Head and neck adaptive radiotherapy: A tool for the detection of patients requiring adaptive radiotherapy
Radiothérapie adaptative des cancers ORL : un outil permettant d’identifier les patients nécessitant une adaptation de leur traitement
Résumé
PURPOSE:
The purpose of this work was to implement a simple dosimetric alert tool in a retrospective study for six patients suffering from head and neck cancer to detect when a patient might require an adaptive radiotherapy.
MATERIALS AND METHODS:
The dosimetric tool generates a 3D cartography of two dosimetric complementary information: a dose variation tolerance map and a dose differential map. The tolerance map is calculated on the initial scanner (CTinit) using the planned dose distribution. It shows for each voxel of each delineated volume the availability for local dose variations during the course of radiotherapy without exceeding the dose threshold. The differential dose map is generated on the tomographic image CBCT (CBCTtreatment). It shows dose variations between the planned and the actual delivered dose distribution for each voxel. By comparing both maps, when a voxel presents a value superior to the corresponding dose variation tolerance, an alert is generated and the anatomical areas concerned are visually indicated to the physician.
RESULTS:
The application of the dosimetric tool on six patients with head and neck cancers reveals the ability of the tool to detect cases requiring a new treatment plan. Two patients whose the tumour shrinkage produced an increase of the delivered dose to the spinal cord beyond 45 Gy have been detected.
CONCLUSION:
The development of the dosimetric tool allows the automatic detection, with no delineation needs, of patients suffering from head and neck cancers requiring an adaptive strategy.
Objectif de l’étude
L’objectif de ce travail était d’implémenter un outil d’alerte dosimétrique simple dans une étude rétrospective portant sur six patients ORL afin de détecter les situations où une adaptation de traitement était requise.
Matériel et méthodes
L’outil dosimétrique génère la cartographie tridimensionnelle de deux informations dosimétriques complémentaires : une carte de tolérance de variation de dose et une carte de différentielle de dose. La carte de tolérance est calculée à partir de la distribution de dose planifiée sur la scanographie initiale. Elle affiche pour chaque voxel de chaque organe délinéé, les variations acceptables de dose au cours des séances d’irradiation sans excéder les contraintes dosimétriques. La carte de différence de dose est générée suite au calcul de dose réelle sur l’image tomographique conique. Les variations de dose entre la distribution planifiée et la distribution réelle sont affichées pour chaque voxel. En comparant les deux cartes, lorsqu’un voxel présente une valeur supérieure à la tolérance de variation de dose correspondante, un système d’alerte se déclenche et la zone anatomique concernée est visuellement indiquée au médecin.
Résultats
L’implémentation de l’outil d’alerte sur six patients atteints de cancer de la sphère ORL, avec une tomographie conique hebdomadaire, a révélé l’aptitude de l’outil à détecter les cas justifiant un nouveau plan de traitement. Deux patients chez qui la régression tumorale engendrait une majoration de la dose délivrée au canal médullaire au-delà de 45 Gy ont été détectés.
Conclusion
Le développement de cet outil de détection automatique permet d’orienter rapidement, et sans délinéation médicale, les patients atteints de cancer ORL vers une stratégie de radiothérapie adaptative.