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Evolving strategies in Radiation oncology Roma 3-5 giugno 2004 Definition of VOI and physical and biological optimization of radiation treatment Giorgio Arcangeli

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Evolving strategies in Radiation oncologyRoma 3-5 giugno 2004

Definition of VOI and physical and biological optimization of

radiation treatment

Giorgio Arcangeli

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STRATEGIE PER DIVARICARE LE DUE CURVE DI PROBABILITA’DI RISPOSTA IN FUNZIONE DELLA DOSE – TCP e NTCP

Ridurre la dose totale ai tessuti sani mediante l’uso di campi di irradiazione conformati 3-D

Sfruttare la diversa sensibilitàal frazionamento tra i tessutisani e i tumori

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Procedimenti per l’ottimizzazioneProcedimenti per l’ottimizzazionedel trattamento radiantedel trattamento radiante

Procedimenti per l’ottimizzazioneProcedimenti per l’ottimizzazionedel trattamento radiantedel trattamento radiante

• Definizione del CTV/PTVDefinizione del CTV/PTV

• Definizione degli ORDefinizione degli OR

• Definizione della distribuzione dellaDefinizione della distribuzione della dose e dei limiti dose-volumedose e dei limiti dose-volume• Definizione del frazionamento Definizione del frazionamento secondo le caratteristiche secondo le caratteristiche cliniche cliniche e biologiche del tumore e degli OR e biologiche del tumore e degli OR

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Terapia adiuvante dei tumori gastrici

resecati con intento curativo

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Definizione Definizione del CTVdel CTV

Definizione Definizione del CTVdel CTV

• Stadiazione:Stadiazione: definizione della definizione della

malattia macroscopicamalattia macroscopica

• Drenaggi linfatici: Drenaggi linfatici: definizione definizione anatomica della via di diffusioneanatomica della via di diffusione

• Incidenza e sede di recidiva: Incidenza e sede di recidiva: definizione della probabilità della definizione della probabilità della malattia microscopicamalattia microscopica

• Stadiazione:Stadiazione: definizione della definizione della

malattia macroscopicamalattia macroscopica

• Drenaggi linfatici: Drenaggi linfatici: definizione definizione anatomica della via di diffusioneanatomica della via di diffusione

• Incidenza e sede di recidiva: Incidenza e sede di recidiva: definizione della probabilità della definizione della probabilità della malattia microscopicamalattia microscopica

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Locoregional failure after resection of Locoregional failure after resection of gastric cancergastric cancer

Failure areaClinical (n=130)

Reoperation (n=107)

Autopsy (n=120)

Gastric bed 21% 54% 52% - 68%

Anastomosis or stumps

25% 26% 54% - 60%

Abdominal or stab wound

- 5% -

Lymphnodes 8% 42% 52%

Smalley SR, Gunderson LL, 1997

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Gastric cancerGastric cancer

260/1,074 260/1,074

(24%) patients(24%) patients

Whittington 1990, Bleiberg 1989, Regine 1992, Slot 1989,Gez 1986, Dickson 1955, Gill 1990, Allum 1989

Surgical marginsSurgical margins++ in gross total excision in gross total excision

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Strutture da includere nel CTVStrutture da includere nel CTV

Letto tumorale, Letto tumorale,

stomaco residuostomaco residuo

Linfonodi regionaliLinfonodi regionali

Moncone duodenale,Moncone duodenale,

anastomosi anastomosi

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12

3

45

6

7

89

1011

Linfonodi N1

1-2 paracardiali dx/sn3-4 piccola/grande curva5-6 sopra/sottopilorici

Linfonodi N2

7 a. gastrica sn8 a. epatica comune9 asse celiaco10-11 ilo/a. splenica

12

13

1415 15

16 16

Linfonodi N3

12 legam. Epato-duoden.13 retropancreatici14 a. mesenterica

Linfonodi N4

15 vena colica media16 paraaortici

Localizzazione dei linfonodi nel cancro gastricosecondo il sistema Giapponese

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NodalNodalgroupgroup

22 9 4 22 9 4

25 36 37 25 36 37

Pattern of nodal metastases from gastric cancer Pattern of nodal metastases from gastric cancer

