- / -

Recent studies have suggested significant variation in radiotherapy schedules used to treat advanced NSCLC, both between different centres as well as between countries. In this study, treatment methodologies have been explored using management plans proposed by radiation oncologists when given general questions and theoretical case histories for patients with advanced NSCLC. Methods and Materials The survey was conducted by sending a questionnaire to twenty four radiotherapy centres in Europe. The questionnaire was composed of two sections. The first section concerned reasons for starting radiotherapy, parameters that influence the choice of total dose and fractionation for radiotherapy and the kind of equipment that is used. The second section examines five case histories and asked the responders about the management of these five theoretical patients also regarding the radiotherapy techniques proposed and the aim of treatment (radical or palliative). Furthermore, trials comparing different regimens of palliative radiotherapy in patients with NSCLC were compared. Nineteen trials were reviewed. There were important differences in the doses of radiotherapy investigated, the patient characteristics and the outcome measures. Results In the first part responders (70% of the centres) suggested as the most important factors that influence the choice of total dose and fractionation for radiotherapy, distant metastases, performance status of the patient, lung function and size of the primary tumour. The most common reasons for starting the treatment is not only symptom relief, but also cure and prolongation of life. In the second part, more than 95% of the responders replied that they would give radiotherapy in each of these cases. The median total doses proposed where 20Gy/5fractions/1week or 30Gy/10fractions/2weeks for cases A and D (equivalent dose for fractionation 2Gy per fraction=23 and 33Gy) and 60-68Gy/30fractions/6weeks or 68Gy/34fractions/7weeks for cases B, C and E. For case E, 20% of the responders suggested Stereotactic Body Radiotherapy with 63Gy in 3 Fractions. The total dose and number of fractions of radiotherapy could be related to the perceived aims and expectations of treatment e.g. those aiming to extent life would give significantly higher total doses in a larger number of fractions, whereas those aiming to relieve symptoms would give significantly lower total doses. For the review to the literature there is no strong evidence that any regimen gives greater palliation. Higher dose regimens give more acute toxicity, especially oesophagitis. There is evidence for a modest increase in survival (5% at 1 year and 3% at 2 years) in patients with better performance status (PS) given higher dose radiotherapy. Some regimens are associated with an increased risk of radiation myelitis. Conclusions This survey demonstrates a range of treatment strategies for advanced and inoperable NSCLC within Europe. There are a number of factors that influence the perceived aims of treatment and treatment planning. These factors should be taken into account when evaluating the effectiveness of different irradiation techniques, especially in the determination of radiobiological parameters and dose-response relations. The majority of patients should be treated with short courses of palliative radiotherapy, of 1 or 2 fractions. Care should be taken with the dose to the spinal cord. The use of high dose palliative regimens should be considered for and discussed with selected patients with good performance status. More research is needed into reducing the acute toxicity of large fraction regimens and into the role of radical compared to high dose palliative radiotherapy. In the future, large trials comparing different RT regimens may be difficult to set up because of the increasing use of systemic chemotherapy. Trials looking at how best to integrate these two modalities, particularly in good PS patients need to be carried out. / Πρόσφατες μελέτες έχουν αναδείξει σημαντική ποικιλία στα ακτινοθεραπευτικά σχήματα που χρησιμοποιούνται στην ακτινοθεραπεία του μη μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα προχωρημένου σταδίου. Στη συγκεκριμένη μελέτη θεραπευτικές μεθοδολογίες έχουν διερευνηθεί χρησιμοποιώντας τεχνικές που προτείνονται από ογκολόγους ακτινοθεραπευτές . Υλικά και Μέθοδοι: Η μελέτη αποτελείται από δυο μέρη. Στο πρώτο ένα ερωτηματολόγιο εστάλη σε είκοσι τέσσερα ακτινοθεραπευτικά κέντρα στην Ευρώπη .