Comparison of VMAT and IMRT Treatment Planning Techniques for Prostate Cancer

Öz

Çalışmamızın amacı; Prostat tedavisinde VMAT ve IMRT planlarını karşılaştırmaktır. Total doz 37 fraksiyonda 74 Gy olacak şekilde VMAT ve IMRT ile 20 prostat planı oluşturuldu. Karşılaştırmada düşük doz bölgesi, monitör unit(MU), OARs'lerin referans dozları ve tümör hacim dozları kullanıldı. Ayrıca doz dağılımlarının uygunluğu yeni ve evrensel CI algoritması ile değerlendirildi. VMAT ve IMRT planlarında PTV için %V95, V100% ve ortalama dozlar birbirine çok yakındı ve sonuçlar İstatistiksel olarak anlamlı değildi (p>0,05). VMAT tekniği ile neredeyse tüm referans dozlar için mesanede daha düşük dozlar elde edildi. Bununla birlikte, IMRT tekniği rektum için VMAT'tan daha düşük dozlara sahipti. Tüm OAR referans dozlarında IMRT ve VMAT arasında klinik olarak üstünlük yoktu. Ancak doz dağılımlarının konformitesi arasındaki fark klinik ve istatistiksel olarak anlamlı bulundu (VMAT'ta %95 IDS için konformite:%82 ve IMRT'de %95 için konformite %72 ) (p<0,001). Ayrıca VMAT tekniği MU karşılaştırmasında IMRT tekniğine göre %35 azalma ile klinik ve istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (p<0,001). Son olarak ta IMRT'ye göre VMAT'ın düşük doz bölgesinde daha iyi sonuçlar verdiği anlaşıldı. VMAT tekniğinin IMRT tekniğine üstünlüğü ideal, özgün ve evrensel Conformity Index algoritması sayesinde açıkça ortaya konmuştur. Ayrıca, en iyi planın seçimi için DVH'in yanı sıra her koşulda doğru sonuç veren ideal Konformite İndeks algoritması da kullanılmış olmalıdır.

Anahtar Kelimeler

• Conformity Index
• Dosimetric Evaluation
• Prostate Cancer
• IMRT
• VMAT
• Low dose
• Secondary Cancer Risk

Kaynakça

1. Referanslar
2. 1. Gonultas, L., & Dirican, B., (2022). The novel universal conformity index and unconformity index algorithms for radiotherapy treatment plans. Medical Dosimetry,47, 3, 295-300. DOI:10.1016/j.meddos.2022.04.008
3. 2. Gonultas, L. (2022). U.S. Patent Application No. 17/763,674. https://patents.google.com/patent/US20220370831A1/en
4. 3. Hardcastle, N., Tomé, W. A., Foo, K., Miller, A., Carolan, M., & Metcalfe, P. (2011). Comparison of prostate IMRT and VMAT biologically optimised treatment plans. Medical Dosimetry, 36(3), 292-298. DOI: 10.1016/j.meddos.2010.06.001
5. 4. Kopp, R. W., Duff, M., Catalfamo, F., Shah, D., Rajecki, M., & Ahmad, K. (2011). VMAT vs. 7-field-IMRT: assessing the dosimetric parameters of prostate cancer treatment with a 292-patient sample. Medical Dosimetry, 36(4), 365-372. DOI: 10.1016/j.meddos.2010.09.004.
6. 5. Nguyen, T. T. T., Arimura, H., Asamura, R., Hirose, T. A., Ohga, S., & Fukunaga, J. I. (2019). Comparison of volumetric-modulated arc therapy and intensity-modulated radiation therapy prostate cancer plans accounting for cold spots. Radiological physics and technology, 12(2), 137-148. DOI:10.1007/s12194-019-00502-0.
7. 6. Otto, K. (2008). Volumetric modulated arc therapy: IMRT in a single gantry arc. Medical physics, 35(1), 310-317. DOI:10.1118/1.2818738.
8. 7. Ost, P., Speleers, B., De Meerleer, G., De Neve, W., Fonteyne, V., Villeirs, G., & De Gersem, W. (2011). Volumetric arc therapy and intensity-modulated radiotherapy for primary prostate radiotherapy with simultaneous integrated boost to intraprostatic lesion with 6 and 18 MV: a planning comparison study. International Journal of Radiation Oncology* Biology* Physics, 79(3), 920-926. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2010.04.025

9. 8. Onal, C., Arslan, G., Parlak, C., & Sonmez, S. (2014). Comparison of IMRT and VMAT plans with different energy levels using Monte-Carlo algorithm for prostate cancer. Japanese journal of radiology, 32(4), 224-232. DOI: 10.1007/s11604-014-0291-3.
10. 9. Palma, D., Vollans, E., James, K., Nakano, S., Moiseenko, V., Shaffer, R., ... & Otto, K. (2008). Volumetric modulated arc therapy for delivery of prostate radiotherapy: comparison with intensity-modulated radiotherapy and three-dimensional conformal radiotherapy. International Journal of Radiation Oncology* Biology* Physics, 72(4), 996-1001. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2008.12.008
11. 10. Sale, C., & Moloney, P. (2011). Dose comparisons for conformal, IMRT and VMAT prostate plans. Journal of medical imaging and Radiation Oncology, 55(6), 611-621. DOI:10.1111/j.1754-9485.2011. 02310.x
12. 11. Teoh, M., Clark, C. H., Wood, K., Whitaker, S., & Nisbet, A. (2011). Volumetric modulated arc therapy: a review of current literature and clinical use in practice. The British journal of radiology, 84(1007), 967-996. DOI:10.1259/bjr/22373346.
13. 12. Rana, S. (2013). Intensity modulated radiation therapy versus volumetric intensity modulated arc therapy. Journal of Medical Radiation Sciences, 60(3), 81-83. DOI: 10.1002/jmrs.19.