Station N°Station N°(JGCA(JGCA))

UpperUpperthird(%)third(%)

MiddleMiddlethird(%)third(%)

LowerLowerthird(%)third(%)

Lesser/greater curvature 3/4Lesser/greater curvature 3/4

2 3 122 3 12 Right gastric a., suprapiloric 5Right gastric a., suprapiloric 5

InfrapyloricInfrapyloric 66 3 15 493 15 49

Common hepatic a. 8Common hepatic a. 8

19 22 23 19 22 23

Celiac axis 9Celiac axis 9

7 11 25 7 11 25

Splenic a./hilum 10/11 Splenic a./hilum 10/11

Hepatoduodenal ligament 12Hepatoduodenal ligament 12

Others (distant nodes) 13-16Others (distant nodes) 13-16

Left gastric a. 7Left gastric a. 7

13 8 1313 8 13

11 3 2 11 3 2

1 2 81 2 8

0-5 0-5 0.5 0-5 0-5 0.5

Modified from Maruyama by Tepper & Gunderson, Semin Radiat Oncol 2002

Paracardia 1/2Paracardia 1/2

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TARGETTARGET

CuoreCuore

FegatoFegato

MidolloMidolloReneRene

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TARGETTARGET

CuoreCuore

MidolloMidollo

ReniReni

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Organi Organi a a

rischiorischio

Organi Organi a a

rischiorischio

Midollo spinaleMidollo spinale Polmone Polmone

Cuore Cuore Esofago Esofago

Rene omolaterale Rene omolaterale Rene controlaterale Rene controlaterale

Fegato Fegato Intestino Intestino

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Le dosi di tolleranza dei tessuti saniLe dosi di tolleranza dei tessuti sani

Emami B. et al, 1991(2 Gy/Fr, 5 giorni/settim.)(2 Gy/Fr, 5 giorni/settim.)

TDTD5/55/5 (Gy) (Gy) TDTD50/550/5 (Gy) (Gy) EndpointEndpoint

1/31/3 2/32/3 3/33/3 1/31/3 2/32/3 3/33/3

EsofagoEsofago 6060 5858 5555 -- -- --Disfagia cronicaDisfagia cronica grado 2grado 2

MidolloMidollo5 cm5 cm

5050

10 10 cmcm

5050

20 cm20 cm

4747

5 cm5 cm

7070

10 cm10 cm

7070

20 cm20 cm

----Mielite / necrosiMielite / necrosi

PolmonePolmone 45 45 3030 17.517.5 6565 4040 24.524.5 PolmonitePolmonite

RettoRetto -- -- 6060 -- -- 8080 Proctite / stenosi Proctite / stenosi necrosi / fistulanecrosi / fistula

FegatoFegato 5050 3535 3030 5555 4545 4040 EpatopatiaEpatopatia

VescicaVescica -- 8080 6565 -- 8585 8080 Contrattura / Contrattura / perdita di volumeperdita di volume

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a.a. Struttura seriale Struttura seriale aa

(midollo spinale)(midollo spinale)b.b. Struttura parallela Struttura parallela bb

(polmoni)(polmoni)

c.c. Struttura Struttura parallela-serialeparallela-seriale(cuore: miocardio (cuore: miocardio cc

coronarie)coronarie)

dd

d.d. Combinazione di Combinazione di strutture parallele strutture parallele e seriali e seriali (nefrone)(nefrone)

Esempi di strutture di organizzazioni Esempi di strutture di organizzazioni tissutalitissutali

