The existence of cranial bone flap displacement during brain radiotherapy

This retrospective study examined bone flap displacement during radiotherapy in 25 post-operative brain tumour patients. Though never exceeding 2.5 mm, the sheer frequency of displacement highlights the need for future research on larger populations to validate its presence and assess the potential clinical impact on planning tumour volume margins.</p

Individualized early death and long-term survival prediction after stereotactic radiosurgery for brain metastases of non-small cell lung cancer:Two externally validated nomograms

Introduction Commonly used clinical models for survival prediction after stereotactic radiosurgery (SRS) for brain metastases (BMs) are limited by the lack of individual risk scores and disproportionate prognostic groups. In this study, two nomograms were developed to overcome these limitations. Methods 495 patients with BMs of NSCLC treated with SRS for a limited number of BMs in four Dutch radiation oncology centers were identified and divided in a training cohort (n = 214, patients treated in one hospital) and an external validation cohort n = 281, patients treated in three other hospitals). Using the training cohort, nomograms were developed for prediction of early death (<3 months) and long-term survival (>12 months) with prognostic factors for survival. Accuracy of prediction was defined as the area under the curve (AUC) by receiver operating characteristics analysis for prediction of early death and long term survival. The accuracy of the nomograms was also tested in the external validation cohort. Results Prognostic factors for survival were: WHO performance status, presence of extracranial metastases, age, GTV largest BM, and gender. Number of brain metastases and primary tumor control were not prognostic factors for survival. In the external validation cohort, the nomogram predicted early death statistically significantly better (p < 0.05) than the unfavorable groups of the RPA, DS-GPA, GGS, SIR, and Rades 2015 (AUC = 0.70 versus range AUCs = 0.51–0.60 respectively). With an AUC of 0.67, the other nomogram predicted 1 year survival statistically significantly better (p < 0.05) than the favorable groups of four models (range AUCs = 0.57–0.61), except for the SIR (AUC = 0.64, p = 0.34). The models are available on www.predictcancer.org. Conclusion The nomograms predicted early death and long-term survival more accurately than commonly used prognostic scores after SRS for a limited number of BMs of NSCLC. Moreover these nomograms enable individualized probability assessment and are easy into use in routine clinical practice

Quality assurance in radiotherapy. Development and validation of a mailed dosimetry procedure for external audits using a multipurpose phantom and in vivo dosimetry.

