Treatment planning for spinal radiosurgery: A competitive multiplatform benchmark challenge

Zielsetzung Untersuchung der Qualität von Behandlungsplänen für die Wirbelsäulen-Stereotaxie, die durch verschiedene Planungs- und Bestrahlungssysteme generiert wurden. Die Arbeit umfasst die robotergestützte Radiochirurgie sowie die intensitätsmodulierte Rotationstherapie (IMAT). Multiple Zentren mit gleichen Systemen wurden eingesetzt, um eine Verzerrung aufgrund individueller Planungsqualitäten zu reduzieren. Die Studie verwendete drei Fälle mit komplexen Wirbelsäulenläsionen, um den Unterschied in der Planqualität zwischen den verschiedenen Ansätzen zu untersuchen. Methoden International anerkannte Experten auf dem Gebiet der Behandlungsplanung und der Wirbelsäulen-Radiochirurgie aus 12 Zentren nahmen mit unterschiedlichen Planungssystemen teil. Für eine komplexe Wirbelsäulenläsion wurden die Ergebnisse mit einem zuvor publizierten Referenzplan verglichen, der für die CyberKnife-Radiochirurgie (CKRS) erstellt wurde und ausschließlich runde Kegelstrahlen verwendete. Für zwei weitere Fälle – einer mit mehreren kleinen Läsionen, die drei Wirbel infiltrierten, und einer mit einer einzelnen Wirbelkörperläsion, die mit integriertem Boost behandelt wurde – wurden die Ergebnisse mit einem Referenzplan verglichen, der unter Verwendung einer „Best-Practice“-Richtlinie entstanden ist. Alle Pläne wurden auf Basis eines zuvor etablierten Rankingsystems bewertet. Ergebnisse Alle 12 Zentren erreichen entweder die gleiche Planqualität (n= 4) oder übertrafen den Referenzplan (n= 8). Für die multiplen Läsionen und den Einzelwirbel-Läsionsplan erreichten jeweils nur 5 bzw. 3 der 12 Zentren eine gleiche oder bessere Planqualität als der „Best-Practice“-Referenzplan. Die absoluten Unterschiede in der Dosisverteilung im Zielvolumen und in den kritischen Strukturen waren jedoch klein und stark vom individuellen Planer und nicht vom System abhängig. Insgesamt führte die Gantry-basierte IMAT mit einfachen Planungstechniken (zwei koplanare Arcs) zu schnelleren Behandlungen und deutlich besseren Ergebnissen in der Planqualität als die statische Gantry-basierte Intensitätsmodulierte Strahlentherapie (IMRT) oder die Multilamellenkollimator (MLC)- und nicht-MLC-basierte CKRS unabhängig vom System (mittlerer Rank 1,2 vs. 3,1 von 4; p= 0,002). Schlussfolgerung Bei dieser Planungsherausforderung für komplexe Wirbelsäulenradiochirurgie wurde eine hohe Planqualität unter allen Systemen und allen beteiligten Zentren erreicht. Die Studie schlussfolgert, dass einfache IMAT-Techniken deutlich bessere Planqualitäten im Vergleich zu früheren etablierten CKRS-Benchmarks generieren können.