Optimized Hybrid Arc for improved sparing of organs at risk: Balanced combination of IMRT and VMAT in Prostate Cancer

¹Koc University, School of Medicine, Department of Radiation Oncology, Istanbul, TURKEY
²UT MD Anderson Radiation Oncology Outreach Center at American Hospital in Istanbul, Turkey
³Yıldız Technical University, Department of Bioengineering, Istanbul, TURKEY
⁴University of Texas, MD Anderson Cancer Center, Department of Radiation Oncology, Houston, USA

INTRODUCTION: In order to seek a lower toxicity risk prediction in patients with prostate cancer, we have evaluated whether prescribing a potential hybrid radiotherapy of IMRT & VMAT optimization might increase sparing of organs at risk (OAR) and target dose conformity.
METHODS: The cohort for this dosimetric planning study included ten consecutive prostate cancer patients previously treated with double arc VMAT to 78 Gy. New optimized hybrid arc plans for combination of IMRT (8 step-and-shoot fix fields: 225°, 260°, 295°, 330°, 30°, 65°, 90°, 135°) and VMAT (182°-178° clockwise) besides new IMRT (8 step-and-shoot fix fields: 225°, 260°, 295°, 330°, 30°, 65°, 90°, 135°) plans were generated per patient. Dose Volume Histograms parameters were compared between treated VMAT, new IMRT and new optimized hybrid arc plans for OAR doses.
RESULTS: The optimized Hybrid Arc technique revealed significantly lower rectum (p: 0.005) and bladder (p: 0.005) doses compared to stand alone VMAT and IMRT.
DISCUSSION AND CONCLUSION: The optimized Hybrid Arc technique appears to combine the advantages of IMRT and VMAT to provide a more conformal and homogeneous plan with better OAR sparing in comparison to standalone VMAT or IMRT plans.

Keywords:

Risk altındaki organların daha iyi korunması için Optimize Edilmiş Hibrit Ark: Prostat Kanserinde IMRT ve VMAT'ın dengeli kombinasyonu

¹Koç Üniversitesi, Tıp Fakültesi Radyasyon Onkolojisi AD, İstanbul, Turkiye
²Amerikan hastanesi_ MD Anderson Radyasyon Onkolojisi Merkezi, İstanbul, Türkiye
³Yıldız Teknik Üniversitesi, BiyoMühendislik Fakültesi, İstanbul, Türkiye
⁴Teksas Üniversitesi, MD Anderson Kanser Merkezi, Radyasyon Onkolojisi bölümü, Houston, USA

GİRİŞ ve AMAÇ: Prostat kanseri nedeni ile radyoterapi uygulanan olgularda, toksisite oranlarının düşürülmesi amacı ile IMRT ve VMAT tekniklerinin birleştirildiği potansiyel hibrid radyoterapi planlaması ile risk altındaki organların korunması ve hedef doz konformitiesini nasıl etkileğinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır
YÖNTEM ve GEREÇLER: Bu dozimetrik planlama çalışmasının kohortu, daha önce 78 Gy çift arklı VMAT ile tedavi edilen on ardışık prostat kanseri hastasını içermektedir.Yeni optimize hibrid ark planları, IMRT(8 step-and-shoot fiks alanlar: 225°, 260°, 295°, 330°, 30°, 65°, 90°, 135°) ve VMAT (182°-178° clockwise) kombinasyonu olarak oluşturulmuş ve yeni yapılan IMRT (8 step-and-shoot fiks alanlar: 225°, 260°, 295°, 330°, 30°, 65°, 90°, 135°) her hasta için ayrı olarak planlanmıştır. Doz volüm histogramları kullanılarak, tedavi için kullanılan VMAt, yeni IMRT ve yeni optimize hibrid ark planları risk altındaki organlar açısından karşılaştırılmıştır.
BULGULAR: Hibrid ark tekniği ile, VMAT ve IMRT planlarına göre belirgin daha düşük rektum (p: 0.005) ve mesane (p: 0.005) doları sağladığı gösterilmiştir.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Optimize edilmiş Hibrid ark plan tekniği, IMRT ve VMAT tekniklerinin avantajlarını birleştirerek, tek başına IMRT ve VMAT tekniklerine göre daha konformal ve homojen planlar yanı sıra daha iyi risk altında organ koruması sağlamaktadır.

Anahtar Kelimeler:

Yucel Saglam, Yasemin Bolukbasi, Ayhan Bingölbali, Ugur Selek. Optimized Hybrid Arc for improved sparing of organs at risk: Balanced combination of IMRT and VMAT in Prostate Cancer. . 2023; 39(2): 95-102

Corresponding Author: Yasemin Bolukbasi, Türkiye