Plan-of-the-Day strategi ved ekstern strålebehandling av pasienter med lokalavansert livmorhalskreft. En kvantitativ studie

Abstract

Bakgrunn: Ekstern strålehandling (EBRT) av livmorhalskreft er utfordrende grunnet stadig og varierende organbevegelse i bekkenet. Standard EBRT består av én behandlingsplan med populasjonsbaserte marginer for å sikre dekning av målvolumet, men tilnærmingen kan føre til unødvendig stråledoser til friskt vev. Adaptiv strålebehandling (ART) med Plan-of-the-Day (PotD) benytter bildeserier med full og tom blære for å lage et planbibliotek bestående av flere behandlingsplaner med mindre pasientspesifikke marginer. «POD-studien» er en randomisert kontrollert studie om PotD behandling for pasienter med store organbevegelser, som er startet ved Oslo Universitetssykehus. Denne masteroppgaven har som mål å undersøke om PotD fører til en dosimetrisk reduksjon av totalt bestrålt volum sammenlignet med standardbehandling.

Materiale og metode: Prosjektet omfatter kliniske data fra 10 pasienter med lokal avansert livmorhalskreft (LACC) behandlet i POD-studien. I POD-studien ble seks pasienter behandlet med PotD, mens fire ble behandlet med en enkelt standardplan. Cone-Beam CTer (CBCTer) ble tatt daglig før hver behandling. Nye PotD-planer ble laget retrospektivt for pasientene behandlet med én standardplan. Alle 10 pasienter hadde da et planbibliotek med Standard-, Full- og Tom-plan. Behandling med både PotD og Standard plan ble simulert. Analysen fokuserte på forskjeller i planleggingsvolum (PTV), hyppigheten av planvalg ved PotD, samt forskjeller i totalt bestrålt volum.

Resultater: Gjennomsnittlig PTV volum ble signifikant redusert med henholdsvis 162 cm3 og 157 cm3 med Full- og Tom-plan, sammenlignet med standardplan (p <0.005). Analyse av PotD-planvalg viste en økende preferanse av Tom-plan, som i den tredje behandlingsuken nådde 54%. Signifikant reduksjon i totalt bestrålt volum ble observert med PotD ved flere ulike dosenivåer (p <0.005).

Konklusjon: Implementeringen av en PotD strategi i strålebehandlingen av LACC-pasienter reduserer signifikant gjennomsnittlig PTV-volum og totalt bestrålt volum sammenlignet med standardbehandling.

Nøkkelord: stråleterapi, livmorhalskreft, Plan-of-the Day, sparing av normalvev.

Background: External radiotherapy treatment (EBRT) of cervical cancer encounters challenges due to varying organ motion in pelvic anatomy. Standard EBRT utilizes a single treatment plan with population-based margins ensuring target coverage, but this approach can lead to unnecessary irradiation to healthy tissue. Adaptive radiotherapy (ART) with Plan-of-the-Day (PotD) utilizes planning images with full and empty bladder to produce a plan library with multiple treatment plans using smaller patient-specific margins. “The POD study” is a randomized controlled trial on PotD for patients with large organ motions, initiated at Oslo University Hospital (OUH). This master's thesis project aims to assess whether PotD leads to a dosimetric reduction in the total irradiated volume compared to Standard treatment.

Material and method: The project includes clinical data from 10 locally advanced cervical cancer (LACC) patients treated in the POD study. In the POD study, six patients were treated with PotD, while four were treated with a Standard plan. Cone Beam CTs (CBCTs) were obtained before each treatment. New PotD plans were created retrospectively for patients treated with a Standard plan, i.e. all 10 patients had a plan library with Standard, Full and Empty plan. Both PotD and Standard treatment was simulated. Analysis focused on differences in planning target volume (PTV), PotD plan selection frequencies, and differences in total irradiated volume.

Results: The average PTV volume was significantly reduced by 162 cm3 and 157 cm3 in the Full and Empty plan, respectively, compared to Standard plan (p <0.005). Plan selection analysis showed an increasing selection of Empty plan, reaching 54% in the third treatment week. Significant reductions in total irradiated volume were observed for PotD across various dose levels (p <0.005).

Conclusion: Implementing a PotD strategy in radiotherapy of LACC patients significantly reduces the average PTV volume and total irradiated volume compared to Standard treatment.

Key Words: radiotherapy, cervical cancer, Plan-of-the-Day, normal tissue sparing.