Το ερωτηματολόγιο αποτελούνταν από δυο τμήματα. Στο πρώτο ζητούνταν οι λόγοι για τους οποίους γίνεται έναρξη της ακτινοθεραπείας, οι παράμετροι που επηρεάζουν την επιλογή για τη συνολική δόση και τις συνεδρίες για την θεραπεία και τον εξοπλισμό που χρησιμοποιούν. Στο δεύτερο τμήμα παρουσιαστήκαν πέντε θεωρητικά κλινικά περιστατικά και ζητήθηκε η αντιμετώπιση αυτών των θεωρητικών ασθενών. Στο δεύτερο μέρος της μελέτης πραγματοποιήθηκε ανασκόπηση στη βιβλιογραφία και σύγκριση των αποτελεσμάτων κλινικών δοκιμών που έχουν πραγματοποιηθεί στο παρελθόν. Αποτελέσματα: Στο ερωτηματολόγιο απάντησαν το εβδομήντα τοις εκατό των κέντρων στα όποια εστάλη. Στο πρώτο μέρος ως οι πιο σημαντικοί παρόντες που επηρεάζουν την επιλογή της τελικής δόσης και τις συνεδρίες οριστήκαν οι παρουσία απομακρυσμένων μεταστάσεων, η κλινική εικόνα του ασθενούς, η πνευμονική λειτουργία και το μέγεθος του πρωτογενούς όγκου. Οι σημαντικότεροι λόγοι για έναρξη θεραπείας είναι ανακούφιση από τα συμπτώματα καθώς και επιμήκυνση της ζωής. Στο δεύτερο μέρος ενενήντα πέντε τοις εκατό των κέντρων απάντησαν ότι θα πραγματοποιούσαν ακτινοθεραπεία και στους πέντε αυτούς ασθενείς. Η επιλογή της συνολικής δόσης και συνεδρίων επηρεάζεται από την θεώρηση της θεραπείας ως παρηγορική ή θεραπευτική. Τα κέντρα που είχαν στόχο την επιμήκυνση της ζωής έδιναν μεγαλύτερες δόσεις και περισσότερες συνεδρίες εν αντιθέσει με τα κέντρα που είχαν στόχο την υποχώρηση των συμπτωμάτων που έδιναν μικρότερης δόσεις σε λιγότερες συνεδρίες. Στο δεύτερο μέρος υπολογιστήκαν οι σχετικές βιολογικές δραστικότητες από τα δεδομένα της βιβλιογραφίας καθώς και ο παράγοντας πολλαπλασιασμού του όγκου και κατασκευάστηκαν καμπύλες δόσης απόκρισης. Συμπεράσματα: Η μελέτη αποδεικνύει την ύπαρξη ποικιλίας στις τεχνικές που χρησιμοποιούνται στη θεραπεία προχωρημένου και ανεγχείρητου μη μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα. Αυτοί οι παράγοντες πρέπει να συνυπολογίζονται όταν εκτιμάται η αποτελεσματικότητα διαφορετικών ακτινοθεραπευτικών τεχνικών, κυρίως στο προσδιορισμό ακτινολογικών παραμέτρων και σχέσεων δόσης –απόκρισης.

The aim of this study is the clinical derivation of the dose-response relations of bladder and prostate regarding PSA progression and urinary complications using patients treated for prostate cancer with both photon and proton beams. Such data are necessary for a prospective estimation of the clinical effectiveness of radiation therapy using combinations of different radiation modalities. Material During the period from 2002 until 2006, at the Academic Hospital in Uppsala, Sweden 189 patients underwent radiotherapy for prostate cancer, which combined photon and proton beams therapy. Of these patients, 100 have been included in this study and have been analysed for the prostate. The analyses for urinary complications were made for 72 patients who didn’t have final clinical urinary outcome equal to one . The dose distribution delivered to the prostate, the two regions of the bladder and the clinical treatment outcome, were available for each patient. The patients were given a proton boost of 20 Gy in 4 fractions of 5 Gy in addition to a conventional photon beam treatment, which was prescribed to a dose of 50 Gy in 25 fractions of 2 Gy. In this analysis, the delineated regions of interest were the prostate, the whole urinary bladder and the lower 3 cm part of the bladder. It is known that most urinary complications come from the lower 3cm part of bladder due to its anatomical position near to urethra and prostate. The photon and proton doses were calculated using the BED (biologically effective dose) concept. Furthermore, for the calculation of the proton dose an RBE value of 1.1 was considered. Finally, the combined effective dose was chosen to be the sum of the maximum dose of protons and the mean dose of photons for the whole