Breast radiation treatment has been linked to complications such as pneumonitis and cardiac toxicity, necessitating dose optimization. This study aims to determine the optimal integration plan of volumetric modulated arc therapy (VMAT) and three-dimensional conformal radiotherapy (3DCRT) in a deep inspiration breath-hold regimen.

CT imaging data from twenty patients with breast or chest wall cancer, either right or left-sided, and with supraclavicular and internal mammary chain lymph nodes were retrieved. The CT data planned with a hybrid VMAT of three different weighting proportions: 30 % using 3DCRT and 70 % using VMAT, 50 % using 3DCRT and 50 % using VMAT, and 70% using 3DCRT and 30 % using VMAT and compared with full 3DCRT and full VMAT plan (classic and five arc design).

The homogeneity and conformity indices were better in the hybrid VMAT plans than in plans using VMAT or 3DCRT alone (P<0.005). Results of all hybrid VMAT plans showed a considerable drop of volumes receiving more than 4Gy, 8Gy or 16Gy in the ipsilateral lung compared to the full VMAT plan (P<0.001). There was a noticeable decrease in the mean dose to the heart and the dose in 5% of the contralateral breast in the plan using 70 % 3DCRT and 30 % VMAT compared to full VMAT (P<0.001). The plan using 70 % 3DCRT and 30% VMAT achieved a balance between the target and surrounding areas, compared to using only 3DCRT or VMAT.

A hybrid plan using 70 % 3DCRT contribution achieved a balanced outcome for breast or chest wall irradiation, considering both planning target volume and organs at risk. Utilizing our VMAT arc design, incorporating one shortened arc can significantly reduce doses to organs at risk further. It is important to consider the patient's anatomy when making this decision.

La radiothérapie mammaire a été associée à des complications telles que la pneumopathie et la toxicité cardiaque, nécessitant une optimisation de la dose. Cette étude visait à déterminer le plan d’intégration optimal de l’arcthérapie avec modulation d’intensité (VMAT) et d’une radiothérapie conformationnelle tridimensionnelle (RTC3D) avec inspiration bloquée.

Les données d’imagerie tomodensitométrique de 20 patientes atteintes d’un cancer du sein ou de la paroi thoracique, du côté droit ou gauche, et avec des ganglions lymphatiques sus-claviculaires et de la chaîne mammaire interne, ont été récupérées. Les données tomodensitométriques ont été planifiées avec un schéma de VMAT hybride selon trois pondérations différentes : 30 % en utilisant la RTC3D et 70 % en utilisant la VMAT, ou en utilisant 50 % de RTC3D et 50 % de VMAT, ou bien en utilisant 70 % de RTC3D et 30 % de VMAT, et ont été comparées à un plan en RTC3D et à un plan en VMAT (conception classique à cinq arcs) seules.

Les indices d’homogénéité et de conformité étaient meilleurs avec les plans de traitement hybrides par rapport aux plans utilisant la VMAT ou la RTC3D seules (p<0,005). Les résultats de tous les plans hybrides ont montré une baisse significative des volumes recevant plus de 4Gy, 8Gy et 16Gy dans le poumon homolatéral par rapport au plan VMAT (p<0,005). Une diminution notable de la dose moyenne dans le cœur et de la dose dans 5 % du volume du sein controlatéral était constatée avec le plan utilisant 30 % de VMAT par rapport à celui utilisant la VMAT seule (p<0,005). Le plan utilisant 30 % de VMAT propose le meilleur compromis entre la couverture du volume cible et l’irradiation des organes à risque, par rapport à l’utilisation d’un plan utilisant uniquement la RTC3D ou la VMAT.

Un plan hybride utilisant une contribution de 70 % de RTC3D offre une meilleure dosimétrie pour l’irradiation du sein ou de la paroi thoracique, en tenant compte à la fois du volume cible prévisionnel et des organes à risque. L’utilisation de notre conception de VMAT avec un arc raccourci peut réduire considérablement les doses dans les organes à risque. Il est important de tenir compte de l’anatomie du patient au moment de prendre cette décision.