Radiotherapie is één van de meest efficiënte behandelingsmodaliteit en in de aanpak van kanker, en speelt zowel een rol in de palliatie van kwaadaardige tumoren als in curatieve behandelingen. Het doel van curati eve radiotherapie is het genezen van de patiënt door het vernietigen van alle tumorcellen waarbij omliggende normale weefsels zoveel mogelijk ge spaard worden, zodat een langdurige overleving met een minimum aan laatt ijdige nevenwerkingen kan bekomen worden. Via bestraling met hoogenerget ische fotonenbundels uit verschillende richtingen dient een nauwkeurig g elokaliseerd doelvolume omsloten te worden door een zo homogeen mogelijk e driedimensionale dosisverdeling. Ondanks alle ballistische inspanninge n is het echter niet mogelijk om enkel tumorcellen te bestralen. Radioth erapie balanceert daarom continu tussen enerzijds de toediening van een te lage dosis aan de kankercellen, hetgeen de oorzaak is van onvolledige vernietiging van tumorcellen met risico op lokale recidieven en in vele gevallen mislukken van de behandeling, en anderzijds de toediening van een te hoge dosis aan de normale weefsels, hetgeen kan leiden tot niet a ccepteerbare complicaties voor de patiënt. De toegediende dosis is bijge volg een kritische grootheid. Bovendien is het proces van een radiotherapiebehandeling vrij complex. H et bestaat uit verschillende stappen, gaande van bestralingsvoorschrift, tumorlokalisatie, veldaflijning op de patiënt, berekening van dosisdist ributie tot het immobiliseren van de patiënt voor herhaalde dagelijkse b estralingen. Tijdens al deze voorbereidende stappen aan de bestralingsto ediening en bij de overdracht van grote hoeveelheden informatie tussen d e verschillende stappen in het radiotherapieproces kunnen fouten gebeure n die aan de basis liggen van systematische of willekeurige fouten, die optreden bij individuele patiënten of bij een groep van patiënten. Kwaliteitscontroleprocedures dienen bijgevolg opgesteld te worden, die g ericht zijn op het meten van het proces, namelijk de analyse van de toeg ediende behandeling. Kwaliteitscontroleprogramma s van een radiotherapiecentrum zouden niet e nkel interne controles dienen te omvatten - die gebruikelijk uitgevoerd worden door de fysici van een radiotherapieafdeling - maar ook externe a udits, die georganiseerd worden door een onafhankelijke organisatie. Tot heden bestaan laatstgenoemde programma s, die gebruik maken van per pos t verstuurde dosimeters, hoofdzakelijk uit controles van de calibratie v an klinische fotonenbundels via metingen met thermoluminescentie dosimet ers (TLD s), geplaatst in de bundelas in water. Om eveneens dosimetrisch e karakteristieken van een bestralingsveld naast de centrale bundelas te verifiëren via een per post verstuurd scenario, werd in dit werk een ni euwe methode voorgesteld, gebruik makende van een waterequivalent fantoo m. OPERA staat voor Operational Phantom for External Radiotherapy Aud it en dient zoveel mogelijk relevante informatie van de stralingsbundel te vergaren in een zo kort mogelijke tijdspanne. In deel 1 van de thesi s werd OPERA naar verschillende radiotherapiecentra verstuurd om de fu nctionaliteit van het fantoom na te gaan. Dit gebeurde door het beoordel en van de praktische opstelling aan de hand van bijhorende instructie- e n datadocumenten en door het vergelijken van de berekeningen met metinge n door TLD en radiografische film in een aantal klinische bestralingscon dities. Zowel filmen als TLD s bleken in externe audits met OPERA gesc hikte meetinstrumenten voor het achterhalen van de accuraatheid in dosis berekening en van de calibratie van het bestralingstoestel. Hoewel de toepassing van OPERA geschikt is voor kwaliteitscontroles bl ijft het moeilijk om met een klein aantal fantoomopstellingen de klinisc he realiteit te controleren. De ultieme controle van het gehele radiotherapieproces, namelijk van voo rschrift tot dosistoediening, kan enkel tijdens de patiëntbehandeling ui tgevoerd worden via dosismetingen in of op de patiënt (in vivo dosimetri e) in goed gelokaliseerde bestralingsvelden. Terwijl de huiddosis moeili jk te berekenen is, wordt het detector signaal geconverteerd naar de dos is op een diepte waar de berekening met het planningsysteem meer toereik end is: de ingangsdosis. Het planningssysteem berekent de ingangsdosis u it de voorgeschreven dosis aan het doelvolume, hetgeen impliceert dat ee n fout in de ingangsdosis, gedetecteerd door in vivo dosimetrie, een fou t in de tumordosis kan betekenen. De detectoren die hoofdzakelijk in rad iotherapie gebruikt worden voor in vivo dosimetrie zijn diodes en TLD s. Deze laatste kan men gemakkelijk transporteren. Om die reden werd in di t onderzoek (deel 2) gebruik gemaakt van TLD s in per post verstuurde in vivo ingangsdosismetingen op patiënten. De meting van de ingangsdosis d ient te gebeuren met voldoende materiaal voor en rond de TLD op de huid. Hiertoe was het nodig build-up caps te ontwikkelen (hoofdstuk A) waarva n de dikte overeenkomt met de diepte van maximum dosis. Om de build-up c ap dimensies te beperken werd materiaal van hoge dichtheid aangewend (al uminium, koper, tantaal). Uit verschillende testen is gebleken dat de ca ps een adequate vorm en dikte hebben en dat de nieuwe detectoren (TLD in build-up cap) een klinisch aanvaardbare lokale dosisattenuatie vertonen en reproduceerbare resultaten leveren. In een volgende fase werden de detectoren uitgetest op een aantal patiën ten behandeld in de radiotherapieafdeling van UZ Leuven (hoofdstuk B). D oor het uitvoeren van 2 in vivo metingen per patiënt kan de reproduceerb aarheid in toegediende bestraling geverifieerd worden. Deze bleek gemidd eld lager dan 2% te zijn. De evaluatie van de ingangsdosissen gebeurde d oor het vergelijken van gemeten en berekende dosis en toonde aan dat er, naast willekeurige fouten tengevolge van dag-tot-dag variaties in patië ntenpositionering, een systematische fout voor 1 patiënt gevonden is. Ve rvolgens werden de detectoren, de instructie- en datadocumenten verzonde n naar verschillende Europese radiotherapieafdelingen, die elk een aanta l patiënten selecteerden met verscheidene doelvolumes. Aan de hand van e en tolerantieniveau van &plusmn; 5% werden er discrepanties gevonden tusse n gemeten en voorspelde ingangsdosissen, waarvan de overgrote meerderhei d dag-tot-dag variaties waren met daarnaast enkele significante systemat ische fouten. Bovendien volgde uit de studie dat een aangepast toleranti eniveau voor bepaalde klinische indicaties wenselijk is. In dit werk wordt een gevalideerde methodologie aangereikt, die de besta ande technieken in per post verstuurde dosimetrie uitbreidt naar meer co mplexe fantomen en vervolgens naar meer klinisch gerelateerde controles op het niveau van de patiënt.status: publishe