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Curve di dose-risposta parallele o volume-dipendenti Curve di dose-risposta parallele o volume-dipendenti di lesioni patologiche severe per diverse lunghezze di di lesioni patologiche severe per diverse lunghezze di

midollo spinale irradiatomidollo spinale irradiato

Powers BE, R&O 1998

20 cm 4 cm

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Dose-risposta delle lesioni patologiche e dei sintomi Dose-risposta delle lesioni patologiche e dei sintomi neurologici per diverse lunghezze di midollo spinale neurologici per diverse lunghezze di midollo spinale

irradiatoirradiato

Powers BE, R&O 1998

Sintomi neurologici ‣ 20 cm

4 cmLesioni patologiche 20 cm 4 cm

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Esiste una correlazione tra lesioni patologiche e Esiste una correlazione tra lesioni patologiche e segni neurologici solo per grandi volumi di segni neurologici solo per grandi volumi di midollo irradiato.È necessario quindi distinguere midollo irradiato.È necessario quindi distinguere l’aumento di probabilità l’aumento di probabilità dell’effettodell’effetto in funzione in funzione dell’aumento del volume irradiato, dall’aumento dell’aumento del volume irradiato, dall’aumento della morbiditàdella morbidità dovuta allo stesso effetto in un dovuta allo stesso effetto in un volume maggiore.volume maggiore.

Il verificarsi di lesioni in sottoregioni del midollo Il verificarsi di lesioni in sottoregioni del midollo che non solo non interessano l’intera sezione ma che non solo non interessano l’intera sezione ma consentono una compensazione clinica se consentono una compensazione clinica se localizzate in sottoregioni non motorie localizzate in sottoregioni non motorie suggerisce l’ipotesi che il midollo spinale può suggerisce l’ipotesi che il midollo spinale può funzionare come un tessuto assestato in modo funzionare come un tessuto assestato in modo parallelo.parallelo.

Danno e morbidità nell’irradiazione del midollo spinale

1111

2222

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Curve dose-volume con modello di Curve dose-volume con modello di Lyman per il 5% iso – epatite attinicaLyman per il 5% iso – epatite attinica

Dawson LA, Sem Rad Oncol 2001

(Ann Arbor)(Ann Arbor)

(Emami)(Emami)

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Definizione e quantificazione degli ORDefinizione e quantificazione degli OR

PolmonePolmonePolmonePolmone

CuoreCuoreCuoreCuore

Midollo Midollo spinalespinaleMidollo Midollo spinalespinale

EsofagoEsofagoEsofagoEsofago

LL6060 (cm di organo irradiati con (cm di organo irradiati con 60 Gy) 60 Gy)

LL5050 (cm di organo irradiati con (cm di organo irradiati con 50 Gy) 50 Gy)

LL4646 (cm di organo irradiati con (cm di organo irradiati con 46 Gy) 46 Gy)

LL6060 (cm di organo irradiati con (cm di organo irradiati con 60 Gy) 60 Gy)

LL5050 (cm di organo irradiati con (cm di organo irradiati con 50 Gy) 50 Gy)

LL4646 (cm di organo irradiati con (cm di organo irradiati con 46 Gy) 46 Gy)VV6060= % di volume polmonare che riceve = % di volume polmonare che riceve 60 60

GyGyVV3030= % di volume polmonare che riceve = % di volume polmonare che riceve 30 30

GyGyVV2020= % di volume polmonare che riceve = % di volume polmonare che riceve 20 20

GyGy

VV6060= % di volume polmonare che riceve = % di volume polmonare che riceve 60 60

GyGyVV3030= % di volume polmonare che riceve = % di volume polmonare che riceve 30 30

GyGyVV2020= % di volume polmonare che riceve = % di volume polmonare che riceve 20 20

GyGyVV6060= % di volume cardiaco che riceve = % di volume cardiaco che riceve 60 Gy 60 Gy

VV3535= % di volume cardiaco che riceve = % di volume cardiaco che riceve 35 Gy 35 Gy

VV2020= % di volume cardiaco che riceve = % di volume cardiaco che riceve 20 Gy 20 Gy

VV6060= % di volume cardiaco che riceve = % di volume cardiaco che riceve 60 Gy 60 Gy

VV3535= % di volume cardiaco che riceve = % di volume cardiaco che riceve 35 Gy 35 Gy

VV2020= % di volume cardiaco che riceve = % di volume cardiaco che riceve 20 Gy 20 Gy

