Voluntary Breath-hold Technique for Reducing Heart Dose in Left Breast Radiotherapy

Frederick R. Bartlett; Ruth M. Colgan; Ellen M. Donovan; Karen Carr; Steven Landeg; Nicola Clements; Helen A. McNair; Imogen Locke; Philip M. Evans; Joanne S. Haviland; John R. Yarnold; Anna M. Kirby

doi:10.3791/51578

JoVE Journal > Medicine

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Médecine

Frivillig Breath-hold Teknik för att minska Heart Dos i vänster bröst Strålbehandling

Published: July 03, 2014

doi:

10.3791/51578

Frederick R. Bartlett¹, Ruth M. Colgan¹, Ellen M. Donovan¹, Karen Carr¹, Steven Landeg¹, Nicola Clements¹, Helen A. McNair¹, Imogen Locke¹, Philip M. Evans², Joanne S. Haviland³, John R. Yarnold⁴, Anna M. Kirby¹

¹Department of Radiotherapy,Royal Marsden NHS Foundation Trust, ²Centre for Vision, Speech and Signal Processing, Faculty of Engineering and Physical Sciences,University of Surrey, ³Clinical Trials and Statistics Unit (ICR-CTSU),Institute of Cancer Research, Sutton, UK, ⁴Division of Radiotherapy and Imaging,Institute of Cancer Research, Sutton, UK

Summary

Den nuvarande prioriteringen i bröstcancer strålbehandling är att minska hjärt-doser utan att äventyra målet vävnadstäckning. Den frivilliga breath-hold-teknik som beskrivs här är en enkel, billig lösning på detta problem och i stånd att införas i stor utsträckning utan behov av specialiserad utrustning.

Abstract

Andningshållande teknik minska mängden strålning från hjärtstrukturer emot under tangential-fält vänstra bröst strålbehandling. Med dessa tekniker, patienter hålla andan medan strålbehandling levereras, skjuta hjärtan ner och bort från strålbehandlingsområdet. Trots tydliga dosimetriska fördelar, dessa tekniker är ännu inte används i begränsad omfattning. En orsak till detta är att kommersiellt tillgängliga lösningar kräver specialutrustning, vilket kräver inte bara stora kapitalinvesteringar, men ofta också ådra löpande kostnader såsom ett behov av endags språkrör. Den frivilliga andetag-hold teknik som beskrivs här kräver ingen extra specialutrustning. Alla håller andan tekniker kräver ett surrogat för att övervaka andetag-hold konsistens och huruvida andetag-hold bibehålls. Frivillig andetag-hold använder avståndet rörd av den främre och sidomarkeringar referens (tatueringar) från behandlingsrummet lasrar i andetag-hold att övervaka enhetlighet på CT-planering och behandling setup. Ljus fält används sedan för att övervaka andnings hold konsistens före och under radioterapi leverans.

Introduction

Cancer är en ledande dödsorsak i världen och står för 7,6 miljoner dödsfall år 2008 ^1. Av alla cancerformer, är den vanligaste med en incidens på över 13,8 miljoner i hela världen bröstcancer, och denna förekomst ökar ^1. Men förbättringar i diagnos och behandling av bröstcancer innebär att antalet kvinnor som överlever sin bröstcancer också ökar, och beräknas tredubblas till 1,7 miljoner år 2040 bara i Storbritannien ^2. Bröst strålbehandling är en viktig del av många kvinnors bröstcancerbehandling, halvera sin risk för återfall i bröstcancer och minska risken för bröstcancer dödsfall med 3,8% ^3. Med förbättringar i bröstcancer överlevnad, eventuella långsiktiga biverkningar orsakade av bröstcancerbehandlingar är allt viktigare. En oskyldig åskådare i bröst strålbehandling är hjärtat, som är utsatt för oönskad strålning på grund av dess närhet till strålningsfält, specielltunder vänster bröst bestrålning. Det är denna oönskade dos till hjärtat som står för ökningen av icke-bröstcancer dödsfall i samband med bröstcancer strålbehandling ⁴ 1%. Nya rön tyder på att det inte finns någon tröskeldos under vilken de sena effekter på hjärtat bröst strålbehandling inte inträffar ^5, vilket gör det viktigt för onkologi samfundet att etablera metoder som minimerar hjärt doser utan att kompromissa med bröstvävnad täckning. Eftersom bröstcancer strålbehandling för cirka 30% av alla strålbehandlingar ^6, måste varje ny teknik vara enkelt och billigt för att vara hållbara och undvika en oacceptabel belastning på hälso-och sjukvårdsresurser.