bladder and the bladder-3cm, while for the prostate, the effective dose was considered as the sum of the mean dose for photons and the minimum dose for protons. The radiobiological parameter acquisition was performed for the Poisson Binomial and Probit models using the Maximum Likelihood method. Results Of the 100 patients, 94 had tumor control (94 %), whereas 6 patients had treatment failure (6 %). Of the 72 patients, 15 (21%) showed urinary complications, whereas 57 (79%) were complication-free.. The estimated values of the parameters for tumour are D50= 49.4 Gy (68% CI = 47.90-52.80 Gy) and γ = 2.25 (68% CI = 1.95-2.80) for the Poisson , D50= 49.55Gy (68% CI= 47.56-51.45Gy) and γ = 2.25 (68% CI = 1.95-2.80) for Binomial, whereas for the Probit model the values of D50 and γ50 are 47,27Gy (68% CI = 45.25-50.01 Gy) and 1,33 (68% CI = 1.20-1.37), respectively. The estimated values of the parameters for the whole bladder are D50= 104 Gy (68% CI = 103.12-105.01 Gy) and γ = 0.7 (68% CI = 0.67-0.72) for the Poisson , D50= 108 Gy (68% CI= 106-108.8 Gy) and γ = 0.6 (68% CI = 0.58-0.70) for Binomial, whereas for the Probit model the values of D50 and γ50 are 97 Gy (68% CI = 95.30-97.56 Gy) and 1 (68% CI = 0.94-1.12), respectively. Finally, the estimated values of the parameters for bladder 3cm are D50= 88.4 Gy (68% CI = 85.4-89.5 Gy) and γ = 1.30 (68% CI = 1.18-1.45) for the Poisson , D50= 88.58 Gy (68% CI= 86.21-89.85 Gy) and γ = 1.28 (68% CI = 1.12-1.51) for Binomial, whereas for the Probit model the values of D50 and γ50 are 85.58 Gy (68% CI = 83.23-89.21Gy) and 1.78 (68% CI = 1.56-1.83), respectively. From the derived mean DVHs of the prostate it is concluded that photon and proton therapies contribute the same in the toxicity of the patients and both proton and photon therapy provide the patients with the prescribed dose in the target – prostate gland. From the derived mean DVHs of the bladder and the bladder 3cm, it is observed that photon therapy provides the patients with more dose than the proton therapy, thus it can be assumed that the urinary complications were mainly due to the photon treatment. Bladder 3cm receives more dose both during photon and proton therapy in comparison with the whole bladder for patients with and without complications. Thus, the lower 3cm part of the bladder contributes more in the possibility of urinary complications. In ROC analysis, for the prostate the area under the ROC curve is 0.71. This indicates that the model distinguishes quite well the group of the patients with and without PSA progression. For the whole bladder and the lower 3cm of the bladder, the results are 0.61 and 0.65 respectively; the model does not separate well the two groups (with and without the complications). These results suggest that other factors may also be important for urinary toxicity. Conclusions The dose-response relations of bladder and prostate appear to be described well by the estimated parameters of the Poisson, Poisson and Probit models. Future studies incorporating more radiobiological models and more detailed factors describing the combined treatment and endpoint registration will be needed until an accurate prospective estimation of the expected urinary complications is reached. / Ο σκοπός αυτής της μελέτης είναι ο προσδιορισμός των παραμέτρων δόσης απόκρισης αναφορικά με το κλινικό αποτέλεσμα της εξέλιξης της PSA και των ουροποιητικών επιπλοκών μετά από ακτινοθεραπεία προστάτη με φωτόνια και πρωτόνια. Αυτά τα δεδομμένα είναι πού χρήσιμα στην κλινική πράξη για την εκτίμηση και σύγκριση των πλάνων ακτινοθεραπείας. Υλικά και μέθοδοι Κατά την περίοδο 2002 με 2006, στο Ακαδημαϊκό Νοσοκομείο της Ουψάλα, Σουηδίας, 189 ασθενείς υποβλήθηκαν σε ακτινοθεραπεία φωτονίων και πρωτονίων για προστάτη. Από το σύνολο των ασθενών, 100 μελετήθηκαν και συμπεριλήφθηκαν στην παρούσα εργασία. Ειδικότερα για τις ουροποιητικές επιπλοκές, η ανάλυση πραγματοποιήθηκε για 72 ασθενείς χωρίς κλινικό αποτέλεσμα ίσο με 1. Το κλινικό αποτέλεσμα και οι κατανομές δόσεις της ουροδόχου κύστης και του προστάτη ήταν διαθέσιμα για κάθε ασθενή. Οι ασθενείς δέχθηκαν θεραπεία πρωτονίων των 20 Gy σε 4 συνεδρίες των 5 Gy