LL66 66 cm di organo irradiati con cm di organo irradiati con 66 Gy 66 Gy

LL50 50 cm di organo irradiati con cm di organo irradiati con 50 Gy 50 Gy

LL40 40 cm di organo irradiati con cm di organo irradiati con 40 Gy 40 Gy

LL66 66 cm di organo irradiati con cm di organo irradiati con 66 Gy 66 Gy

LL50 50 cm di organo irradiati con cm di organo irradiati con 50 Gy 50 Gy

LL40 40 cm di organo irradiati con cm di organo irradiati con 40 Gy 40 Gy

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Definizione e quantificazione degli ORDefinizione e quantificazione degli OR

Rene Rene omolateraleomolaterale

Rene Rene omolateraleomolaterale

Rene Rene controlateralecontrolaterale

Rene Rene controlateralecontrolaterale

FegatoFegatoFegatoFegato

Intestino Intestino Intestino Intestino

VV4040= % di volume epatico che riceve = % di volume epatico che riceve 40 40

GyGyVV3030= % di volume epatico che riceve = % di volume epatico che riceve 30 30

GyGy

VV4040= % di volume epatico che riceve = % di volume epatico che riceve 40 40

GyGyVV3030= % di volume epatico che riceve = % di volume epatico che riceve 30 30

GyGy

VV30 30 = % di volume renale che riceve = % di volume renale che riceve 30 Gy 30 Gy

VV2525 = % di volume renale che riceve = % di volume renale che riceve 25 Gy 25 Gy VV30 30 = % di volume renale che riceve = % di volume renale che riceve 30 Gy 30 Gy

VV2525 = % di volume renale che riceve = % di volume renale che riceve 25 Gy 25 Gy

Anse intestinali Anse intestinali presenti nel campopresenti nel campoAnse intestinali Anse intestinali presenti nel campopresenti nel campo

VV30 30 = % di volume renale che riceve = % di volume renale che riceve 30 Gy 30 Gy

VV2525 = % di volume renale che riceve = % di volume renale che riceve 25 Gy 25 Gy VV30 30 = % di volume renale che riceve = % di volume renale che riceve 30 Gy 30 Gy

VV2525 = % di volume renale che riceve = % di volume renale che riceve 25 Gy 25 Gy

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Limitazione della dose agli ORLimitazione della dose agli OR

PolmonePolmonePolmonePolmone

CuoreCuoreCuoreCuore

Midollo Midollo spinalespinaleMidollo Midollo spinalespinale

EsofagoEsofagoEsofagoEsofago

LL60 60 1 cm 1 cm

LL50 50 4 cm 4 cm

LL4646 = x cm = x cm

LL60 60 1 cm 1 cm

LL50 50 4 cm 4 cm

LL4646 = x cm = x cm

VV6060 20% 20%

VV3030 35% 35%

VV6060 20% 20%

VV3030 35% 35%

VV60 60 30% 30%

VV3535 50% 50%

VV60 60 30% 30%

VV3535 50% 50%

LL66 66 10 cm 10 cm

LL60 60 15 cm 15 cm

LL40 40 = x cm= x cm

LL66 66 10 cm 10 cm

LL60 60 15 cm 15 cm

LL40 40 = x cm= x cm

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Limitazione della dose agli ORLimitazione della dose agli OR

Rene Rene omolateraleomolaterale

Rene Rene omolateraleomolaterale

Rene Rene controlateralecontrolaterale

Rene Rene controlateralecontrolaterale

FegatoFegatoFegatoFegato

Intestino Intestino Intestino Intestino

VV4040 50% 50%

VV3030 70% 70%

VV4040 50% 50%

VV3030 70% 70%

VV30 30 50% 50%

VV2525 75% 75%

VV30 30 50% 50%

VV2525 75% 75%

VV3030 20% 20%

VV2525 30% 30%

VV3030 20% 20%

VV2525 30% 30%

Dose maxDose max 55 Gy 55 GyDose maxDose max 55 Gy 55 Gy

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STRATEGIE PER DIVARICARE LE DUE CURVE DI PROBABILITA’DI RISPOSTA IN FUNZIONE DELLA DOSE – TCP e NTCP

