A Comparison of Magnetic Resonance and Computed Tomography Imaging Based Target-Volume Definition and Interfraction Variations of Treatment Planning Parameters (D90 HR-CTV, D2cc for OARs) During Image Guided Adaptive Brachytherapy for Cervical Cancer

Serviks Kanserinde BT ve MR Görüntü Eşliğinde Uygulanan Adaptif Brakiterapi de Hedef Volüm Tanımı ve Dozimetrik Parametrelerin (D90 HR-CTV, D2cc OAR) Fraksiyonlar Arası Değişikliklerinin Karşılaştırılması

Hazim Orhan KIZILKAYA,Ayşe Kutluhan DOĞAN,Zedef DAĞ,Halime CAN TURAN,Dönay ÜNLÜER AKSAN,Nazmiye Deniz ARSLAN

Özet

The aim of this study is to compare computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI) based high-risk clinical target volume (HR-CTV) contours in brachytherapy (BT) for cervical cancer in order to identify patients who may benefit most from MRI-based planning. We also analyzed interfractions variations of the organ at risk (OAR) affects the given doses. Twenty patients who had a pretreatment diagnostic MRI were included. We delineated the HR-CTV and OARs on the CT- and MRI- based scans independently for each patient. Dose-volume parameters D90 HR-CTV and D2cc OARs in CT and MRI plannings were determined and compared; the effect of time on the natural mobility was analyzed. The mean CT and MRI HR-CTV were 28.4 ±11 cm3 ; 19.0±8.1, (p< 0.001), respectively. The mean EQD2 of CT and MRI HR-CTV were 93.2 ±1.1Gy ;92.7±0.6 Gy, (p< 0.041). The mean D2cc of the rectum, bladder, and sigmoid in CT-based plans were higher (17%, 13.3% and 22.8%, respectively) then MRI-based plannings and significant differences were found in patients between the D2cc of rectum (p< 0.001) and sigmoid (p< 0.001). Furthermore, the interfractions volume variations and mean EQD2 doses for all OARs and HR-CTV were statistically insignificant in both image-guided plannings. The use of MRI-based BT for target localization in cervical cancer provides an improved accuracy and precision of the tumor volume as well as a similar dose coverage to the HR-CTV and better minimize the D2cc values of OARs, when it is compared with CT -based planning.

Abstract

Bu çalışmamızda inoperabıl serviks kanserli hastaların brakiterapisinde 3B görüntü eşliğinde BT-MR planlarında HR-CTV, GTV ve RO (rektum,mesane ve sigmoid) doz-volüm parametrelerini karşılaştırmayı amaçladık. Nisan 2017- Aralık 2017 tarihleri arasında, inoperabıl serviks kanseri tanısı ile 50,4 Gy EBRT ile birlikte haftalık 40 mg/m² sisplatin uygulanan 20 hastaya, Nucletron Micro Selectron HDR afterloading cihazı ile haftada iki kez, her fraksiyonda genel anestezi altında tandem / ring aplikatörleri uygulandı. Her bir hastaya 5 fr x 6Gy‘lik doz reçete edildi. Yirmi hastanın 3 boyutlu brakiterapisinde, HR-CTV, GTV ve RO volümleri her hasta için BT ve MR görüntülerinde ayrı ayrı konturlandı. Her iki planlama yönteminin doz-volüm parametreleri (D90 HR-CTV ve D2cc RO) istatiksel olarak karşılaştırıldı. Ayrıca fraksiyonlar arası organ volüm değişiklikleri ve etkileri analiz edildi. BULGULAR: Sırasıyla ortalama BT ve MR HRCTV; 28.4 ±11 cm3 ; 19.0±8.1’ idi ( p< 0.001). BT ve MR HR-CTV ortalama EQD2 değerleri; 93.2 ±1.1Gy; 92.7±0.6 Gy olarak bulundu (p< 0.041). Rektum, mesane ve sigmoid ortalama D2cc değerleri, BT planlamada (sırasıyla; %17, %13.3 ve %22.8) MR planlamaya kıyasla daha yüksek bulunmuştur. Bu doz yüksekliği rektum ve sigmoid için istatiksel olarak anlamlıdır (p< 0.001). Ayrıca, fraksiyonlar arası organ volüm değişiklikleri ve HR-CTV ve OAR ortalama EQD2 değerleri her iki planlama yönteminde istatiksel olarak anlamlı bulunmadı. MR eşliğinde brakiterapi planlamada hedef volümün en doğru şekilde belirlenebildiği, HR-CTV nin BT-planlamaya kıyasla daha küçük olduğu, böylelikle riskli organ dozlarının da daha düşük olabildiği gösterilmiştir.