Det finns ett antal tekniker som kan användas för att minska hjärt doser under bröst strålbehandling. Multiblads kollimering (MLC) används i stor utsträckning i Storbritannien [Royal College of Radiologists "(Storbritannien) revision 2012] och även effektiv vid skona hjärtvävnadRiskerar det samtidigt skyddar bröstvävnad. Inverse planerade intensitetsmodulerad strålbehandling (IMRT) förbättrar målvävnad conformality ^7, men kan också öka lågdos bestrålning av hjärtat, lungorna och kontralateral ^7,8. En ökning av låg dos bestrålning av hjärtat är inte önskvärt, särskilt mot bakgrund av data från Darby et al ^5. Dessutom är omvänt planerad IMRT mer resurskrävande, kräver större fysik och kvalitetssäkring (QA) tid och expertis. Att behandla kvinnor i liggande läge (texten nedåt) kan minska hjärt-doser i större-breasted kvinnor ⁹ Men frågor återstår över positions reproducerbarhet av denna teknik ^10. Andningshållande tekniker, där patienter hålla andan under strålbehandling leverans, leda till att hjärtat trycks ned och bort från strålbehandling fält och kan minimera behovet av en kompromiss mellan målvävnad täckning och orgel-at-risk (OAR) sparande (figur 1) ^11.

Det finns för närvarande två huvudsakliga håller andan tekniker i klinisk användning. Den första består av en digital spirometer ansluten till en ballongventil. Patienter andas genom ett munstycke och en klämma placeras på näsan för att undvika nasal andning. Spirometri spår visualiseras på en skärm, och inspiration avbruten och hållas vid en förutbestämd lungvolym. Den andra metoden var i första hand avsedd att användas som en respiratorisk grindningssystemet, men den har också en inbyggd breath-hold inställning. Detta system använder en videokamera för att spela in rörelsen av en infraröd-reflekterande markör placeras på bröstet av patienten. Den vertikala rörelsen av markören visas i realtid på en monitor, och behandling leverans påbörjas när markören flyttar in i en förutbestämd tröskel zonen. Båda systemen markant minska hjärt doser hos patienter som får vänstra bröst strålbehandling. Den spirometri-baserad teknik betyligt minskar mängden hjärtmuskeln bestrålas ^12-14, samt påvisa jämförbara inom och mellan-fraktion reproducerbarhet jämfört med standard liggande fri-andning bröst strålbehandling ^15. På samma behandling med hjälp av infraröda reflekterande markörer minskar medeldosen till hjärtat med över 50% ^11,16,17, samtidigt som målvävnad täckning ^11. Sådana dosimetriska besparingstakt beräknas motsvara en minskning på 10 gånger i hjärt-dödar ^18.

En nackdel med dessa system, dock, och ett hinder för utbredd implementering är deras kostnader. Båda systemen kräver investeringar i enheterna själva, men i fallet med spirometrisystemet finns även löpande kostnader som språkrör är disponibel, som kräver ett nytt språkrör för planering-CT samt för varje del av behandlingen. Kostnad, i kombination med en brist på utbildning av personal, förklarar varför endast 4% av de brittiska bröst behandlingar utfördes med bReath hållande tekniker i 2012 [Royal College of Radiologer "(UK) revision]. Andningshållande tekniker är mer utbredd användning i övriga Europa, med 20% av centra med hjälp av dessa tekniker under 2010 ^19. En förklaring till detta är att utveckla och genomföra en enkel, billig och utrustning fria håller andan teknik, frivillig andetag-hold (VBH). Tills nyligen var dock uppgifter saknas på reproducerbarheten för VBH tekniken. En randomiserad studie utförd vid Royal Marsden Hospital (Sutton, Storbritannien), Storbritannien HeartSpare studie har visat att interfraktions reproducerbarhet med VBH tekniken är jämförbar med spirometri-baserad enhet. Dessutom erbjuder den VBH tekniken en tidsfördel vid planering-CT och behandling inställning och föredras av patienter och röntgensjuksköterskor både ^20. Den VBH tekniken nu rullas ut till tio brittstrålbehandlingscentra för att bekräfta att tekniken är genomförbar i en multicenter sigmma och att hjärt avvara bibehålls (HeartSpare II). Det förväntas att detta kommer att bana väg för Storbritannien omfattande upptag av hjärtsparande bröst strålbehandling, och kommer sannolikt att leda till en betydande minskning av hjärtsjukdom bland brittiska överlevt bröstcancer.