Acuros(R)dose verification of ultrasmall lung lesions with EBT-XD film in a homogeneous and heterogeneous anthropomorphic phantom setup

Purpose Modern type 'c' dose calculation algorithms like Acuros(R)can predict dose for lung tumors larger than approximately 4 cm(3)with a relative uncertainty up to 5%. However, increasingly better tumor diagnostics are leading to the detection of very small early-stage lung tumors that can be treated with stereotactic body radiotherapy (SBRT) for inoperable patients. This raises the question whether dose algorithms like Acuros(R)can still accurately predict dose within 5% for challenging conditions involving small treatment fields. Current recommendations for Quality Assurance (QA) and dose verification in SBRT treatments are to use phantoms that are as realistic as possible to the clinical situation, although water-equivalent phantoms are still largely used for dose verification. In this work we aim to demonstrate that existing dose verification methods are inadequate for accurate dose verification in very small lung tumors treated with SBRT. Method The homogeneous PTW Octavius4D phantom with the Octavius 1000 SRS detector ("Octavius4D phantom") and the heterogeneous CIRS Dynamic Thorax phantom ('CIRS phantom') were used for dose measurements. The CIRS phantom contained different lung-equivalent film-holding cylindrical phantom inserts ("film inserts") with water-equivalent spherical targets with diameters 0.5, 0.75, 1, 2, and 3 cm. Plans were calculated for 6 and 10 MV for each spherical target in the CIRS phantom, resulting in 14 treatment plans. The plans were delivered to both Octavius4D and CIRS phantom to compare measured dose in a commonly used homogeneous and more realistic heterogeneous phantom setup. In addition, treatment plans of seven clinical lung cancer patients with lung tumors below approximately 1.0 cm(3)were irradiated in the heterogeneous CIRS phantom. The actual tumor size within the clinical treatment plans determined the choice of the spherical target size, such that both measurement geometry and clinical target volumes match as closely as possible. The Acuros(R)dose algorithm (version 15.5.11) was used for all dose calculations reporting dose-to-medium using a 0.1-cm-grid size. Results The measurement discrepancies in the homogeneous Octavius4D phantom for the fourteen treatment plans were within 1.5%. Dose discrepancies between measurement and treatment planning systems (TPS) for the heterogeneous CIRS phantom increased for both 6 and 10 MV with decreasing target diameters up to 23.7 +/- 1.0% for 6 MV and 8.8 +/- 1.1% for 10 MV for the smallest target of 0.5 cm in diameter with a 2-mm-CTV-PTV margin. For the seven clinical plans this trend of increasing dose difference with decreasing tumor size is less pronounced although the smallest tumors show the largest differences between measurement and TPS up to 16.6 +/- 0.9%. Conclusion Current verification methods using homogenous phantoms are not adequate for lung tumors with diameters below approximately 0.75 cm. The current Acuros(R)dose calculation algorithm underestimates dose in very small lung tumors. Dose verification of small lung tumors should be performed in an anthropomorphic lung phantom incorporating a water-equivalent target that matches clinical tumor size as closely as possible.</p

