The Use of Molecular Imaging to Evaluate Radiation Fields in the Adjuvant Setting of Breast Cancer

Purpose:

To evaluate standard radiation fields in locally advanced breast cancer using the information of a preoperative FDG-PET showing lymph node involvement.

Patients and Methods:

In 15 consecutive patients, referred for postoperative radiotherapy, a standard simulation was performed. Planning CT was fused semiautomatically with preoperative FDG-PET, and thoracic wall/breast (clinical target volume [CTV]), lungs, and location(s) of axillary nodal involvement on FDG-PET (PET_ax) were delineated. A dose computation was performed using the standard field simulation (plan–). If plan–resulted in inadequate dose delivery to PET_ax, a plan adaptation was performed to improve this deficit (plan+). Mean dose-volume histograms (DVHs) were made of the relevant structures for both plan– and plan+. Student's paired t-test was performed on all mean reference values.

Results:

In 13 patients an image fusion could be performed. Dose computation showed underdosage to the PET_ax in eleven out of 13 patients. After plan adaptation, the dose delivered to PET_ax could be increased, with a statistically significant difference (p < 0.01) in favor of plan+ for all reference values on the DVHs. This was achieved without changes in dose delivery to CTV or lungs.

Conclusion:

Standard radiation portals in postoperative radiation therapy in breast cancer with lymph node involvement do not automatically result in an adequate dose delivery to the region of highest biological activity. With these preliminary results in a small series it was found feasible to correct this without compromising the dose to the CTV or lungs for patients in whom a preoperative FDG-PET shows nodal involvement.

Ziel:

Evaluation von Standardbestrahlungsfeldern bei lokal fortgeschrittenem Brustkrebs unter Verwendung eines präoperativen FDG-PET zur Darstellung eines Lymphknotenbefalls.

Patienten und Methodik:

15 aufeinanderfolgende, für eine postoperative Bestrahlung vorgesehene Patientinnen wurden einer Standardsimulation unterzogen. Das Planungs-CT wurde halbautomatisch mit dem präoperativen FDG-PET fusioniert. Brustwand/Brust (klinisches Zielvolumen [CTV]), Lungen sowie die im FDG-PET sichtbar befallenen axillären Lymphknoten (PET_ax) wurden konturiert. Es erfolgte eine Dosisberechnung mittels Simulation von Standardbestrahlungsfeldern (Plan–). Resultierte Plan– in einer unzureichenden Dosisverteilung hinsichtlich PET_ax, wurde eine Planadaptation zur Verbesserung dieses Defizits (Plan+) durchgeführt. Die mittleren Dosis-Volumen-Histogramme (DVHs) wurden für alle relevanten Strukturen sowohl für Plan– als auch für Plan+ berechnet. Auf alle Referenzmittelwerte wurde ein gepaarter Student-t-Test angewendet.

Ergebnisse:

Bei 13 Patientinnen war eine Bildfusion möglich. Dosisberechnungen zeigten eine Unterdosierung des PET_ax bei elf von 13 Patientinnen. Nach der Planadaptation konnte die PET_ax-Dosis mit einem statistisch signifikanten Unterschied (p < 0,01) zugunsten Plan+ für alle Referenzwerte der DVHs sowie ohne Veränderungen der Dosisbelastung für CTV und Lungen erhöht werden.

Schlussfolgerung:

Standardbestrahlungsfelder bei postoperativer Strahlentherapie von Brustkrebs mit Befall der Lymphknoten resultieren nicht automatisch in einer angemessenen Dosisverteilung in den biologisch hochaktiven Regionen. Bei Patientinnen, bei denen mittels FDG-PET ein Lymphknotenbefall nachgewiesen wurde, kann dies korrigiert werden, ohne Kompromisse hinsichtlich der CTV- oder Lungendosis eingehen zu müssen.