Protocol

Studien genom vilken detta protokoll genomfördes godkändes av Royal Marsden kommitté för klinisk forskning (Sutton, Storbritannien) och den forskningsetiska kommittén (London – Riverside, UK) (ISRCTN 53.485.935). 1. Strålbehandling Clinic Bedöm patientens lämplighet för den frivilliga andan-hold tekniken på kliniken: vänster bröst eller bröstkorgen strålbehandling (utan nodal bestrålning) rekommenderas av strålning onkolog. Gå igenom patientens allmäntillstånd och andra sjukdomar (särskilt lungrelaterade). Be patienten att öva hålla andan i hemmet, medan du ligger ner, till en början för 5 sek, och bygga upp i 5 sek intervaller till 20 sek. 2. Strålbehandling Planering-CT-session Placera patienten på CT soffan i standardbehandlingsposition. Definiera ställning tatueringar och plats CT-markörer (kors) på patientmittlinjen i free andning, ungefär halvvägs längs de sannfältkanterna. Lägg laterala markörer på varje sida av patienten i fri-andas, i linje med mittlinjen markör. Be patienten att träna att ta ett djupt andetag in och hålla det, till en början för 5 sekunder, innan man bygger upp i 5 sek intervaller till 20 sek. Instruera patienten att andas in och andas ut två gånger innan vi ber dem att hålla andan i upp till 20 sek. Detta slappnar patienten, hjälper dem att förbereda sig för andan-tag och hjälper breath-hold konsistens. Spela den längsta tid som patienten kan bekvämt hålla andan. Upprepa andetag-hold och markera positionen för den främre och laterala tatueringar i förhållande till de lasrar i andetag-håll för att bidra till att skapa reproducerbarhet. Spela in höjden på sido tatuering ovanför soffan topp under andetag-hold innan du fortsätter med datortomografi. Ge standard andetag-hold instruktioner till patienten och påbörja sökningen gång satisfied patienten är i breath-hold. När datortomografi har avslutats, kontrollera och spela in höjden på sido tatueringar på datortomografi för att bekräfta att ett konsekvent breath-hold utfördes. Om sidohöjden soffan avviker med mer än 3 mm från den ursprungliga soffan höjd, mät om den främre och laterala punkter referens. 3. Strålbehandling Treatment Planning OBS! Strålbehandling planeringsprocessen är detsamma som för en vanlig bröst patient. Applicera tangentiella strålbehandling fält enligt lokala protokoll. Producera klinisk planen strålbehandling som uppfyller ICRU kriterier. Spela in den främre balken källan mot hud avstånd (SSD) som tillägg till inspelning standarddata dosplanerings (enligt lokal protokoll). OBS: Den främre balken SSD används för att kontrollera den främre-bakre setup i behandlingsrummet. 4. Radiotherapy Behandling Setup Rikta in tatueringar i fri-andning. Markera den bakre och sämre mätningar från den vänstra sido tatuering och den främre mittlinjen tatuering på patientens hud (från information som registrerats vid planering-CT-session). Instruera patienten att andas in och ut två gånger innan du tar ett djupt andetag in och hålla. Referensmärket på patientens hud bör stiga upp till nivån av lasern. Be patienten att upprepa andetag-hold förfarande ett par gånger för att bekräfta reproducerbarhet innan du fortsätter med patientens inställning. Be patienten att utföra ett andetag-håll och rikta mittlinjen tatuering till isocentret läget överlägsen / underlägsen och ställer in fokus till ytan avstånd (FSD) vid mittlinjen. I fri-andning, flytta sängen i sidled till isocentret. Mät och märk den mediala och laterala gränser fält i fri-andning. Ställ alla andra maskinparametrar (t ex., Fältstorlek och ganFörsök, kollimator och bäddvinklarna) för den första strålen (anterior sned). Be patienten att utföra ett andetag-hold och kontrollera den mediala gränsen linje med markering görs i steg 4,5. Märk fältkanten (som definieras av ljusfält) med en penna på varje fraktion: detta underlättar visualisering av patientens andetag-hold. Upprepa steg 4,6 och 4,7 för den bakre sneda strålen, och behandla med hjälp av denna balk först. Om patientens inställning är utanför toleransen (enligt lokala toleransnivåer för en vanlig bröst strålbehandling patienten), se felsökningsalgoritmen (Figur 2). Om det inte finns tillräckligt kameror för att övervaka fältkanten samt positionen av portal förhållande till soffan från kontrollrummet, bedöma portal rotation innan de lämnar behandlingsrummet för att undvika kollisioner. 5. Strålbehandling Behandling Leverans En gång i kontrollrummet, zooma behandlings room kameror så att fältgränser markerade på patientens hud är synliga på rummet övervakar kontroll. En gång redo att påbörja behandling, be patienten att utföra ett andetag-hold (som beskrivs i 4.2) via intercom-system. Kontrollera ljusfältet linje tillfredsställande med det markerade området gränsen och sedan påbörja behandling (Figur 3). Övervaka patientens andedräkt-tag under behandlingen leverans. Behandlingen bör avbrytas om det finns oro för att det har skett en förändring i andetag-hold djup. 6. Strålbehandling Verifiering Utför avbildning verifiering av patientens position (t.ex. med elektronisk portal imaging (EPI) eller cone-beam CT), efter lokala protokoll för typ / frekvens av avbildning och toleransnivåer. Korrekt för systematiska fel med isocenter drag enligt lokala protokoll för vanliga bröst strålbehandling patienter. Justering av märken på patienten & #8217, s hud bör inte vara nödvändig.

