Erfahrung in der Planung von Ganzhirnbestrahlung mit gleichzeitiger Schonung des Hippocampus mit dem Monaco TPS M. Kowatsch1, P. Szeverinski1, P. Clemens2, M. Meinschad1, G. Leitold1, A. DeVries2, T. Künzler1 1 LKH Feldkirch | Institut für Medizinische Physik | LKH Feldkirch, Carinagasse 47, 6800 Feldkirch 2 LKH Feldkirch | Strahlentherapie - Radioonkologie| LKH Feldkirch, Carinagasse 47, 6800 Feldkirch Einleitung Ganzhirnbestrahlung ist die meist angewandte Bestrahlungstechnik bei Patienten mit multiplen Metastasen (Sundsrtom 1998). Nach einer Ganzschädelbestrahlung zeigen sich eine Verschlechterung der kognitiven Funktion sowie eine Reduktion der Lebensqualität der bestrahlten Patienten (Pospisil 2017). Auch Li et al. (2008) zeigte, dass neurokognitive Funktionen und Lebensqualität direkt miteinander zusammen hängen. In der RTOG 0933 Studie wird aus diesem Grund eine Strategie zur Erhaltung dieser Funktionen unter Schonung des Hippocampus untersucht und beschrieben. Basierend auf den Vorarbeiten einer Masterarbeit am Institut für Medizinische Physik und der Strahlentherapie-Radioonkologie (Schmölzer 2017) wurde eine neue Planungsstrategie entwickelt, um die Schonung des Hippocampus bei gleichzeitiger Einhaltung der Zielvolumenvorgaben zu erreichen. Methoden Basierend auf der bestehenden Vorlage für die Therapieplanung in Monaco TPS (Elekta, Crawley) wurden weitere Monaco-spezifische biologische Kostenfunktionen eingeführt. Dabei wurde speziell auf die Volumsgröße der Risikoorgane Rücksicht genommen. Um eine optimale Schonung der Tränendrüsen zu erreichen wurde zusätzlich zur Quadratic Overdose Funktion noch eine serielle Kostenfunktion eingefügt. Weiters wurden parallele Kostenfunktionen für die Augen verwendet, um die Schonung der Linsen zu unterstützen. Für den Hippocampus wurden zusätzlich Maximum Funktionen und weitere serielle Funktionen eingefügt. Die neue Planungsvorlage wurde bei 10 Patienten angewandt. Dabei wurden 6 Patienten mit einer Zielvolumendosis von 30 Gy behandelt, 2 Patienten mit einer Zielvolumendosis von 40 Gy und 2 Patienten mit einer Zielvolumendosis von 40 Gy und simultan integrierten Boosts mit 50 Gy. Für diese Pläne wurden DVH Parameter laut RTOG 0933 ausgewertet. In den Fällen mit höherer Gesamtdosis wurden die Dosisgrenzen der RTOG Studie linear im jeweiligen Dosisverhältnis erhöht. Nur für den Hippocampus wurden die Dosisgrenzwerte nicht erhöht und gemäß Studienprotokoll ausgewertet. Abbildung 1:Beispiel eines Ganzschädels mit Hippocampus Ergebnisse D2% der PTVs liegen bei den 30 Gy Plänen unter der Vorgabe von 37.5Gy und D98% über 25 Gy. Weiters erfüllt die V30 die Vorgabe von 90%. Dies gilt auch für die Tränendrüsen. Der Grenzwert beim Hippocampus wurde nur in einem Fall mit 9.18 Gy überschritten. Bei den Plänen mit einer Dosis von 40 Gy und 40 Gy plus SiB werden die Vorgaben für das PTV erfüllt. Unter Berücksichtigung der höheren ZV Dosis ergibt sich, dass die D100% beim Hippocampus über 10 Gy liegt. Die Dmax liegt aber nur bei den Plänen mit SiB über 16 Gy und überschreiten den Wert von 17 Gy nicht, der laut RTOG 0933 toleriert wird. Bei einem Plan mit 40 Gy und SiB wird die Grenze der Tränendrüsen (Dmax<30 Gy) mit 30.35 Gy knapp überschritten. Bei den Augen wurden die Vorgaben eingehalten. Bei den Linsen wurde nur in einem Fall die Grenzdosis überschritten. Im Vergleich zur vorhanden Vorlage konnte das Ergebnis für das PTV D98%>25 Gy im Mittel von 21.8 Gy auf 26 Gy erhöht und die Dmax an den Linsen von 7.1 Gy auf 6.5 Gy gesenkt werden. Die Dmax an den Tränendrüsen wurde durch die serielle Funktion von im Mittel 18 Gy auf 15.8 Gy gesenkt. Weiters wurde die Dmax für den Hippocampus von 13.9 Gy im Mittel auf 11.18 Gy gesenkt. Patient Beschreibung D2% D98% V30>90% Hippo Re D100% Hippo Li D100% Hippo Re Dmax Hippo Li Dmax Linse Re Dmax<10Gy Linse Li Dmax<10Gy 1 GS = 20*2 Gy Boost bis 20x 2.5 Gy 49.95 33.35 92 11.06 10.72 15.66 16.47 8.97 8.92 2 PTV=15x2Gy 32.96 25.96 90 7.44 7.52 11.9 10.6 6.78 6.3 3 33.21 25.01 92.2 8.84 9.18 11.66 11.84 7.15 6.79 4 PTV = 20 x 2Gy 33.41 9.82 10.63 14.47 14.95 7.19 7.14 5 46.1 33.37 94 10.95 11.13 15.86 15.43 10.49 9.85 6 48.65 25.91 8.43 8.13 10.29 9.93 6.32 3.12 7 44.74 36.35 10.9 10.34 16.8 16.26 8.96 8.42 8 44.9 25.35 8.38 8.15 11.26 11.1 6.53 6.86 9 32.26 25.98 8.53 12.37 12.62 7.4 7.13 10 33.39 27.78 7.24 10.58 10.99 7.45 6.49 MW 35.6 26.0 90.4 8.2 8.1 11.3 11.2 6.9 6.1 Tabelle1: DVH Daten der 10 Patienten Zusammenfassung Die Adaption der Kostenfunktionen in der Optimierung und die Anpassung der Kollimatorwinkel, wie bereits in der Masterarbeit empfohlen, an die jeweilige Lage und Form der Hippocampus Struktur ermöglicht eine Ganzhirnbestrahlung auch mit höheren Dosen als die in der RTOG Studie vorgegeben 30 Gy. Es ist weiters eine Bestrahlung des Ganzhirnes mit simultan integrierten Boosts mit den Dosislevels 40 Gy und 50 Gy möglich. Zudem wurde durch die Adaption eine Verbesserung der Zielvorgaben und eine verbesserte Schonung für die Risikoorgane erreicht. Dadurch wird eine Erhaltung der Lebensqualität bei gleichzeitiger Dosiseskalation möglich. Pospisil 2017 - https://doi.org/10.1016/j.radonc.2016.12.013