καθώς και θεραπεία φωτονίων των 50 Gy σε 25 συνεδρίες των 2 Gy. Οι περιοχές ενδιαφέροντος που απεικονίστηκαν είναι ο προστάτης, ολόκληρη η ουροδόχος κύστη και τα χαμηλότερα 3 cm από την βάση της ουροδόχου κύστης (κύστη 3εκ.). Είναι γνωστό ότι οι περισσότερες επιπλοκές προέρχονται από το τμήμα που περιλαμβάνει τα χαμηλότερα 3 cm από την βάση της ουροδόχου κύστης εξαιτίας της ανατομικής του θέσης κοντά στην ουρήθρα και στον προστάτη. Οι δόσεις φωτονίων και πρωτονίων υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας την BED. Επίσης, στον υπολογισμό της δόσης πρωτονίων χρησιμοποιήθηκε η RBE ίση με 1.1. Τέλος, η ισοδύναμη δόση για την κύστη και τα 3 εκ. της κύστης είναι το άθροισμα της μέγιστης δόσης πρωτονίων και της μέσης δόσης φωτονίων. Ενώ για τον προστάτη, είναι το άθροισμα της μέσης δόσης φωτονίων και της ελάχιστης δόσης των πρωτονίων. Τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν σε μια διαδικασία προσαρμογής μέγιστης πιθανοφάνειας (maximum likelihood fitting) ώστε να υπολογιστούν οι βέλτιστες τιμές των παραμέτρων που χρησιμοποιούνται από τα μοντέλα Poisson, Binomial και Probit. Αποτελέσματα Από τους 100 ασθενείς , 94 ήταν ασυμπτωματικοί ασθενείς και 6 εμφάνισαν επιπλοκή όσο αφορά την εξέλιξης της PSA . Από τους 72 ασθενείς, 15 (21%) παρουσίασαν ουροποιητικές επιπλοκές ενώ, 57 (79%) δεν παρουσίασαν. Οι βέλτιστες εκτιμήσεις των παραμέτρων δόσης απόκρισης για τον όγκο είναι are D50= 49.4 Gy (68% CI = 47.90-52.80 Gy) και γ = 2.25 (68% CI = 1.95-2.80)για το Poisson, για το Binomial μοντέλο D50= 49.55Gy (68% CI= 47.56-51.45Gy) and γ = 2.25 (68% CI = 1.95-2.80), ενώ για το Probit μοντέλο οι τιμές για τα D50 και γ50 είναι 47,27Gy (68% CI = 45.25-50.01 Gy) και 1,33 (68% CI = 1.20-1.37) αντίστοιχα. . Οι βέλτιστες εκτιμήσεις των παραμέτρων δόσης απόκρισης για την κύστη είναι D50= 104 Gy (68% CI = 103.12-105.01 Gy) και γ = 0.7 (68% CI = 0.67-0.72) για το Poisson , D50= 108 Gy (68% CI= 106-108.8 Gy) και γ = 0.6 (68% CI = 0.58-0.70) για το Binomial, ενώ για το Probit μοντέλο οι τιμές για τα D50 και γ50 είναι 97 Gy (68% CI = 95.30-97.56 Gy) και 1 (68% CI = 0.94-1.12), αντίστοιχα. Τέλος, οι βέλτιστες εκτιμήσεις των παραμέτρων δόσης απόκρισης για την κύστη 3cm είναι D50= 88.4 Gy (68% CI = 85.4-89.5 Gy) και γ = 1.30 (68% CI = 1.18-1.45) για το Poisson, D50= 88.58 Gy (68% CI= 86.21-89.85 Gy) and γ = 1.28 (68% CI = 1.12-1.51) για το Binomial μοντέλο, , ενώ για το Probit μοντέλο οι τιμές είναι 85.58 Gy (68% CI = 83.23-89.21Gy) and 1.78 (68% CI = 1.56-1.83). Από τα μέσα αθροιστικά διαγράμματα του προστάτη προκύπτει ότι και η θεραπεία φωτονίων και πρωτονίων συνεισφέρουν το ίδιο στην τοξικότητα των ασθενών, αλλά και ότι και οι δυο θεραπείες δίνουν στον στόχο την καθορισμένη δόση. Από τα μέσα αθροιστικά διαγράμματα της κύστης και της κύστης 3cm, παρατηρείται ότι η θεραπεία φωτονίων προσφέρει στους ασθενείς με επιπλοκές μεγαλύτερη δόση από την θεραπεία πρωτονίων, με αποτέλεσμα να μπορεί να υποτεθεί ότι οι ουροποιητικές επιπλοκές οφείλονται κυρίως στην θεραπεία φωτονίων. Επίσης, παρατηρείται ότι η κύστη 3cm λαμβάνει περισσότερη δόση και στην θεραπεία φωτονίων και στην θεραπεία πρωτονίων συγκριτικά με ολόκληρη την κύστη για όλους τους ασθενείς με ή χωρίς επιπλοκές. Έτσι, συμπεραίνεται ότι αυτό το μέρος της κύστης συμβάλλει περισσότερο στην εμφάνιση επιπλοκών. Επιπλέον, στην ROC ανάλυση, για τον προστάτη η περιοχή κάτω από τη ROC καμπύλη είναι 0.71, δηλαδή τα μοντέλα φαίνονται να διαφοροποιούν καλά τις ομάδες ασθενών με και χωρίς επιπλοκή της PSA. Για την ουροδόχο κύστη και την κύστη 3cm , τα αποτελέσματα είναι 0.61 και 0.65 αντίστοιχα. Τα μοντέλα δεν διαφοροποιούν καλά τις ομάδες με ή χωρίς. Συμπεραίνεται ότι υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν την ουροποιητική τοξικότητα. Συμπεράσματα Οι σχέσεις δόσης απόκρισης για την κύστη και τον προστάτη φαίνεται να περιγράφονται αρκετά καλά από τις εκτιμημένες παραμέτρους δόσης απόκρισης για τα Poisson, Poisson και Probit μοντέλα. Μελλοντικές μελέτες με περισσότερα ακτινοβιολογικά μοντέλα και λεπτομερέστερους παράγοντες, που θα περιγράφουν την συνδυασμένη θεραπεία και το κλινικό αποτέλεσμα είναι απαραίτητες για μια ακριβή πρόβλεψη των επιπλοκών.

