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We present the update of the recommendations of the French society of oncological radiotherapy on respiratory motion management for external radiotherapy treatment. Since twenty years and the report 62 of ICRU, motion management during the course of radiotherapy treatment has become an increasingly significant concern, particularly with the development of hypofractionated treatments under stereotactic conditions, using reduced safety margins. This article related orders of motion amplitudes for different organs as well as the definition of the margins in radiotherapy. An updated review of the various movement management strategies is presented as well as main technological solutions enabling them to be implemented: when acquiring anatomical data, during planning and when carrying out treatment. Finally, the management of these moving targets, such as it can be carried out in radiotherapy departments, will be detailed for a few concrete examples of localizations (abdominal, thoracic and hepatic). [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Abstract: Aim of the study: In the case of lung tumor treatment, to adjust 3D helical computed tomography (CT) acquisition parameters using a dynamic phantom and compare to the theory the volumes of a moving object. Materials and methods: Three helical CT acquisitions were compared using a Big Bore CT scan : an “initial” 3D CT scan (constructor parameters), an “optimized” 3D CT scan which parameters are chosen to obtain an axial slow scan like acquisition and a 4D CT scan. We used a phantom composed by a ball filled with water set on a dynamic platform moving in the antero-posterior or cranio-caudal direction with a 14 mm amplitude and a 4s period. For each acquisition and modality (static and dynamic), we quantified the ball volume by automatic contouring and we estimated relative errors. Results: For an antero-posterior displacement, the volume of the moving ball is under estimated by 14.1 % with the “initial” scan, by 0.2 % with the “optimized” scan and over estimated by 0.8 % with the averaged 4D scan. For a cranio-caudal displacement, it is under estimated by about 22 % with the “initial” scan and by about 1 % with the “optimized” scan and the averaged 4D scan. Conclusion: Volume measurements performed with the dynamic phantom allowed us to validate the “optimized” 3D CT scan parameters because it accurately reflects the volume of a moving object. Radiotherapy departments without 4D CT should adapt scan parameters for internal target volume definition. [Copyright &y& Elsevier]

Geometrical accuracy of radiotherapy (RT) of intra-thoracic organs (lung, liver, pancreas and breast) is limited by patient breathing. Indeed, breathing amplitude can vary from 1 to 2 cm (sometimes more) and should be taken in account for each step of the treatment process. For example, for Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC), this uncertainty tends to use large internal margins that can compromise tumor dose escalation, and thus satisfying local control, because of lung DVH limitation. This problem is especially critical for stereotactic treatment delivering up to 20 Gy per fraction to the target. This French working group proposes to update and complete the TG76 report (ref 2006) using the following outline for its report. First, the nature of the breathing motion and its consequences for RT is fully described. A detailed lexicon is also proposed. Indeed, several technical terms are used in the literature and sometimes the same word is used for very different techniques. Then the different treatment modalities dealing with the motion management are reported: simple safety margins around the target, motion limitation techniques (breath-hold, abdominal compression, high frequency ventilation), breathing synchronization of the beam (gating) and target tracking. An overview of the main commercial and technical/methodological tools and their clinical advantages should help users or future users to set up the treatment modality in clinical routine. This report also describes the associated imaging techniques for planning these treatments (principle, how to use them). In particular a section is dedicated to 4DCT. In addition the in-room imaging techniques is presented and criticized. At last, consequences of interplay effect that occurs when a modulated plan is delivered to a moving target, is discussed. The group is composed of French clinical medical physicists who have a concrete/practical experience in this domain. This group also brings knowledge and tips to implement these technologies in a clinical context. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Résumé Objectif de l’étude Cette étude a consisté à évaluer l’erreur interobservateurs des recalages rigides par tomographie conique dans le cadre des traitements prostatiques avec modulation d’intensité. Matériels et méthodes Douze manipulateurs de radiothérapie ont effectué 286 recalages rigides par tomographie conique (osseux puis prostatiques). Les résultats des recalages ont été comparés à ceux obtenus par deux oncologues-radiothérapeutes. Pour chaque manipulateur, les écarts calculés par le logiciel ont été rapportés selon les trois axes. Une analyse statistique a permis de déterminer un seuil dans les trois directions en dessous duquel se situaient 95 % des observateurs. Une analyse de variance puis un test post hoc ont permis d’observer s’il existait une différence significative entre les observateurs et quels étaient les observateurs concernés. Résultats L’étude de recalage a montré que les écarts par rapport aux oncologues-radiothérapeutes, exprimés en termes du 95 e percentile, étaient : 2,1 mm dans l’axe droite–gauche, 3,5 mm dans celui craniocaudal et 7,3 mm dans celui antéropostérieur. Dans la direction la plus critique, antéropostérieure, 4 % des observateurs ont trouvé des écarts supérieurs à 8 mm, marge utilisée actuellement sans tomographie conique quotidienne. Le test de variance a révélé une valeur de p de moins de 0,05 uniquement sur l’axe craniocaudal et aucun des observateurs n’avait un écart significatif par rapport aux oncologues-radiothérapeutes. Conclusion Cette étude a confirmé l’intérêt d’un recalage tissulaire tridimensionnel pour les traitements prostatiques. L’étude a montré une bonne reproductibilité entre les observateurs. Cela a permis de justifier la tomographie conique quotidienne pour la localisation prostatique avec une possibilité de réduction des marges au volume cible prévisionnel dans les trois directions. Une