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Dose distribution of the brain tissue associated with cognitive functions in high-grade glioma patients - 26/01/20

Distribution de dose dans les tissus cérébraux impliqués dans les fonctions cognitives chez les patients atteints d’un gliome de haut grade

Doi : 10.1016/j.canrad.2019.08.009 
J. Jacob a, b, , E. Clausse c, M.A. Benadjaoud d, C. Jenny c, M. Ribeiro b, e, L. Feuvret a, J.-J. Mazeron a, D. Antoni f, M.-O. Bernier g, K. Hoang-Xuan e, h, D. Psimaras e, h, A. Carpentier h, i, D. Ricard b, j, k, P. Maingon a
a Department of Radiation Oncology, Sorbonne University, Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière-Charles Foix, Assistance Publique–Hôpitaux de Paris, 75013 Paris, France 
b CNRS, Service de Santé des Armées, COGNAC-G - Cognition and Action Group, University Sorbonne Paris Cité, 75006 Paris, France 
c Department of Medical Physics, Sorbonne University, Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière-Charles Foix, Assistance Publique–Hôpitaux de Paris, 75013 Paris, France 
d Radiobiology and Regenerative Medicine Research Service, Direction of Human Health, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, 92260 Fontenay-aux-Roses, France 
e Department of Neurology 2-Mazarin, Sorbonne University, Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière-Charles Foix, Assistance Publique–Hôpitaux de Paris, 75013 Paris, France 
f Centre Paul Strauss, University of Strasbourg, University Radiotherapy Department, 67000 Strasbourg, France 
g Laboratory of Epidemiology, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, 92260 Fontenay-aux-Roses, France 
h Inserm, CNRS, Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière, Sorbonne University, Assistance Publique–Hôpitaux de Paris, 75013 Paris, France 
i Department of Neurosurgery, Sorbonne University, Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière-Charles Foix, Assistance Publique–Hôpitaux de Paris, 75013 Paris, France 
j Department of Neurology, Service de Santé des Armées, Hôpital d’Instruction des Armées Percy, 92140 Clamart, France 
k Service de Santé des Armées, École du Val-de-Grâce, 75005 Paris, France 

Corresponding author. Department of Radiation Oncology, Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière-Charles Foix, 47-83, boulevard de l’Hôpital, 75013 Paris, France.Department of Radiation Oncology, Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière-Charles Foix47-83, boulevard de l’HôpitalParis75013France
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le Sunday 26 January 2020
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Abstract

Purpose

The purpose of this prospective dosimetric study was to assess the dose distribution regarding the brain areas implied in cognitive functions using two approaches: volumetric modulated arc therapy (VMAT) and helical tomotherapy (HT).

Patients and methods

Thirty-seven patients were treated using a dual-arc VMAT approach for supratentorial glioblastoma between 2016 and 2018. The total dose of 60Gy in 30 daily fractions was administered to the planning target volume (PTV). The brain structures that play an important role in cognitive physiology, such as the hippocampi, corpus callosum, cerebellum, subventricular zones (SVZ), were delineated. For each patient, a new treatment plan in HT was determined by a second medical physicist in a blindly fashion according to the same dose constraints and priorities. Statistical analyses were performed using the Wilcoxon-signed rank test.

Results

Conformity indexes remained similar with both techniques. The mean values were 0.96 (0.19–1.00) for VMAT and 0.98 (range, 0.84–1.00) for HT, respectively (P=0.73). Significant D50% reductions were observed with VMAT compared to HT: 14.6Gy (3.8–28.0) versus 17.4Gy (12.1–25.0) for the normal brain (P=0.014); 32.5Gy (10.3–60.0) versus 35.6Gy (17.1–58.0) for the corpus callosum (P=0.038); 8.1Gy (0.4–34.0) versus 12.8Gy (0.8–27.0) for the cerebellum (P<0.001), respectively.

Conclusion

The VMAT approach seemed to improve the sparing of the key brain areas implied in cognitive functions without jeopardizing PTV coverage.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Objectif

L’objectif de cette étude prospective dosimétrique était d’évaluer la distribution de dose en regard des aires cérébrales impliquées dans les fonctions cognitives selon deux techniques : arcthérapie volumétrique modulée (VMAT) et tomothérapie hélicoïdale (HT).

Patients et méthodes

Trente-sept patients ont été pris en charge pour un glioblastome sus-tentoriel par une VMAT à base de deux arcs entre 2016 et 2018. Une dose totale de 60Gy en 30 fractions quotidiennes a été administrée au volume cible prévisionnel (PTV). Les structures cérébrales occupant une place importante dans la physiologie cognitive, comme les hippocampes, le corps calleux, le cervelet, les zones péri-ventriculaires (ZPV), ont été délinées. Pour chaque patient, un nouveau plan de HT a été déterminé en aveugle par une seconde physicienne médicale selon les mêmes contraintes de dose et priorités. Les analyses statistiques ont été menées à l’aide du test des rangs signés de Wilcoxon.

Résultats

Les indices de conformité étaient similaires entre les deux techniques. Les valeurs moyennes étaient de 0,96 (0,19–1,00) respectivement en VMAT et de 0,98 (0,84–1,00) en tomothérapie hélicoïdale (p=0,73). Des réductions significatives de la D50 % (dose reçue dans 50 % du volume) ont été observées en VMAT, comparativement à la HT : respectivement 14,6Gy (3,8–28,0) contre 17,4Gy (12,1–25,0) pour l’encéphale sain (p=0,014), 32,5Gy (10,3–60,0) contre 35,6Gy (17,1–58,0) pour le corps calleux (p=0,038), 8,1Gy (0,4–34,0) contre 12,8Gy (0,8–27,0) pour le cervelet (p<0,001).

Conclusion

La VMAT semblait améliorer la protection des principales régions cérébrales impliquées dans les fonctions cognitives sans compromettre la couverture du PTV.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Glioma, Cognitive functions, Intensity-modulated radiation therapy

Mots clés : Gliome, Fonctions cognitives, Radiothérapie conformationnelle par modulation d’intensité


Plan


 This work was presented at the Annual Congress of the Association des Neuro-Oncologues d'Expression Française (ANOCEF) on June, 14th 2019 and rewarded with the prize of the best oral communication of the "Local treatments" session.


© 2020  Société française de radiothérapie oncologique (SFRO). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
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