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Strahlentherapie und Onkologie

, Volume 195, Issue 1, pp 43–51 | Cite as

Assessment of a guideline-based heart substructures delineation in left-sided breast cancer patients undergoing adjuvant radiotherapy

Quality assessment within a randomized phase III trial testing a cardioprotective treatment strategy (SAFE-2014)
  • Giulio Francolini
  • Isacco Desideri
  • Icro Meattini
  • Carlotta Becherini
  • Francesca Terziani
  • Emanuela Olmetto
  • Camilla Delli Paoli
  • Donato Pezzulla
  • Mauro Loi
  • Pierluigi Bonomo
  • Daniela Greto
  • Silvia Calusi
  • Marta Casati
  • Stefania Pallotta
  • Lorenzo Livi
Original Article
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Abstract

Background and purpose

In our institute, breast cancer patients undergoing adjuvant treatment are included in a protocol aimed to reduce cardiovascular morbidity (SAFE-2014, NCT2236806), assessing preclinical heart damage with heart speckle-tracking ultrasound. To develop a dose constraint related to subclinical heart damage, a reliable delineation of heart substructures based on a pre-existing guideline was made.

Patients and methods

Heart substructures of 16 left-sided breast cancer patients included in the SAFE protocol were delineated by five operators. For each substructure, a multi-contour delineation based on a majority vote algorithm (MCD) was created. A consensus-based delineation (CBD) was developed by an independent team of two blinded operators. Dice similarity coefficients (DSC) between volumes delineated by different operators and the MCD were collected and reported, as well as DSC between CBD and MCD.

Results

Mean DSCs between heart chambers delineated by each operator and the corresponding MCDs ranged between 0.78 and 0.96. Mean DSC between substructures delineated by all single operators and the corresponding MCD ranged between 0.84 and 0.94. Mean DSC between CBD and the corresponding MCD ranged from 0.89 to 0.97.

Conclusion

Results showed low inter-observer variability of heart substructure delineation. This constitutes an external validation of the contouring atlas used, allowing a reliable dosimetric assessment of these volumes within the SAFE-2014 trial.

Keywords

Anthracyclines Trastuzumab Cardiovascular diseases Bisoprolol Ramipril 

Bewertung einer leitlinienbasierten Konturierung von Herzunterstrukturen bei linksseitigen Brustkrebspatientinnen im Rahmen einer adjuvanten Strahlentherapie

Qualitätsbeurteilung innerhalb einer Phase-III-Studie zum Test einer kardioprotektiven Behandlungsstrategie (SAFE-2014)

Zusammenfassung

Hintergrund und Ziel

In unserem Institut werden Brustkrebspatientinnen, die sich einer adjuvanten Chemotherapie unterziehen, in ein Protokoll eingeschlossen, mit dem Ziel die kardiovaskuläre Morbidität zu verringern (SAFE-2014, NCT2236806). Die präklinischen Herzschäden werden mit der „Speckle-tracking“-Echokardiographie untersucht. Um die Grenzdosis, die mit subklinischen Herzschäden einhergeht, verlässlich zu bestimmen, wurde eine Einteilung der Herzunterstrukturen auf Basis einer bereits existierenden Leitlinie festgelegt.

Patienten und Methoden

Die Herzunterstrukturen von 16 Patienten mit linksseitigem Brustkrebs, die beim SAFE-Protokoll inkludiert wurden, wurden von 5 Untersuchern konturiert. Für jede Unterstruktur wurde ein Multikonturumriss geschaffen, der auf dem „Majority vote algorithm“ (MCD) gründet. Von einem unabhängigen Team aus zwei Untersuchern wurde ein konsensusbasierter Umriss („consensus-based delineation“, CBD) entwickelt. Der „Dice similarity coefficient“ (DSC) zwischen den von den unterschiedlichen Untersuchern umrissenen Volumina und dem MCD wurde jeweils bestimmt und aufgezeigt sowie die DSCs zwischen CBD und MCD.

Ergebnisse

Der durchschnittliche Wert der DSCs zwischen den Herzhöhlen, die von den Untersuchern konturiert wurden, und den entsprechenden MCDs lag zwischen 0,78 und 0,96. Der durchschnittliche Wert der DSCs zwischen den Unterstrukturen, die von allen einzelnen Untersuchern skizziert wurden, und den entsprechenden MCDs lag im Intervall zwischen 0,84 und 0,94. Der durchschnittliche DSC zwischen CBD und entsprechendem MCD lag zwischen 0,89 und 0,97.

Schlussfolgerung

Die Ergebnisse zeigten eine geringe Interobserver-Variabilität in der Konturierung der Herzunterstrukturen. Unsere Studie stellt eine externe Validierung der verwendeten Konturierungsleitlinie dar, die auch eine verlässliche dosimetrische Evaluierung dieser Volumina innerhalb der SAFE-2014-Studie ermöglicht.

Schlüsselwörter

Anthrazykline Trastuzumab Kardiovaskuläre Erkrankungen Bisoprolol Ramipril  

Notes

Conflict of interest

G. Francolini, I. Desideri, I. Meattini, C. Becherini, F. Terziani, E. Olmetto, C. Delli Paoli, D. Pezzulla, M. Loi, P. Bonomo, D. Greto, S. Calusi, M. Casati, S. Pallotta, and L. Livi declare that they have no competing interests.

Supplementary material

66_2018_1388_MOESM1_ESM.docx (149 kb)
Summary tables of SIDs, MCD and CBD volumes are provided together with a case-sample picture

References

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Copyright information

© Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature 2018

Authors and Affiliations

  • Giulio Francolini
    • 1
  • Isacco Desideri
    • 1
  • Icro Meattini
    • 1
  • Carlotta Becherini
    • 1
  • Francesca Terziani
    • 1
  • Emanuela Olmetto
    • 1
  • Camilla Delli Paoli
    • 1
  • Donato Pezzulla
    • 1
  • Mauro Loi
    • 1
  • Pierluigi Bonomo
    • 1
  • Daniela Greto
    • 1
  • Silvia Calusi
    • 2
  • Marta Casati
    • 3
  • Stefania Pallotta
    • 3
  • Lorenzo Livi
    • 1
  1. 1.Department of Radiation OncologyUniversity of Florence, Azienda Ospedaliero-Universitaria CareggiFlorenceItaly
  2. 2.Department of Clinical and Experimental Biomedical Sciences “Mario Serio”University of FlorenceFlorenceItaly
  3. 3.Medical Physics Unit-AOU CareggiFlorenceItaly

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