mittels inversen sowie Vorwärtsoptimierungsmethoden aus dem Bereich HIPO und IPSA erstellt. Die Dosisvolumenparameter der verschiedenen Behandlungspläne wurden durch Friedman-ANOVA („analysis of variance") und auf die LSD („least significant difference") bezogene Post-hoc-Tests miteinander verglichen. Ergebnisse: Bei IPSA wird die Zielvolumenabdeckung durch den Einsatz geringerer Dosis im Vergleich zu HIPO oder FO erreicht; V100 war 91,7%, 91% und 91,9% für HIPO-, IPSA- und FO-Pläne (p = 0,1784) bei Mamma-BT; 90,4%, 89,2% und 91% (p = 0,0045) bei Zervix-BT sowie 97,1%, 96,2% und 97,7% (p = 0,0005) bei Prostata-BT. Durch HIPO entstehen gleichmäßigere Pläne, der COIN („conformal index") betrug 0,72; 0,71 und 0,69 (p = 0,0306) bei Mamma-BT; 0,6; 0,47 und 0,58 (p < 0,001) bei Zervix-BT sowie 0,8; 0,7 und 0,7 (p < 0,001) für Prostata-BT. Bei Mamma-BT war die erfasste Dosis in Haut und Lungen mit HIPO und FO niedriger als mit IPSA. Im Rahmen der Zervix-BT war die Dosis in Rektum, Sigma und Darm bei Nutzung von IPSA erhöht im Vergleich zu HIPO oder FO. Bei FO-Anwendungen war die Dosis bei Prostata-BT im Vergleich zu den inversen Methoden an der Urethra erhöht, die Rektaldosis dagegen erniedrigt. Schlussfolgerung: Bei der interstitiellen Mamma- und Prostata-BT erreicht HIPO vergleichbare Dosisvolumen-Parameterwerte wie FO, die HIPO-Pläne sind jedoch deutlich konformaler. Bei Zervix-BT generiert HIPO dosimetrisch akzeptable Pläne nur bei Verwendung von mehreren Nadeln. Die dosimetrische Qualität von IPSA-Plänen ist suboptimal und führt zu unnötiger zusätzlicher Bestrahlung. |
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