Representative Results

Realtids elektroniska portalbilder (EPI) matchades on-line digitalt rekonstruerade röntgenbilder (DRR) för 23 patienter (172 behandlings fraktioner). EPI förskjutningar analyserades för den högra främre och vänstra bakre sneda balkar i (u, v)-planet (v-riktning parallell med craniocaudal axel och u-riktning vinkelrätt mot detta) 21, och inställningsfel för VBH teknik uppskattas. EPI-baserade befolkningen systematiska fel intervall (för varje stråle och i varje plan) var 1,5-1,8 mm och slumpmässiga fel intervall 1,7-2,5 mm. Uppgifter Tabell dos-volym histogram (DVH) användes för att härleda NTD menar (en biologiskt viktade medelvärdet av den totala dosen till vävnaden normaliserad till 2 Gy fraktioner med en vanlig linjär kvadratisk modell 22, α / β = 3Gy) för hjärta, vänster främre fallande kranskärl (LAD), ipsilaterala, och hela lungorna. Dessutom var den maximala dos som den LAD (LAD max) uppskattas. Normal vävnads doser visas i tabell 1. Tider för planering-CT-session, behandlingsinställningar, behandling leverans och total behandlingstillfälle registrerades, och visas i tabell 2. Uppgifterna visar att planerings-CTS kan slutföras inom en standard 30 min session. Behandlingstider inkluderar CBCT imaging, som utfördes för var tredje fraktion. Behandling inställning och totala sessionstider, därför förväntas vara kortare än vad som rapporterats här i centra där CBCT imaging är inte en del av standardbehandling. Men även med CBCT imaging, behandlingar kan slutföras inom en 20 minuters behandlingssession. Patienter och röntgensjuksköterskor fick fylla validerade frågeformulär 23 vid sin planering-CT-session samt två gånger under behandlingen. Sextiofem patientenkäter och 64 röntgenskötare enkäter analyserades. Enkäterna sammanfattas som patientens välbefinnandepoäng (PCS) och röntgenskötare tillfredsställelse poäng (RSS) (av 9, högre poäng = bekvämare / tillfredsställande). Median PCS var 8 (interkvartilt intervall 8-9) och median RSS var 7 (interkvartilt intervall 6-8). Figur 1. Hjärtat sparande effekten av VBH. Axial och sagittala CT-snitt från samma patient vid samma bröstväggen nivå i fri-andning (A och C) och använda VBH tekniken (B och D). Observera att hjärtat (som beskrivs i gult) har tryckts ned och bort från strålbehandlingsfälten med hjälp av VBH tekniken. Klicka här för att se en större version av denna siffra. <imgalt > Figur 3. Kontroll andetag-hold konsistens från kontrollrummet. Kontrollrums CCTV stillbilder som visar läget för ljusfält i förhållande till den markerade fält gränsen för en rätt främre sned stråle i fri-andning (A) och anpassningen av ljusfältet och markerade fält gräns när patienten är i breath-hold ( B). Median dos (Gy) Minsta dos (Gy) Maximal dos (Gy) VBH FB VBH FB VBH FB Heart NTD betyda 0,6 0,8 0,4 0,4 0,9 2,1 <td> LAD NTD betyda 2,5 6,0 1,3 1,2 10,0 22,6 LAD max 28,6 43,7 9,7 4,6 41,8 51,3 Ipsilateral lunga NTD betyda 4,1 – 2,8 – 5,6 – Hela lungor NTD medelvärdet 2,0 – 1,3 – 2,7 – Tabell 1. Normala vävnadsdoser för frivilliga andetag-hold (VBH) teknik. Median, lägsta och högsta NTD menar (Gy) för hjärta, LAD, ipsilateral och hela lungor visas, som är median, minimum och maximum LAD max ( Gy). Dessutom median, minsta och maximala hjärt doser för standardfri-andning (FB) vänstra bröst strålbehandling vid vårt center visas för jämförelse. Tid (min) Händelse Median Minsta Maximal Planering-CT-session 22 14 44 Inställnings Behandling 9 6 15 Behandling leverans 7 5 12 Total behandlingstillfälle 18 14 27 Tabell 2. Planering-CT och behandlingssessionstider för de frivilliga andetag-hold-tekniken. Median, minimum och maximum planering-CT, behandlingsinställningar, behandling leverans, och den totala behandlingssessionstider visas (min).

Discussion

Kritiska steg i protokollet är: 1) kontroll efter andan-hold konsistens vid planering-CT och behandling inställning; 2) kontroll av sidohöjden soffan mätt på CT är i linje med den uppmätta pre-CT; 3) rikta tatueringar i fri-andning, men inställningen FSD i andetag-hold; 4) se till ljusfält i linje med markerade fältgränser innan behandlingen påbörjas.

Antalet andnings innehar krävs under behandlingen leverans varierar från patient till patient, och är främst beroende av antalet segment som levereras. Lämpliga pilar under behandlingen leverans (för att göra det möjligt för patienten att slappna av innan du upprepar ett andetag-hold) bör bestämmas från fall till fall beroende på leveranssätt. Vi föreslår starkt att för inledande genomförandet av VBH att en enhetlig lag används. Detta gör det möjligt för de inblandade att bli behöriga snabbare och bidrar till att upprätthålla behandlingskvalitet. Där problem påträffasmotverkas under behandlingen installationen, kan patienten bli ombedd att ändra andan-hold (djupare eller grundare efter behov). Om detta inte lyckas förbättra setup, bör patienten ställas in igen. Vector soffa flyttar bör användas som en sista utväg. En felsökning algoritm visas i figur 2.

Figur 2. Felsökning algoritm för frivillig behandling breath-hold teknik setup. Denna algoritm kan användas för att hjälpa behandling setup där patienterna inte sätter upp inom tolerans (enligt lokala toleransnivåer). Som ett exempel använder vårt centrum en 5 mm toleransnivå. Algoritmen bör följas från topp till botten. I de flesta fall kan ställa väckas inom tolerans genom att be patienten att ändra andan-hold djup (djupare eller grundare somkrävs).