Ridurre la dose totale ai tessuti sani mediante l’uso di campi di irradiazione conformati 3-D

Sfruttare la diversa sensibilitàal frazionamento tra i tessutisani e i tumori

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Adjuvant treatment in gastric cancerAdjuvant treatment in gastric cancerAdjuvant treatment in gastric cancerAdjuvant treatment in gastric cancerComparison of the treatment schedulesComparison of the treatment schedules

RT I.R.E. 55 Gy/50 Fr/5 w (b.i.d.)BED10= 61 Gy - BED3= 75 Gy

RT INT0116 45 Gy/25 Fr/5 w (1 Fr/day)BED10= 53 Gy - BED3= 72 Gy

5-Fu I.R.E. 200 mg/m2/dayTotal dose = 6800 mg/m2/34 days

5-Fu INT0116 500 mg/m2/days 1-3/w1&5Total dose = 3000 mg/m2/34 days

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Dose massima e percentuale dei volumi Dose massima e percentuale dei volumi irradiati con 40, 30 e 25 Gyirradiati con 40, 30 e 25 Gy

Rene dxRene dxRene dxRene dx

Rene sinRene sinRene sinRene sin

Midollo Midollo spinalespinaleMidollo Midollo spinalespinale

-- 30%30% 31%31% -- 30%30% 31%31%

-- 22%22% 33%33% -- 22%22% 33%33%

-- - - - - 37 Gy37 Gy -- - - - - 37 Gy37 Gy

FegatoFegatoFegatoFegato 28%28% 51%51% --28%28% 51%51% --

VV4040 V V3030 V V2525 Dose Dose

maxmax

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Recidive negli studi INT 0116 e I.R.E.Recidive negli studi INT 0116 e I.R.E.

Recidiva localeRecidiva localeRecidiva localeRecidiva locale

Recidiva Recidiva regionale eregionale eperitonealeperitoneale

Recidiva Recidiva regionale eregionale eperitonealeperitoneale

MetastasiMetastasiMetastasiMetastasi

21 (7%) 51 (19%) 3 (7,5%) 21 (7%) 51 (19%) 3 (7,5%)

21 (7%) 51 (19%) 3 (7,5%) 21 (7%) 51 (19%) 3 (7,5%)

76 (27%) 126 (46%) 8 (25%)76 (27%) 126 (46%) 8 (25%) 76 (27%) 126 (46%) 8 (25%)76 (27%) 126 (46%) 8 (25%)

36 (13%) 32 (12%) 9 (22%)36 (13%) 32 (12%) 9 (22%) 36 (13%) 32 (12%) 9 (22%)36 (13%) 32 (12%) 9 (22%)

INT 0116INT 0116 RT/CT Controlli I.R.E. (n. 281) (n. 281) (n. 40)

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Months

Cum

ulat

ive

Prop

ortio

n Su

rviv

ing

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144

Cause specific survival

Overall survival

Disease free survival

Arcangeli G 2001

Confronto delle sopravvivenze tra gli studi INT0116 e I.R.E.

Macdonald JS 2001Macdonald JS 2001

P=0.005P=0.005

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Grade 2 toxicityGrade 2 toxicity Nausea - VomitNausea - Vomit 9/40 ( 22,5 %) 9/40 ( 22,5 %)

DiarrheaDiarrhea 1/36 ( 2,8 %) 1/36 ( 2,8 %)

Abdominal painAbdominal pain 1/39 ( 2,6 %) 1/39 ( 2,6 %)

LeukopeniaLeukopenia 8/40 ( 20 %) 8/40 ( 20 %)

PiastrinopeniaPiastrinopenia 1/40 ( 2,5 %) 1/40 ( 2,5 %)

DaysDays00 1-51-5 6-106-10 >10>102828 7 7 2 2 3 3

Arcangeli G 2001

Treatment delay

Grade 3 toxicityGrade 3 toxicity

Confronto delle tossicità tra gli studi INT0116 e I.R.E.