Whole brain radiotherapy versus stereotactic radiosurgery for 4-10 brain metastases:a phase III randomised multicentre trial

Background: Maintenance of quality of life is the primary goal during treatment of brain metastases (BM). This is a protocol of an ongoing phase III randomised multicentre study. This study aims to determine the exact additional palliative value of stereotactic radiosurgery (SRS) over whole brain radiotherapy (WBRT) in patients with 4-10 BM. Methods: The study will include patients with 4-10 BM from solid primary tumours diagnosed on a high-resolution contrast-enhanced MRI scan with a maximum lesional diameter of 2.5 cm in any direction and a maximum cumulative lesional volume of 30 cm3. Patients will be randomised between WBRT in five fractions of 4 Gy to a total dose of 20 Gy (standard arm) and single dose SRS to the BMs (study arm) in the range of 15-24 Gy. The largest BM or a localisation in the brainstem will determine the prescribed SRS dose. The primary endpoint is difference in quality of life (EQ5D EUROQOL score) at 3 months after radiotherapy with regard to baseline. Secondary endpoints are difference in quality of life (EQ5D EUROQOL questionnaire) at 6, 9 and 12 months after radiotherapy with regard to baseline. Other secondary endpoints are at 3, 6, 9 and 12 months after radiotherapy survival, Karnofsky ≥ 70, WHO performance status, steroid use (mg), toxicity according to CTCAE V4.0 including hair loss, fatigue, brain salvage during follow-up, type of salvage, time to salvage after randomisation and Barthel index. Facultative secondary endpoints are neurocognition with the Hopkins verbal learning test revised, quality of life EORTC QLQ-C30, quality of life EORTC BN20 brain module and fatigue scale EORTC QLQ-FA13. Discussion: Worldwide, most patients with more than 4 BM will be treated with WBRT. Considering the potential advantages of SRS over WBRT, i.e. limiting radiation doses to uninvolved brain and a high rate of local tumour control by just a single treatment with fewer side effects, such as hair loss and fatigue, compared to WBRT, SRS might be a suitable alternative for patients with 4-10 BM. Trial registration: Trial registration number: NCT02353000 , trial registration date 15th January 2015, open for accrual 1st July 2016, nine patients were enrolled in this trial on 14th April 2017

EPTN consensus-based guideline for the tolerance dose per fraction of organs at risk in the brain

&nbsp; EPTN consensus-based guideline for the tolerance dose per fraction of organs at risk in the brain In collaboration with the European Particle Therapy Network, a consensus table of tolerance doses for Organs at Risk in the brain was created. These values were all defined as a near maximum EQD2 values. Using the linear quadratic formula the doses are recalculated depending on the number of fractions. EQD2 = equivalent dose in 2Gy-fractions D = the total dose d = the dose per fraction α/β = were derived from literature &nbsp; Please note that this table does not..