évaluation de la délégation partielle des recalages aux manipulateurs a été mise en place. Purpose This work evaluated the interobserver variability in cone beam computed tomography (CBCT) registration for prostate cancers treated with intensity-modulated radiotherapy. Material and methods Twelve technologists realized 286 CBCT/CT registrations (bone registration followed by prostate to prostate registration). The registration results were compared to those obtained by two radiation oncologists (reference). Each technologist reported the shifts calculated by the software in all three axes. A statistical analysis allowed us to calculate the minimum threshold under which 95% of the observers found similar values. A variance analysis followed by the post hoc test were used to find differences in interobserver registration variability and determine whether any individual users performed registrations which differed significantly from those of the other users. Results The registration differences compared to the reference in the three directions in terms of 95th percentile are: 2.1 mm left–right, 3.5 mm target–gun, 7.3 mm anterior–posterior. In the posterior direction, 4% of the observers have found differences superior to 8 mm, margin used in routine without the use of a daily CBCT. The variance test revealed a P -value <0.05 only for target–gun and for all observers there was no significant difference compared to the reference. Conclusion This study confirmed the interest of a 3D tissue registration for prostate treatments. The registration study showed a good interobserver reproducibility. This showed the importance of a daily CBCT/CT registration in prostate treatment with the possibility of a planning target volume margin reduction in the three directions. An evaluation of a partial delegation of registration to technologists should be done by the radiation oncologists. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Résumé La radiothérapie conformationnelle avec modulation d’intensité (RCMI) n’est pas une technique validée pour les cancers bronchiques non à petites cellules. Cependant, la proportion de patients irradiés avec modulation d’intensité est croissante. Une revue de la littérature a été réalisée. Les incertitudes physiques et dosimétriques ne sont actuellement pas parfaitement maîtrisées. Des méthodes permettant de prendre en compte ces limitations et de réaliser des contrôles qualité sont en cours de développement. Dans plusieurs études rétrospectives, les survies rapportées après RCMI semblent au moins identiques à celles rapportées après irradiation classique. La RCMI peut être autorisée dans des situations anatomiques spécifiques où la dégradation de la distribution de dose constitue un excès de risque d’échec local. Ce sont les cas des tumeurs de faible mobilité et situées à proximité d’organes critiques tels que la moelle (tumeurs de Pancoast-Tobias, paracardiaques ou paraspinales). La diminution des doses intermédiaires à élevées dans les organes à risque est en faveur de la RCMI mais l’effet des faibles doses dans de larges volumes (poumon, os, tissus non spécifiés le long du trajet des faisceaux) et l’effet de l’augmentation de la dose intégrale sont encore mal connus. En conclusion, des corrélations dose–volume mieux documentées sont indispensables à moyen et long terme. Des études cliniques prospectives sont nécessaires pour évaluer l’impact de la RCMI dans le traitement en routine des cancers bronchiques non à petites cellules en termes d’efficacité et de toxicité notamment respiratoire. Intensity modulated radiotherapy is increasingly used in non-small-cell lung cancers despite a low level of evidence. A literature review was conducted. Several critical physical and dosimetric uncertainties are however unsolved. Methods to circumvent these limitations are being developed. In several retrospective studies, survival rates were at least similar with intensity-modulated radiotherapy as those reported with three-dimensional irradiation. To date, intensity modulated radiotherapy might be authorized in complex anatomical situations such as tumours close to the spinal cord (such as Pancoast Tobias, paraspinal and paracardiac tumours) or with limited motion amplitudes. Dosimetric benefits should also account for 4D dose distribution issues. The reduction of intermediate and high doses in the organs at risk with intensity modulated radiotherapy is advantageous. However, the effect of low doses in large volumes (lung, bone, unspecified tissues along beam paths) and the effect of increasing integral dose are still poorly known. In conclusion, dose–volume correlations need to be better documented and prospective randomized trials should be encouraged. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

L'objectif de cette étude était d'évaluer la faisabilité, l'efficacité et les complications liées à l'implantation et au suivi de marqueurs fiduciels dans le cadre de traitements par de radiothérapie stéréotaxique de localisation extracrânienne avec le CyberKnife®. Il s'agit d'une étude observationnelle rétrospective monocentrique qui a collecté les données de tous les patients traités entre juin 2014 et novembre 2017, par irradiation stéréotaxique extracrânienne avec suivi des marqueurs fiduciels. Les informations concernant la procédure d'implantation, la toxicité liée à l'implantation, le nombre de marqueurs implantés et suivis pendant le traitement ont été recueillis. Les toxicités ont été évalués selon les Common Terminology Criteria for Adverse Events (CTCAE v4). Le taux de réussite technique a été évalué et était basé sur la possibilité de suivre de manière optimale la cible pendant toutes les fractions de traitement. En tout, 2505 patients ont été traités par irradiation stéréotaxique, dont 25 % avec suivi de marqueurs fiduciels. Le nombre total de procédures d'implantation était de 616 et 1 543 marqueurs ont été implantés. Les taux de complications liées aux différentes procédures d'implantation étaient de 3 %, avec 16 événements de grade 1 et quatre de grade 2. Les 1295 marqueurs ont finalement été suivis sur l'ensemble des fractions des différents traitements avec un taux de réussite technique de 84 %. La différence entre le nombre de marqueurs implantés et le nombre de marqueurs suivis pendant le traitement a significativement diminuée au cours du temps. L'implantation de marqueurs fiduciels est bien tolérée et le suivi de ces marqueurs semblent techniquement efficace pour le traitement par irradiation stéréotaxique de tumeurs extracrâniennes. [ABSTRACT FROM AUTHOR]