Macdonald J S 2001Macdonald J S 2001

Treatment cessation

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Radioterapia dei tumoridel rinofaringe

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STRATEGIE PER DIVARICARE LE DUE CURVE DI PROBABILITA’DI RISPOSTA IN FUNZIONE DELLA DOSE – TCP e NTCP

Ridurre la dose totale ai tessuti sani mediante l’uso di campi di irradiazione conformati 3-D

Sfruttare la diversa sensibilitàal frazionamento tra i tessutisani e i tumori

Page 39: Evolving strategies in Radiation oncology Roma 3-5 giugno 2004 Definition of VOI and physical and biological optimization of radiation treatment Giorgio

Definizione Definizione del CTVdel CTV

Definizione Definizione del CTVdel CTV

• Stadiazione:Stadiazione: definizione della definizione della

malattia macroscopicamalattia macroscopica

• Drenaggi linfatici: Drenaggi linfatici: definizione definizione anatomica della via di diffusioneanatomica della via di diffusione

• Incidenza e sede di recidiva: Incidenza e sede di recidiva: definizione della probabilità della definizione della probabilità della malattia microscopicamalattia microscopica

• Stadiazione:Stadiazione: definizione della definizione della

malattia macroscopicamalattia macroscopica

• Drenaggi linfatici: Drenaggi linfatici: definizione definizione anatomica della via di diffusioneanatomica della via di diffusione

• Incidenza e sede di recidiva: Incidenza e sede di recidiva: definizione della probabilità della definizione della probabilità della malattia microscopicamalattia microscopica

Page 40: Evolving strategies in Radiation oncology Roma 3-5 giugno 2004 Definition of VOI and physical and biological optimization of radiation treatment Giorgio

Clinically detected nodal metastases on admission in nasopharyngeal cancer at

MDAH

NN00

8% - 17%8% - 17% NN11

6% - 12%6% - 12%

NN2 2 - N- N33

72% - 82%72% - 82%

From Lindberg R, Cancer 1972

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Distribution of clinical metastatic neck nodes from nasopharyngeal tumors

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Level I Level II Level III Level IV Level V Other Retrophar

From Bataini 1985, Lindberg 1972, Sham 1990, Chong 1995, Chua 1997

Page 42: Evolving strategies in Radiation oncology Roma 3-5 giugno 2004 Definition of VOI and physical and biological optimization of radiation treatment Giorgio

Incidence of local and regional Incidence of local and regional failure in nasopharyngeal cancerfailure in nasopharyngeal cancer

T1-T2T1-T2

13%-28%13%-28% T3-T4T3-T4

26%-100%26%-100%

N1-N2N1-N2

8%-30%8%-30% N3N3

11%-83%11%-83%

Hoppe 1976, Mesic 1981, Petrovich 1985, Kajanti 1990, Lee 1992, Perez 2004

Page 43: Evolving strategies in Radiation oncology Roma 3-5 giugno 2004 Definition of VOI and physical and biological optimization of radiation treatment Giorgio

Classification of neck nodes

Level Group

Ia submental

Ib submandibular

II upper jugular

III middle jugular

IV lower jugular

V posterior triangle

VI anterior compartment

Robbins KT 1998

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Delineazione dei livelli dei Linfonodi latero-cervicali N0 nel collo superiore

Gregoire and Levendag 2003

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Gregoire and Levendag 2003

Delineazione dei livelli dei Linfonodi latero-cervicali N0 nel collo medio

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Delineazione dei livelli dei Linfonodi latero-cervicali N0 nel collo inferiore

Gregoire and Levendag 2003

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Target volume determination for nasopharyngeal cancer

Clinical GTV CTV1 CTV2

T1- 2 N0 Primary RP + Ipsilat: III,IV

Ipsilat: II,V Controlat: all lev

T3 - 4 N+ Primary RP + Controlat: all lev

+ N+ Ipsilat: all lev

N2c Primary RP+ all levels ----------

+N+ Ipsilat/controlat

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Organi Organi a a

rischiorischio

Organi Organi a a

rischiorischio

Midollo spinaleMidollo spinale Tronco encefalico Tronco encefalico Chiasma ottico Chiasma ottico Coclea Coclea Parotidi Parotidi