- / -

The purpose of this study was to investigate whether it is possible to create the ITV using a reduced set of 4DCT phases. Methods: Ten lung cancer patients were identified who had received 4DCT imaging as part of their treatment simulation, and who had a noticeable tumor motion. For each patient, a GTV was drawn on the exhale phase, based on the original physician-drawn ITV (our clinical practice is for the physician to directly draw the ITV based using the 4DCT images). This GTV was then propagated to the other phases of the 4DCT using a commercial image registration package (MIMVista, Cleveland OH). 4 different ITVs were created using N phases closest to exhale (N=1-10). For each ITV contour a RapidArc plan was created on the exhale phase CT, normalized so that the 95% isodose line covered at least 95% of the ITV. Each plan was applied to each CT phase (1-10), and the doses deformably mapped to the exhale phase. The effect of the motion was quantified in terms of the dose to the 95% of the target on the exhale phase (D95). The change in these parameters as N was reduced from 10 was calculated. Also, the difference in the 3D calculations of the original plans and the 4D calculations was noted as a function of N. Results: Differences in 3D and 4D dose calculations varied from 3% to 14% with an average of 7% for ITV_10/10. For 9 out 10 of ten patients we can have less than 5% reduction in the D95 by using ITV_8/10. For 3 out of ten patients we can have less than 5% reduction in the D95 by using ITV_7/10 and for 1 out of 10 patients we can patients we can have less than 5% reduction in the D95 by using ITV_6/10. Conclusions: No rule for reducing ITV works for all patients. Some reduction (8/10 phases) is possible for most of the patients but not all and also the volume reduction is small. Therefore what we are currently doing is reasonable. 4D dose calculations give different DVHs to 3D also shown by other groups. Reduction in ITV volume is possible for some patients (e.g. patient 2 17% reduction), but 4D dose calculation is necessary. / Ο σκοπός αυτής της εργασίας είναι να ερευνήσουμε εάν είναι εφικτή η δημιουργία ενός ITV το οποίο θα αποτελείται από μειωμένες φάσεις του 4DCT. Μέθοδοι: Για την εργασία χρησιμοποιήθηκαν δέκα ασθενείς με διαγνωσμένο καρκίνο του πνεύμονα οι οποίοι είχαν λάβει 4DCT σαν μέρος της εξομοίωσης τής θεραπείας τους. Για κάθε ασθενή ένα GTV σχεδιάστηκε στην φάση της εκπνοής του 4DCT. To συγκεκριμένο GTV τοποθετήθηκε ανάλογα και στις υπόλοιπες φάσεις του 4DCT χρησιμοποιώντας ειδικό λογισμικό με δυνατότητες ‘deformable registration’ (MIMVista, Cleveland OH). 4 διαφορετικά ITVs δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας Ν φάσεις πλησιέστερα στην εκπνοή (Ν=1-10). Για κάθε ITV ενα πλάνο VMAT δημιουργήθηκε στην φάση της εκπνοής, και κανονικοποιήθηκε ώστε το 95% του στόχου να παίρνει τουλάχιστον 95% της δόσης. Κάθε πλάνο εφαρμόστηκε σε όλες τις υπόλοιπες φάσεις του 4DCT και η αθροιστική δόση που παίρνει το GTV από όλο τον αναπνευστικό κύκλο υπολογίστηκε στη φάση της εκπνοής. Το πόσο επηρεάζει η κίνηση υπολογίστηκε με όρους δόσης στο 95% του στόχου πάνω στην φάση της εκπνοής (D95). Επίσης η διαφορά μεταξύ των 3D και των 4D υπολογισμών δόσης υπολογίστηκε σαν συνάρτηση του Ν (Ν=1-10). Αποτελέσματα: Παρατηρήθηκαν διαφορές στους 3D και 4D υπολογισμούς δόσης από 3% έως 14% με μέσο όρο 7% για το ITV_10/10. Σε 9 από τους 10 μπορούμε να πετύχουμε μείωση μικρότερη του 5% στο D95 χρησιμοποιώντας το ITV_8/10. Σε 3 από τους 10 ασθενείς μπορούμε να πετύχουμε μείωση μικρότερη του 5% στο D95 χρησιμοποιώντας το ITV_7/10 και για 1 από τους 10 ασθενείς μπορούμε να πετύχουμε μείωση μικρότερη το 5% στο D95 χρησιμοποιώντας το ITV_6/10. Συμπεράσματα: Δεν υπάρχει γενικός κανόνας για την μείωση του ITV για όλους τους ασθενείς. Συνιστάται εξατομίκευση θεραπείας. Η μείωση των φάσεων σε 8 από 10 φαίνεται αποτελεσματική για τους περισσότερους αλλά όχι όλους τους ασθενείς. Η μείωση του όγκου που προκύπτει είναι σχετικά μικρή. Η τρέχουσα πρακτική στην κλινική εφαρμογή φαίνεται και λογική και αποτελεσματική.

