Potential benefits of using cardiac gated images to reduce the dose to the left anterior descending coronary during radiotherapy of left breast and internal mammary nodes

PurposeTo assess the benefits of using cardiac gated images for treatment planning of breast and internal mammary nodes.Patients and methodsInspiration breath hold computed tomography (CT) series acquired at prospectively gated diastolic phase were used for planning. Three different techniques were compared. Technique A used tangents and an internal mammary nodes field covering the three first inter-rib spaces; technique B used an extended internal mammary nodes including part of the medial breast in junction with tangential fields; the 3rd technique used helical tomotherapy. For each technique, two treatment plans were performed: one plan (plan-01) where mean dose and V25 to the heart were considered for plan evaluation and a second plan (plan-02) where the irradiation of the left anterior descending artery was minimized.ResultsV25 to the heart was found to be less than 5% for all six plans. Mean doses to the heart were within 4.8 to 7.2 Gy. By attempting to lower the dose to the left anterior descending artery, heart Dmean was decreased by 20–30% for the two techniques A and B while being unchanged for tomotherapy. Regarding target coverage, there was no marked difference between plans where only heart dose was considered (plans-01) and plans where the left anterior descending artery dose was minimized (plans-02). When the left anterior descending artery dose was part of plan evaluation, Dmean to the left anterior descending artery could be decreased by 24, 19 and 9% for techniques A, B and tomotherapy respectively. The three techniques exposed segments of the left coronary to different levels of dose.ConclusionThis study showed that evaluation of the dose to the left anterior descending artery coronary may change the treatment strategy. Cardiac gated images without IV contrast permitted a good visualization of the coronaries in order to optimize the dose on these structures. In addition to heart V25, the dose to the coronaries should be included in prospective studies on radiotherapy related heart toxicity in association with all additional risk factors.

RésuméObjectif de l’étudeÉvaluer l’intérêt d’utilisation d’images obtenues avec un gating cardiaque pour optimiser la dosimétrie au niveau de la chaîne mammaire interne.Patientes et méthodesDes images obtenues avec un gating cardiaque ont été utilisées pour effectuer la dosimétrie. Trois différentes techniques d’irradiation ont été comparées. La technique A consistait à irradier par des faisceaux tangentiels la chaîne mammaire interne dans les trois premiers espaces intercostaux, la technique B à irradier par un « grand faisceau » la chaîne mammaire interne en y incluant la partie interne du sein en jonction des tangentiels, et la troisième à réaliser une tomothérapie. Pour chaque technique, deux plans dosimétriques ont été réalisés, le plan-01 avec évaluation du V25 (volume recevant 25 Gy) cardiaque et plan-02 avec optimisation pour diminuer la dose au niveau de l’artère coronaire gauche antérieure.RésultatsLe V25 cardiaque était de moins de 5 % pour les six plans. Les doses moyennes reçues par le cœur étaient entre 4,8 et 7,2 Gy. Avec l’optimisation au niveau de l’artère coronaire gauche antérieure, la dose cardiaque moyenne (Dmean) a été diminuée de 20–30 % pour les techniques A et B et était sans changement pour la tomothérapie. En ce qui concerne la couverture des volumes cibles, il n’avait pas de différence entre les plans dosimétriques avec et sans optimisation au niveau des coronaires. En visualisant l’artère coronaire gauche antérieure et optimisant la dosimétrie, nous avons réussi de diminuer la Dmean au niveau de l’artère coronaire gauche antérieure de 24 %, 19 % and 9 % respectivement pour les techniques A, B et C. Les trois techniques exposaient les segments de l’artère coronaire gauche antérieure à des niveaux des doses différentes.ConclusionNotre étude a montré que l’évaluation de la dose d’irradiation au niveau des coronaires peut changer la stratégie thérapeutique. Les images obtenues avec la technique de gating cardiaque ont permis une bonne visualisation des coronaires et une optimisation dosimétrique pour réduire la dose à ce niveau. Il semble qu’il soit temps d’évaluer le V25 cardiaque ainsi que la dose au niveau coronaire pour toutes les patientes traitées pour un cancer du sein.