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Limitazione della dose agli ORLimitazione della dose agli OR

TroncoTroncoencefalicoencefalico

TroncoTroncoencefalicoencefalico

ChiasmaChiasmaChiasmaChiasma

Midollo Midollo spinalespinaleMidollo Midollo spinalespinale

ParotidiParotidiParotidiParotidi

LL60 60 1 cm 1 cm

LL50 50 4 cm 4 cm

LL4646 = x cm = x cm

LL60 60 1 cm 1 cm

LL50 50 4 cm 4 cm

LL4646 = x cm = x cm

VV6060 5% 5%

VV5555 20% 20%

VV6060 5% 5%

VV5555 20% 20%

D. MaxD. Max = 60 Gy = 60 GyD. MaxD. Max = 60 Gy = 60 Gy

D. MediaD. Media ≤ 35 Gy ≤ 35 Gy D. MediaD. Media ≤ 35 Gy ≤ 35 Gy

CocleaCocleaCocleaCoclea D. MediaD. Media ≤ 50 Gy ≤ 50 Gy D. MediaD. Media ≤ 50 Gy ≤ 50 Gy

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IMRT del RinofaringeIMRT del RinofaringePrescrizione di dosePrescrizione di dose

CTV 1CTV 1CTV 1CTV 1

CTV 2CTV 2CTV 2CTV 2

GTVGTVGTVGTV T e NT e N+ + + 0.5 cm+ 0.5 cm70 Gy (2.12 Gy x 33 frazioni)70 Gy (2.12 Gy x 33 frazioni)T e NT e N+ + + 0.5 cm+ 0.5 cm70 Gy (2.12 Gy x 33 frazioni)70 Gy (2.12 Gy x 33 frazioni)

Ln RF, II e III livello + 0.3 cmLn RF, II e III livello + 0.3 cm59.3 Gy (1.8 x 33 frazioni)59.3 Gy (1.8 x 33 frazioni)Ln RF, II e III livello + 0.3 cmLn RF, II e III livello + 0.3 cm59.3 Gy (1.8 x 33 frazioni)59.3 Gy (1.8 x 33 frazioni)

Ln IV e V livello + 0.3 cmLn IV e V livello + 0.3 cm54 Gy (1.6 Gy x 33 frazioni)54 Gy (1.6 Gy x 33 frazioni)Ln IV e V livello + 0.3 cmLn IV e V livello + 0.3 cm54 Gy (1.6 Gy x 33 frazioni)54 Gy (1.6 Gy x 33 frazioni)

• BEAM ARRANGEMENT

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IMRT 3D CONFORMAL TRADITIONAL

45 54 70 84 Gy PTVel PTVgr BRAINSTEM/SPINAL CORD

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Dose-volume histograms for target and normal tissues

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STRATEGIE PER DIVARICARE LE DUE CURVE DI PROBABILITA’DI RISPOSTA IN FUNZIONE DELLA DOSE – TCP e NTCP

Ridurre la dose totale ai tessuti sani mediante l’uso di campi di irradiazione conformati 3-D

Sfruttare la diversa sensibilitàal frazionamento tra i tessutisani e i tumori

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Caratteristiche biologiche dei tumori e Caratteristiche biologiche dei tumori e dei tessuti normali della testa/collodei tessuti normali della testa/collo

Caratteristiche Caratteristiche biologichebiologiche

TumoriTumori Tessuti Tessuti epiteliali epiteliali normalinormali

Tessuti connettivi Tessuti connettivi e vascolari e vascolari

normalinormali

Rapporto Rapporto // (Gy) (Gy) 1212 ~ 10-12~ 10-12 ~ 3~ 3

Attività proliferativaAttività proliferativa ElevataElevata ElevataElevata Scarsa/assenteScarsa/assente