- / -

In treatment of cancer using high energetic radiation the problem arises how to irradiate the tumor without damaging the healthy tissue in the immediate vicinity. In order to do this, intensity modulated radiation therapy (IMRT) is used. In this thesis, the general goal is to modulate the homogeneous radiation field delivered by an external accelerator using a multileaf collimator in comparison with beam modifying devices. In order to generate intensity modulated fields in a static mode with multileaf collimators, the heuristic algorithm of Galvin, Chen and Smith is used. This method aims at finding a segmentation with a small number of segments, taking account of mechanical constraints such as leaves can move only in one direction, on one row, the right and left leaves cannot overlap (Interleaf Collision) and also every element between the leaf and the side of the collimator to which the leaf is connected is also covered (no holes in leaves). During the implementation of the algorithm, the initial intensity matrix with the desired radiation rates is inserted and using essential transformations, a positive combination of special matrices, segments, corresponding to fixed positions of multileaf collimator are obtained. All calculations end with the superposition of segments which leads to the creation of the 3-D matrix that will be used to irradiate the tumor. The algorithm is implemented in C++. The calculations are fast and the procedure is user friendly. The model is implemented for the case of protection the spinal cord while treating a tumor in the neck area. Furthermore, dose distributions obtained with this model and beam modifying devices in the neck area were compared. / Κατά τη θεραπεία του καρκίνου με χρήση υψηλής ενέργειας ακτινοβολίας, πρόβλημα αποτελεί ο περιορισμός της ακτινοβολίας στον όγκο στόχο και ο περιορισμός της συμμετοχής του υγιούς ιστού, της γειτονικής περιοχής, στο ελάχιστο. Προκειμένου να επιλυθεί το πρόβλημα αυτό χρησιμοποιείται ακτινοθεραπεία με πεδία ακτινοβολίας διαμορφωμένης έντασης (Ιntensity Μodulated Radiαtion Therapy – IMRT), με τη βοήθεια των κατευθυντήρων πολλαπλών φύλλων (Multileaf Collimators- MLC). Στόχος της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η διαμόρφωση του ομοιογενούς πεδίου ακτινοβολίας, που διανέμεται μέσω του γραμμικού επιταχυντή χρησιμοποιώντας κατευθυντήρα πολλαπλών φύλλων και η σύγκριση των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης με τις συσκευές διαμόρφωσης δέσμης (Beam Modifying Devices). Προκειμένου να παραχθούν τα διαμορφωμένης έντασης πεδία ακτινοβολίας, σε στατική μορφή, χρησιμοποιήθηκε ο αλγόριθμος των Galvin, Chen και Smith. H μέθοδος αποσκοπεί στην τμηματοποίηση του πίνακα με τα επιθυμητά ποσοστά ακτινοβολίας σε έναν μικρό αριθμό τμημάτων “segments”, λαμβάνοντας υπόψιν μηχανικούς περιορισμούς. (i) Τα φύλλα δύναται να κινηθούν μόνο κατά μήκος μιας διεύθυνσης, (ii) σε μια γραμμή, το αριστερό και το δεξί φύλλο δεν μπορούν να επικαλυφτούν (Interleaf Collision) και (iii) κάθε στοιχείο μεταξύ του φύλλου και της πλευράς του διαμορφωτή, με την οποία είναι συνδεδεμένο, είναι πάντα καλυμμένο (Νo holes in leaves). Κατά την υλοποίηση του αλγορίθμου, εισάγεται ο αρχικός πίνακας με τα επιθυμητά ποσοστά ακτινοβολίας και με τη χρήσης κατάλληλων μετασχηματισμών, προκύπτει ένας συνδυασμός από ειδικούς πίνακες (segments), οι οποίοι αντιστοιχούν σε θέσεις των κατευθυντήρων πολλαπλών φύλλων και θα χρησιμοποιηθούν για την ακτινοβόληση του όγκου. Ο αλγόριθμος υλοποιήθηκε σε C++. Οι υπολογισμοί είναι γρήγοροι και η διεργασία είναι φιλική προς το χρήστη. Το μοντέλο υλοποιήθηκε για την περίπτωση προστασίας της σπονδυλικής στήλης κατά τη θεραπεία όγκου στην περιοχή του λαιμού. Τέλος, οι κατανομές δόσεις που προέκυψαν με την προαναφερθέν μοντέλο συγκρίθηκαν με αυτές των συσκευών διαμόρφωσης δέσμης.

Recent advances in radiation therapy have provided the possibility of combining different modalities, energies and particles in different parts of the treatment. However, there are very limited data on the clinical effectiveness of these modalities. The purpose of this study was the determination of the parameters D50 and γ for the prostate adenocarcinoma, the rectum and the penile bulb using different radiobiological models, when proton and photon beams are combined. / Πρόσφατες εξελίξεις στην ακτινοθεραπεία παρέχουν την δυνατότητα συνδυασμού διαφόρων μονάδων, ενεργειών και σωματιδίων σε διαφορετικά τμήματα της θεραπείας. Ωστόσο, υπάρχουν πολύ περιορισμένα δεδομένα που αφορούν στην κλινική αποτελεσματικότητα αυτών των συνδυασμών. Ο σκοπός αυτής της εργασίας ήταν ο προσδιορισμός των παραμέτρων D50 και γ για το αδενοκαρκίνωμα του προστάτη το ορθό καθώς και τον βολβό του πέους με τη χρήση διαφόρων ραδιοβιολογικών μοντέλων, στην περίπτωση της συνδυασμένης χρήσης δέσμεων φωτονίων και πρωτονίων.

