Simultaneous integrated vs. sequential boost in VMAT radiotherapy of high-grade gliomas

Abstract

In 20 patients with high-grade gliomas, we compared two methods of planning for volumetric-modulated arc therapy (VMAT): simultaneous integrated boost (SIB) vs. sequential boost (SEB). The investigation focused on the analysis of dose distributions in the target volumes and the organs at risk (OARs). After contouring the target volumes [planning target volumes (PTVs) and boost volumes (BVs)] and OARs, SIB planning and SEB planning were performed. The SEB method consisted of two plans: in the first plan the PTV received 50 Gy in 25 fractions with a 2-Gy dose per fraction. In the second plan the BV received 10 Gy in 5 fractions with a dose per fraction of 2 Gy. The doses of both plans were summed up to show the total doses delivered. In the SIB method the PTV received 54 Gy in 30 fractions with a dose per fraction of 1.8 Gy, while the BV received 60 Gy in the same fraction number but with a dose per fraction of 2 Gy. All of the OARs showed higher doses (Dmax and Dmean) in the SEB method when compared with the SIB technique. The differences between the two methods were statistically significant in almost all of the OARs. Analysing the total doses of the target volumes we found dose distributions with similar homogeneities and comparable total doses. Our analysis shows that the SIB method offers advantages over the SEB method in terms of sparing OARs. Es wurden 2 Arten der Planung für die volumetrisch modulierte Rotationsbestrahlung (VMAT) bei 20 Patienten mit hochgradigen Gliomen verglichen: simultan integrierter Boost (SIB) und sequenzieller Boost (SEB). Dazu wurde die Dosisverteilung in den Zielvolumina und den Risikoorganen analysiert. Es wurden Planungsvolumina (PTV), Boostvolumina (BV) und Risikoorgane konturiert sowie SIB- und SEB-Pläne erstellt. Der SEB besteht aus 2 Plänen. Im ersten Plan erhält das PTV 50 Gy in 25 Fraktionen. Im zweiten Plan erhält das Boostvolumen 10 Gy in 5 Fraktionen (Einzeldosis jeweils 2 Gy). Die Dosis beider Pläne wurde summiert, um die gesamte verabreichte Dosis zu ermitteln. Beim SIB-Konzept erhält das PTV 54 Gy in 30 Fraktionen (Einzeldosis 1,8 Gy), während das Boostvolumen 60 Gy erhält (30 Fraktionen, Einzeldosis 2,0 Gy). Beim SEB erhielten die Risikoorgane höhere Dosen (Dmax und Dmean) als bei der SIB-Technik. Die Dosisunterschiede zwischen den beiden Techniken waren für nahezu alle Risikoorgane statistisch signifikant. Die Analyse der Dosisverteilungen in den Zielvolumina ergab vergleichbare Gesamtdosen und Dosishomogenitäten. Unsere Analyse zeigt eine klare Tendenz, dass die SIB-Technik gegenüber der SEB-Technik einen Vorteil bezüglich der Schonung der Risikoorgane bietet.

DOI: 10.1007/s00066-015-0888-1

7 Figures and Tables

Cite this paper

@article{Farzin2015SimultaneousIV, title={Simultaneous integrated vs. sequential boost in VMAT radiotherapy of high-grade gliomas}, author={Dr. med. Mostafa Farzin and Prof. Dr. med. Michael Molls and PD Dr. med. Sabrina Astner and Ina-Christine Rondak Dipl.-Stat. and Dr. rer. nat. Markus Oechsner}, journal={Strahlentherapie und Onkologie}, year={2015}, volume={191}, pages={945-952} }