Tk (tempo di latenza Tk (tempo di latenza del ripopolamento)del ripopolamento)

~ 21-35 ~ 21-35 giornigiorni

14-28 giorni14-28 giorni --

Sensibilità al Sensibilità al frazionamentofrazionamento

Bassa/mediaBassa/media BassaBassa ElevataElevata

Sensibilità Sensibilità all’all’““Overall Time”Overall Time”

ElevataElevata ElevataElevata Scarsa/assenteScarsa/assente

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0.6 Gy Standard fractionation0.6 Gy Standard fractionation0.72 Gy0.72 Gy1010 BED BED

Dose Loss /Dose Loss /day of protractionday of protraction

1,6% / day of protraction1,6% / day of protraction10% / week of protraction10% / week of protraction

% Loss of % Loss of local controllocal control

7-10 % / week of shortening7-10 % / week of shortening% improvement % improvement of local controlof local control

Withers HR, BJR 1988; Fowler JF, Acta Oncol 2001; Hendry JH, Clin Withers HR, BJR 1988; Fowler JF, Acta Oncol 2001; Hendry JH, Clin Oncol 1996; Horiot JC, R&O 1997; Overgaard J, R&O 1997; Maciejewski Oncol 1996; Horiot JC, R&O 1997; Overgaard J, R&O 1997; Maciejewski B, R&O 1996.B, R&O 1996.

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Nomenclatura e definizionidella dose per frazione nell’IMRT

• Dose fisica: dose calcolata e somministrata

senza tener conto del regime di frazionamento

• Dose Totale Normalizzata: dose complessiva somministrata con un regime di frazionamento biologicamente equivalente ad un regime convenzionale di 2 Gy per frazione

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Modalità di impiego della IMRTModalità di impiego della IMRT

Somministrazione di una dose/frazione standard al GTV (ad es. Somministrazione di una dose/frazione standard al GTV (ad es. 2.0 Gy x 35 Fr = 70 Gy/ 7 sett). Con tale schema, il CTV a rischio 2.0 Gy x 35 Fr = 70 Gy/ 7 sett). Con tale schema, il CTV a rischio riceve una dose di 1.8 Gy x 35 Fr = 63 Gy e quello elettivo 1.66 riceve una dose di 1.8 Gy x 35 Fr = 63 Gy e quello elettivo 1.66 Gy x 35 Fr = 58.1 Gy corrispondente ad una NTD di 60 e 50 Gy, Gy x 35 Fr = 58.1 Gy corrispondente ad una NTD di 60 e 50 Gy, rispettivamente. Questo schema può essere somministrato in rispettivamente. Questo schema può essere somministrato in concomitanza con la chemioterapiaconcomitanza con la chemioterapia

Aumento dellaAumento dellatolleranzatolleranza

AumentoAumentodell’efficaciadell’efficacia

IpofrazionamentoIpofrazionamento

Simultaneous boostSimultaneous boost. Somministrazione di una dose/frazione . Somministrazione di una dose/frazione standard al CTV elettivo (ad es. 2.0 x 30 Gy = 60 Gy). Il standard al CTV elettivo (ad es. 2.0 x 30 Gy = 60 Gy). Il GTV riceve una dose media di 2.4 Gy x 30 = 72 Gy / 6 sett., GTV riceve una dose media di 2.4 Gy x 30 = 72 Gy / 6 sett., corrispondente a una NTD di 82.8 Gy / 6 sett.corrispondente a una NTD di 82.8 Gy / 6 sett.

Per i tumori a rapida proliferazione, un frazionamento ottimale Per i tumori a rapida proliferazione, un frazionamento ottimale si può ottenere impiegando un “overall time” simile al Tk (si può ottenere impiegando un “overall time” simile al Tk (~ 28 ~ 28 gg) e con un attento ipofrazionamentogg) e con un attento ipofrazionamento

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Comparison of Local Control in Nasopharynx CancerComparison of Local Control in Nasopharynx Cancer for Conventional, 3D Boost, and IMRT Techniques for Conventional, 3D Boost, and IMRT Techniques