Befolkning systematiska och slumpmässiga behandling inställningsfel är mindre än de som ses i fri-andas tangentiell fält bröst strålbehandling ^24, och i linje med andra publicerade data om andningshållande tekniker ^25,26. VBH minskar median normala vävnadsdoser från 25 till 58% jämfört med vanlig fri-andas bröst strålbehandling vid vårt center (Tabell 1). Hjärt doser med VBH är lägre än de som ses i andra publicerade arbetet håller andan tekniker ^{11,16,17,26,27,} även om metoder för dos uppgifter inspelnings varierar mellan studierna.

Såsom beskrivits i inledningen, alla andetag-hold tekniker använder ett surrogat för att mäta inter-och intrafraction reproducerbarhet. Den VBH teknik använder inriktning av ljusfält med markerade fält gränser för att kontrollera konsekvens innan behandlingen påbörjas samt under behandlingen leverans. Även om ännu inte formellt rapporterats, har vi funnit intrafraction reproducerbarhet (mätt med hjälp av flera intrafraction EPI) för att vara extremt bra, med liten, om någon, intrafraction rörelse. Detta överensstämmer med tidigare publicerade arbeten ^26. Med tanke på den konsekvent intrafraction reproducerbarhet observeras, radioterapisystem där ljusfält inte kvar på under behandlingen leverans behöver inte vara ett hinder för genomförandet av VBH. I rummet lasrar kan användas som ett alternativ till ljusfält för kontroll av att andningen-hold bibehålls under behandlingen leverans. Dessutom kan referenspunkten från vilken andetag-hold reproducerbarhet övervakas anpassas; till exempel, kan centra som använder en asymmetrisk fältteknik vill använda den överlägsna tangentiella fält gräns.

VBH erbjuder betydande fördelar jämfört med andra hjärtsparande tekniker, av vilka en del redan antytts. Det minimerar avvägning mellan målet och OAR kompromiss ofta krävs när du använder MLC, minskar den låga dosen irradiation av hjärtat och är mycket mindre resurskrävande än IMRT, och det är mer reproducerbar än benägen bestrålning samtidigt gynnar kvinnor i alla bröst storlekar. När det gäller andra håller andan tekniker, ger VBH jämförbar reproducerbarhet och hjärta sparande, samtidigt som det är billigare att genomföra eftersom ingen specialutrustning krävs. Den låga kostnaden för tekniken innebär att det finns en mycket verklig möjlighet för den att gynna andra sjukvårdssystem, särskilt de med begränsade resurser.

Det finns redan publicerat arbete att påvisa möjligheten att leverera nodal strålning utöver hela bröstet / bröstkorgen bestrålning med hjälp av IR-reflekterande markörer ¹⁷ och spirometribaserade ¹⁴ system. Vårt center är nu utför ytterligare arbete för att bekräfta möjligheten att använda VBH för nodal bestrålning i bröstcancerpatienter. Inverse-planerad IMRT sannolikt vara till nytta hos utvalda patienter, speciellt när leveering en samtidig integrerat uppsving, och möjligheten att använda VBH hos dessa patienter måste bedömas. Slutligen kan andedräkt hållande tekniker vara till nytta vid behandling av andra tumörer, inklusive lunga ^28, lever ^29, och gastric ³⁰ cancer. Ytterligare arbete krävs för att bedöma lämpligheten av att använda VBH tekniken för behandling av andra än bröst webbplatser.

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors are grateful to Dr Liesbeth Boersma and colleagues at the Maastro Clinic for their advice on the voluntary breath-hold technique. The authors are also very grateful to the Pink Ribbon Foundation for funding the dissemination of the VBH technique. This article presents independent research funded by the National Institute for Health Research (NIHR) under its Research for Patient Benefit (RfPB) Programme (Grant Reference Number PB-PG-1010-23003). The views expressed are those of the author(s) and not necessarily those of the NHS, the NIHR or the Department of Health. The work was undertaken in The Royal Marsden NHS Foundation Trust which receives a proportion of its funding from the NHS Executive. We acknowledge NHS funding to the NIHR Biomedical Research Centre and the support of the NIHR, through the South London Cancer Research Network.