The risk of secondary cancer associated with low doses of ionizing radiation, is gaining new interest every day, especially in long term surviving patients. The unavoidable amount of the scattered dose, which is absorbed by radiosensitive tissues/organs away from the irradiated treatment site, known as peripheral dose (PD), is the outcome of secondary irradiation sources while it influences the treatment parameters. Since the associated cancer risk is likely to be much lower but not insignificant from such low doses this may affect the choice of treatment options adopted. In this study, we performed measurements in a water phantom in order to indicate the trends of the PD from conventional radiotherapy and to demonstrate the influence of typical treatment parameters, such as the distance, the depth, the field size and the energy using the mobileMOSFET dose verification system. The PD is given as a function of the above treatment parameters and a comparison was made with an ionization chamber. In the same way measurements are presented in an anthropomorphic phantom and a comparison of the results between the mobileMOSFET dose verification system and the treatment planning software is given. Finally, the PD measurements were performed in preselected areas outside the treatment field in patients undergoing 3D conformal radiotherapy treatment and since, modern treatment modalities such as the stereotactic radiosurgery/radiotherapy (SRS/SRT) procedures consolidate more and more in the treatment of benign and malignant disease, we investigated the PD in patients undergoing intracranial and extracranial treatment with Cyberknife, before and after the shielding upgrade, and demonstrated the influence of the monitor units (MU) and the size of the collimator. A discussion for the potential of stochastic radiation induced effects with both treatment modalities is also given. Peripheral dose (PD) is strongly dependent upon the irradiation parameters selected during the treatment planning procedure such as the distance, the depth, the field size and the energy of the photon beam. More specifically, PD decreases almost exponentially with the increase of distance. Close to the edge of the field, the internal scattered radiation from the patient is the predominant source of secondary scattered dose. As the distance from the field edge increases, the radiation scattered by the collimator, and the machine leakage become predominant. On the other hand, the PD is higher near the surface and drops to a minimum at the depth of dmax, and then the PD tends to become constant with depth. Closer to the field edge, where internal scatter from the phantom dominates, the PD increases with depth, because the ratio of the scatter to primary increases with depth. A few centimetres away from the field, where collimator scatter and leakage dominate, the PD decreases with depth, due to the attenuation by the water. Finally, PD is significantly higher for larger field sizes, due to the increase of the scattering volume and as the energy increase the PD increases too. According the results of PD measurements with the 3D conformal radiotherapy treatment, the mean PD in the thyroid gland, expressed as a percentage of the prescribed dose (%TD), was 1.43 %, 9.85 %, 7.27% and 2.02 %, corresponding to whole brain irradiation, mediastinum treatment, and breast treatment with and without the irradiation of supraclavicular and axillary nodes, respectively. The risk of radiation induced cancer to the thyroid gland was estimated to be at levels of 0.18 %, 1.19 %, 1.18 % and 0.33 % respectively. The mean PD of the breast, expressed as a % TD, was 5.90 %, 2.59 % and 3.14% corresponding to mediastimun treatment and breast treatment with and without the irradiation of supraclavicular and axillary nodes, respectively. The risk to the breast was estimated to be at levels of 3.97 %, 1.76 % and 1.45%, in mediastinum and breast treatment, with and without the supraclavicular irradiation, respectively. Although the results indicate that there is not an increased risk of secondary cancer in the thyroid gland and the breast after conventional radiotherapy (3D CRT), the significance of this risk has to be considered taking into account the existing pathology and the age of the patient as also further studies are needed to determine the weight of each contributor to the peripheral dose as also. As a concern, the results of the PD measurements during Cyberknife treatment, the mean preshielding PD, as a percentage of the prescribed dose (% TD) was 2.32 %, 0.63 % and 0.48 %, in the thyroid gland, the umbilicus and the pubic symphysis, respectively, since in the preshielding measurements the nipple was not monitored. The mean postshielding PD was 2.06 %, 0.65 %, 0.59 %, and 0.47 %, in the thyroid gland, the nipple, the umbilicus and the pubic symphysis, respectively. The risk for inducing secondary cancers can be considered low for the organs studied, by taking into account the existing pathology of the patients undergoing Cyberknife treatment. However, it should not be completely disregarded, especially in long term surviving patients, who are being treated for benign diseases or for curatively non metastatic malignancies. We also concluded that the increase