Strahlentherapie und Onkologie

, Volume 186, Issue 9, pp 502–510

A Planning Comparison of Dynamic IMRT for Different Collimator Leaf Thicknesses with Helical Tomotherapy and RapidArc for Prostate and Head and Neck Tumors

  • Vesna Jacob
  • Wolfgang Bayer
  • Sabrina T. Astner
  • R. Busch
  • Peter Kneschaurek
Original Article

DOI: 10.1007/s00066-010-2124-3

Cite this article as:
Jacob, V., Bayer, W., Astner, S.T. et al. Strahlenther Onkol (2010) 186: 502. doi:10.1007/s00066-010-2124-3

Abstract

Purpose:

A comparative analysis of the three most advanced intensity-modulated radiotherapy (IMRT) techniques currently commercially available was performed. Treatment plans made in rotational techniques (helical tomotherapy [HT] and RapidArc) were compared with sliding-window IMRT (dIMRT) on a conventional linear accelerator using different leaf thicknesses (2.5 mm, 5 mm, and 10 mm). The influence of the different planning techniques on the coverage of planning volume and sparing of organs at risk (OARs) was investigated.

Patients and Methods:

Nine patients with localized prostate and nine patients with head and neck cancer were chosen for this study. Treatment planning was performed in Eclipse (Varian) and in Tomotherapy planning software. Treatment plans were compared according to target volume coverage and sparing OARs, as well as by conformity and homogeneity index.

Results:

For both investigated tumor sites, the dosimetric effects of leaf widths between 2.5 mm, 5 mm and 10 mm were shown to be small in regard to target coverage. Tomotherapy plans had better target coverage (higher minimum dose). For prostate cancer, better sparing of bladder and rectum was achieved with RapidArc and dIMRT plans. For head and neck cancer, best sparing of parotid glands was achieved in HT plans. There was no significant difference (p > 0.05) in sparing of OARs between the dIMRT plans with different leaf widths neither for prostate cancer nor for head and neck cancer.

Conclusion:

For prostate and head and neck cases, all investigated IMRT techniques provide highly conformal treatment plans in terms of both target coverage and critical structure sparing.

Key Words

IMRT RapidArc Helical tomotherapy Prostate cancer Head and neck cancer 

Planvergleich zwischen dynamischer IMRT für unterschiedliche Leafbreiten, helikaler Tomotherapie und RapidArc am Beispiel von Prostatakarzinom und Kopf-Hals-Tumoren

Zusammenfassung

Ziel:

Es wurde eine Vergleichsanalyse der drei modernsten für die Photonentherapie kommerziell erhältlichen IMRT-Techniken (intensitätsmodulierte Radiotherapie) durchgeführt. Bestrahlungspläne, die mit Rotationstechnik erstellt wurden (helikale Tomotherapie [HT] und RapidArc) wurden mit dynamischer („sliding-window“) IMRT (dIMRT) für einen konventionellen Linearbeschleuniger mit unterschiedlichen Lamellenbreiten (2,5 mm, 5 mm und 10 mm) verglichen. Der Einfluss der unterschiedlichen Planungstechniken auf Parameter für die Zielvolumenabdeckung und die Schonung von Risikoorganen wurde untersucht.

Patienten und Methodik:

Es wurden jeweils neun Patienten mit Prostatakarzinom und mit Kopf-Hals-Tumor für die Untersuchung ausgewählt. Die Bestrahlungsplanung erfolgte mittels Eclipse (Fa. Varian) und der Tomotherapie-Planungssoftware. Bestrahlungspläne wurden hinsichtlich der Zielvolumenabdeckung und der Schonung von Risikoorganen sowie anhand des Konformitätsindex und des Homogenitätsindex verglichen.

Ergebnisse:

Für beide untersuchten Tumorentitäten war der dosimetrische Effekt unterschiedlicher Leafbreiten (2,5 mm, 5 mm und 10 mm) hinsichtlich der Zielvolumenabdeckung gering. Mittels Tomotherapie konnte die beste Zielvolumenabdeckung erreicht werden (höheres Dosisminimum). Bei Patienten mit Prostatakarzinom ließ sich mittels RapidArc und dIMRT eine bessere Schonung der Harnblase und des Rektums erzielen. Bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren wurde in den HAT-Plänen eine bessere Schonung der Speicheldrüsen erreicht. Weder für Prostatakarzinome noch für Kopf-Hals-Tumoren zeigte sich ein signifikanter Unterschied bezüglich der Schonung der Risikoorgane zwischen den dIMRT-Plänen unter Verwendung unterschiedlicher Lamellenbreiten (p > 0,05).

Schlussfolgerung:

Mit allen untersuchten IMRT-Techniken war es für Patienten mit lokalisiertem Prostatakarzinom und für Patienten mit Kopf-Hals-Tumor möglich, hochkonformale Bestrahlungspläne mit guter Schonung der Risikoorgane zu erzeugen.

Schlüsselwörter

IMRT RapidArc Helikale Tomotherapie Prostatakarzinom Kopf-Hals-Tumoren 

Copyright information

© Urban & Vogel, Muenchen 2010

Authors and Affiliations

  • Vesna Jacob
    • 1
    • 3
  • Wolfgang Bayer
    • 1
  • Sabrina T. Astner
    • 1
  • R. Busch
    • 2
  • Peter Kneschaurek
    • 1
  1. 1.Department of Radiotherapy und Radiologic OncologyKlinikum rechts der Isar, Technical University of MunichMunichGermany
  2. 2.Institute of Medical Statistics and EpidemiologyKlinikum rechts der Isar, Technical University of MunichMunichGermany
  3. 3.Klinik für Strahlentherapie und Radiologische OnkologieKlinikum rechts der Isar der Technischen Universität MünchenMünchenGermany

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