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Brilliance CT big bore oncology	Philips		Other makes/models compatible with VBH technique
MT350 breastboard	Med-Tec	MT-350-N	Other makes/models compatible with VBH technique
Dorado virtual simulation laser system	LAP Laser	Dorado CT-1-3-Wall	Other makes/models compatible with VBH technique
Pinnacle³radiation therapy planning system v9.2	Philips		Other makes/models compatible with VBH technique
Synergy linear accelerator	Elekta		Other makes/models compatible with VBH technique
Intuity XVI Release 4.5.1	Elekta		Other makes/models compatible with VBH technique
Iview Electronic Portal Imaging Release 3.4	Elekta		Other makes/models compatible with VBH technique
Apollo room lasers	LAP Laser		Other makes/models compatible with VBH technique
Active breathing coordinator (ABC)	Elekta		Commercially available breath-hold system, not required for VBH technique
Real-time position management (RPM) system	Varian		Commercially available breath-hold system, not required for VBH technique

References

Ferlay, J., et al. GLOBOCAN 2008 v1.2. International Agency for Research on Cancer. , (2010).
Maddams, J., Utley, M., Moller, H. Projections of cancer prevalence in the United Kingdom, 2010-2040. Br. J. Cancer. 107, 1195-1202 (2012).
Darby, S., et al. Effect of radiotherapy after breast-conserving surgery on 10-year recurrence and 15-year breast cancer death: meta-analysis of individual patient data for 10,801 women in 17 randomised trials. Lancet. 378, 1707-1716 (2011).
Clarke, M., et al. Effects of radiotherapy and of differences in the extent of surgery for early breast cancer on local recurrence and 15-year survival: an overview of the randomised trials. Lancet. 366, 2087-2106 (2005).
Darby, S. C., et al. Risk of ischemic heart disease in women after radiotherapy for breast cancer. N. Engl. J. Med. 368, 987-998 (2013).
Team, D. o. H. C. P. Radiotherapy Services in England 2012. , (2012).
Zhang, F., Zheng, M. Dosimetric evaluation of conventional radiotherapy, 3-D conformal radiotherapy and direct machine parameter optimisation intensity-modulated radiotherapy for breast cancer after conservative surgery. J Med Imaging Radiat Oncol. 55, 595-602 (2011).
Schubert, L. K., et al. Dosimetric comparison of left-sided whole breast irradiation with 3DCRT forward-planned IMRT, inverse-planned IMRT, helical tomotherapy, and topotherapy. Radiother. Oncol. 100, 241-246 (2011).
Kirby, A. M., et al. Prone versus supine positioning for whole and partial-breast radiotherapy: A comparison of non-target tissue dosimetry. Radiother. Oncol. 96, 178-184 (2010).
Kirby, A. M., et al. A randomised trial of Supine versus Prone breast radiotherapy (SuPr study): Comparing set-up errors and respiratory motion. Radiother. Oncol. 100, 221-226 (2011).
Vikstrom, J., Hjelstuen, M. H., Mjaaland, I., Dybvik, K. I. Cardiac and pulmonary dose reduction for tangentially irradiated breast cancer, utilizing deep inspiration breath-hold with audio-visual guidance, without compromising target coverage. Acta Oncol. 50, 42-50 (2011).
Sixel, K. E., Aznar, M. C., Ung, Y. C. Deep inspiration breath hold to reduce irradiated heart volume in breast cancer patients. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 49, 199-204 (2001).
Krauss, D. J., et al. MRI-based volumetric assessment of cardiac anatomy and dose reduction via active breathing control during irradiation for left-sided breast cancer. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 61, 1243-1250 (2005).
Remouchamps, V. M., et al. Significant reductions in heart and lung doses using deep inspiration breath hold with active breathing control and intensity-modulated radiation therapy for patients treated with locoregional breast irradiation. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 55, 392-406 (2003).
