Volumetric arc therapy: A viable option for right-sided breast with comprehensive regional nodal irradiation in conjunction with deep inspiration breath hold.

PURPOSE

Deep inspiration breath hold (DIBH) is an innovative technique routinely used for left-sided breast radiotherapy to significantly reduce harmful dose to the heart and ipsilateral lung. Currently, there is scant literature exploring DIBH for right-sided whole breast and regional nodal irradiation (WB & RNI). The purpose of this study is to examine if DIBH produces a clinically significant reduction in organ at risk (OAR) dose for right-sided WB + RNI, whilst comparatively analysing the use of volumetric arc therapy (VMAT) versus tangential inverse modulated radiotherapy (t-IMRT).

METHODS AND MATERIALS

Ten patients, previously treated for left sided breast cancer (with a FB and DIBH CT scan), were selected from our database to be retrospectively replanned to the right breast and nodal regions. Planning target volumes (PTV) were marked to include the whole right breast and regional nodes, encompassing the supraclavicular fossa (SCF) and internal mammary nodes (IMN). PTVs and OARs were contoured on the Pinnacle workstation according to the Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) guidelines. VMAT and t-IMRT plans were generated to a prescribed dose of 50 Gy in 25 fractions on both the DIBH and FB data sets for dosimetric analysis.

RESULTS

Coverage of the right breast (mean, D95%) and SCF (D95%) were significantly improved with VMAT in comparison to t-IMRT, with no statistically significant variation on the IMN PTV (D95%). The use of DIBH did not impact PTV coverage compared with FB. VMAT reduced dose to the ipsilateral lung (mean, V20Gy), combined lungs (mean, V20Gy) and liver (D2cc); conversely dose to the heart (mean), left lung (mean, V5Gy) and contralateral breast (mean) were increased. For both techniques DIBH significantly improved dose to OARs including the ipsilateral lung (mean, V20Gy, V5Gy), total lung (mean, V20Gy), heart (mean, V25Gy) and liver (D2cc) when compared to FB.

CONCLUSION

DIBH could be considered for patients treated with right-sided WB and RNI due to a significant decrease in heart, ipsilateral lung, total lung and liver doses. VMAT significantly improves PTV coverage over t-IMRT whilst reducing dose to the ipsilateral lung and liver, albeit to the detriment of the left lung, contralateral breast and heart. The increase in heart dose can be mitigated by the use of DIBH. We recommend if VMAT is utilised for superior target volume coverage, DIBH should also be implemented to reduce OAR toxicity. RÉSUMÉ:   BUT: La retenue respiratoire profonde (DIBH) est une technique innovante couramment utilisée pour la radiothérapie du cÔté gauche du sein afin de réduire de manière significative la dose nocive pour le cŒur et le poumon ipsilatéral (13-15). Actuellement, il existe peu d'ouvrages sur la DIBH pour l'irradiation du sein entier du cÔté droit et des nodules régionaux (WB+RNI). L'objectif de cette étude est d'examiner si la DIBH produit une réduction cliniquement significative de la dose d'organe à risque (OAR) pour la WB+RNI du cÔté droit, tout en analysant comparativement l'utilisation de l'arcthérapie volumétrique (VMAT) par rapport à la radiothérapie par modulation d'intensité tangentielle (t-IMRT). MéTHODOLOGIE ET MATéRIEL: Dix scans tomodensitométriques avec un ensemble de données DIBH et de respiration libre (FB) ont été sélectionnés de manière rétrospective. Les volumes cibles de planification (PTV) ont été marqués pour inclure le sein droit entier et les ganglions régionaux, englobant la fosse supraclaviculaire (SCF) et les ganglions mammaires internes (IMN). Les PTV et les OAR ont été définis sur la station de travail Pinnacle conformément aux directives du groupe de radiothérapie oncologique (RTOG) (17). Les plans t-IMRT et VMAT ont été générés pour une dose prescrite de 50Gy en 25 fractions sur les ensembles de données DIBH et FB pour l'analyse dosimétrique. RéSULTATS: La couverture du sein droit (moyenne, D95%) et du SCF (D95%) a été significativement améliorée avec la VMAT par rapport à la t-IMRT, sans variation statistiquement significative sur la PTV IMN (D95%). L'utilisation de la DIBH n'a pas eu d'impact sur la couverture du PTV par rapport à la FB. La VMAT a réduit la dose dans le poumon ipsilatéral (moyenne, V20Gy), les poumons combinés (moyenne, V20Gy) et le foie (D2cc) ; à l'inverse, la dose dans le cŒur (moyenne), le poumon gauche (moyenne, V5Gy) et le sein controlatéral (moyenne) a été augmentée. Pour les deux techniques, la DIBH a amélioré de manière significative la dose aux OAR, y compris le poumon ipsilatéral (moyenne, V20Gy, V5Gy), le poumon total (moyenne, V20Gy), le cŒur (moyenne, V25Gy) et le foie (D2cc), par rapport à la respiration libre.

CONCLUSION

La DIBH pourrait être envisagé pour les patients traités par WB+RNI du cÔté droit en raison d'une diminution significative des doses dans le cŒur, le poumon ipsilatéral, le poumon total et le foie. La VMAT améliore considérablement la couverture de la PTV par rapport à la t-IMRT tout en réduisant la dose dans le poumon ipsilatéral et le foie, mais au détriment du poumon gauche, du sein controlatéral et du cŒur. L'augmentation de la dose au cŒur peut être atténuée par l'utilisation de la DIBH. Nous recommandons, si la VMAT est utilisée pour une couverture supérieure du volume cible, de mettre également en Œuvre la DIBH pour réduire la toxicité aux OAR.