Remouchamps, V. M., et al. Three-dimensional evaluation of intra- and interfraction immobilization of lung and chest wall using active breathing control: A reproducibility study with breast cancer patients. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 57, 968-978 (2003).
Johansen, S., et al. Dose evaluation and risk estimation for secondary cancer in contralateral breast and a study of correlation between thorax shape and dose to organs at risk following tangentially breast irradiation during deep inspiration breath-hold and free breathing. Acta Oncol. 50, 563-568 (2011).
Hjelstuen, M. H., Mjaaland, I., Vikstrom, J., Dybvik, K. I. Radiation during deep inspiration allows loco-regional treatment of left breast and axillary-, supraclavicular- and internal mammary lymph nodes without compromising target coverage or dose restrictions to organs at risk. Acta Oncol. 51, 333-344 (2012).
Korreman, S. S., et al. Cardiac and pulmonary complication probabilities for breast cancer patients after routine end-inspiration gated radiotherapy. Radiother. Oncol. 80, 257-262 (2006).
Laan, H. P., Hurkmans, C. W., Kuten, A., Westenberg, H. A. Current technological clinical practice in breast radiotherapy; results of a survey in EORTC-Radiation Oncology Group affiliated institutions. Radiother. Oncol. 94, 280-285 (2010).
Bartlett, F. R., et al. The UK HeartSpare Study: Randomised evaluation of voluntary deep-inspiratory breath-hold in women undergoing breast radiotherapy. Radiother. Oncol. 108, 242-247 (2013).
Penninkhof, J., Quint, S., Baaijens, M., Heijmen, B., Dirkx, M. Practical use of the extended no action level (eNAL) correction protocol for breast cancer patients with implanted surgical clips. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 82, 1031-1037 (2012).
Scrimger, R. A., et al. Reduction in radiation dose to lung and other normal tissues using helical tomotherapy to treat lung cancer, in comparison to conventional field arrangements. Am. J. Clin. Oncol. 26, 70-78 (2003).
Nutting, C. M., et al. A randomised study of the use of a customised immobilisation system in the treatment of prostate cancer with conformal radiotherapy. Radiother. Oncol. 54, 1-9 (2000).
Hurkmans, C. W., Remeijer, P., Lebesque, J. V., Mijnheer, B. J. Set-up verification using portal imaging; review of current clinical practice. Radiother. Oncol. 58, 105-120 (2001).
Remouchamps, V. M., et al. Initial clinical experience with moderate deep-inspiration breath hold using an active breathing control device in the treatment of patients with left-sided breast cancer using external beam radiation therapy. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 56, 704-715 (2003).
Borst, G. R., et al. Clinical results of image-guided deep inspiration breath hold breast irradiation. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 78, 1345-1351 (2010).
Hayden, A. J., Rains, M., Tiver, K. Deep inspiration breath hold technique reduces heart dose from radiotherapy for left-sided breast cancer. J Med Imaging Radiat Oncol. 56, 464-472 (2012).
Marchand, V., et al. Dosimetric comparison of free-breathing and deep inspiration breath-hold radiotherapy for lung cancer. Strahlenther. Onkol. 188, 582-589 (2012).
Bloemen-van Gurp, E., et al. Active breathing control in combination with ultrasound imaging: a feasibility study of image guidance in stereotactic body radiation therapy of liver lesions. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 85, 1096-1102 (2013).
Hu, W., Ye, J., Wang, J., Xu, Q., Zhang, Z. Incorporating breath holding and image guidance in the adjuvant gastric cancer radiotherapy: a dosimetric study. Radiat Oncol. 7, 98 (2012).

Play Video

PDF

DOI

DOWNLOAD MATERIALS LIST

Citer Cet Article

Bartlett, F. R., Colgan, R. M., Donovan, E. M., Carr, K., Landeg, S., Clements, N., McNair, H. A., Locke, I., Evans, P. M., Haviland, J. S., Yarnold, J. R., Kirby, A. M. Voluntary Breath-hold Technique for Reducing Heart Dose in Left Breast Radiotherapy. J. Vis. Exp. (89), e51578, doi:10.3791/51578 (2014).