of the collimator size during Cyberknife treatment corresponds to an increase of the PD and becomes less significant at larger distances, indicating that at these distances the PD is predominate due to the head leakage and the collimator scatter. Weighting the effect of the number of monitor units and the collimator size can be effectively used during the optimization procedure of Cyberknife in order to choose the most suitable treatment plan that will deliver the maximum dose to the tumor, while being compatible with the dose constraints for the surrounding organs at risk. Attention is required in defining the thyroid gland as a structure of avoidance in the treatment plan especially in patients with benign diseases. The most important advantages of the mobileMOSFET dosimeter are its small size, as it can be easily placed on the patient’s skin and the almost direct estimation of the dose during exposure. Moreover, its sensitivity and reproducibility make it suitable for measurements of low PD, as it provides an adequate measure of dose at low dose levels for high-energy photon beam irradiations used for therapy applications. However, attention should be given to the utilized Calibration Factor (CF), since its sensitivity is affected by the accumulated dose during its lifetime. / Σύμφωνα με τη παγκόσμια έκθεση καρκίνου, περίπου 50% όλων των ασθενών με καρκίνο θα υποβληθούν σε ακτινοθεραπεία σε κάποια φάση της θεραπείας τους. Ο κίνδυνος εμφάνισης δευτερογενούς καρκίνου σε σχέση με τις χαμηλές δόσεις της ιοντίζουσας ακτινοβολίας μπορεί να είναι μικρός αλλά όχι αμελητέος, κερδίζοντας ένα ιδιαίτερο ενδιαφέρον στην επιστημονική κοινότητα της ακτινοθεραπείας, επηρεάζοντας τον τρόπο επιλογής των υιοθετημένων θεραπειών. Η σκεδαζόμενη δόση, που αναπόφευκτα απορροφάται από τα ακτινοευαίσθητα όργανα που κείτονται εκτός του όγκου/στόχου, αναφέρεται στην βιβλιογραφία ως περιφερική δόση. Η περιφερική δόση είναι αποτέλεσμα διαφόρων δευτερογενών πηγών ακτινοβολίας. Συγκεκριμένα, προέρχεται από τη σκεδαζόμενη ακτινοβολία εσωτερικά του ασθενούς, από τη διαρρέουσα και σκεδαζόμενη ακτινοβολία από τα μηχανικά μέρη που συνθέτουν το γραμμικό επιταχυντή όπως είναι ο πρωτεύον και δευτερεύον κατευθυντήρας, το φίλτρο επιπεδότητας, οι τροποποιητές δέσμης (σφήνες, μπλοκς, πολλαπλά φύλλα κατευθυντήρα), καθώς επίσης από τη σκεδαζόμενη ακτινοβολία από τους τοίχους, το ταβάνι και το πάτωμα του χώρου όπου στεγάζεται το ακτινοθεραπευτικό μηχάνημα αλλά και τη διαρρέουσα ακτινοβολία από τα δευτερογενή νετρόνια που παράγονται από τις φωτοπυρηνικές αλληλεπιδράσεις όταν η ενέργεια των φωτονίων είναι μεγαλύτερη των 10 MV. Όλο και περισσότερες μοντέρνες τεχνικές χρησιμοποιούνται στην ακτινοθεραπεία τόσο καλοήθη όσο και κακοήθη όγκων, όπως είναι η στερεοτακτική ακτινοχειρουργική και ακτινοθεραπεία, όπου υψηλή δόση δίδεται στον όγκο/στόχο ανά συνεδρία (υποκλασματοποίηση), διατηρώντας σε πολύ χαμηλά επίπεδα την δόση στους υγιείς ιστούς. Η εκτίμηση της περιφερικής δόσης με αυτές τις τεχνικές γίνεται ένα από τα σημαντικότερα δοσιμετρικά θέματα που απασχολούν την ακτινοθεραπευτική κοινότητα και κυρίως εστιάζεται σε ασθενείς νεαρής ηλικίας, σε ασθενείς με καλοήθη όγκο καθώς επίσης σε ασθενείς με μεγάλο χρόνο βιωσιμότητας. Συγκεκριμένα, αυτή η διδακτορική διατριβή είναι η πρώτη μελέτη που αναφέρεται σε μέτρηση της περιφερικής δόσης σε ασθενείς που υποβλήθηκαν σε ενδοκρανιακή και εξωκρανιακή στερεοταξία με το ρομποτικό σύστημα του Cyberknife. Επίσης είναι η πρώτη μελέτη όπου οι μετρήσεις της περιφερικής δόσης διεξήχθησαν με το δοσίμετρο MOSFET, χρησιμοποιώντας το δοσιμετρικό σύστημα mobileMOSFET. Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα του δοσιμέτρου MOSFET είναι το μικρό του μέγεθος, δεδομένου ότι μπορεί εύκολα να τοποθετηθεί στο δέρμα του ασθενούς, καθώς και η σχεδόν άμεση εκτίμηση της δόσης στα ακτινοευαίσθητα όργανα κατά τη διάρκεια της έκθεσης τους. Επιπλέον, η ευαισθησία και η επαναληψημότητά του, το καθιστούν κατάλληλο δοσίμετρο για τη μέτρηση χαμηλού επιπέδου δόσεων, όπου συγκαταλέγεται και η περιφερική δόση. Δεν απαιτούνται πολλοί παράγοντες διόρθωσης, ωστόσο, ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στο συντελεστή βαθμονόμησης (CF), καθώς η ευαισθησία του, επηρεάζεται από τη συσσωρευμένη δόση κατά τη διάρκεια της ζωής του. Αρχικά πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σε ομοίωμα νερού, προκειμένου να αναδειχθεί η συμπεριφορά της περιφερικής δόσης με την επίδραση διαφόρων παραμέτρων της θεραπείας όπως είναι η απόσταση (από την άκρη του πεδίου) και το βάθος, καθώς και από το μέγεθος του πεδίου και την ενέργεια φωτονίων που χρησιμοποιήσαμε, κάνοντας στη συνέχεια σύγκριση των αποτελεσμάτων μας με το θάλαμο ιονισμού. Έγιναν μετρήσεις περιφερικής δόσης σε ανθρωπόμορφο ομοίωμα, για πέντε κλινικές περιπτώσεις (ολοκρανιακή ακτινοβόληση, ακτινοβόληση πνεύμονα, ακτινοβόληση μαστού με και χωρίς τους υπερκλείδιους και μασχαλιαίους αδένες, ακτινοβόληση του ορθού και του προστάτη) προκειμένου να εκτιμηθεί η πιθανότητα εμφάνισης δευτερογενούς καρκίνου στα μάτια, στο θυροειδή αδένα, τις ωοθήκες και τις γονάδες. Πραγματοποιήθηκε σύγκριση των μετρήσεων του δοσιμετρικού συστήματος mobileMOSFET με τους υπολογισμούς περιφερικής δόσης του συστήματος σχεδιασμού πλάνου ISIS 3D. Σε πενήντα (50) ασθενείς που προσήλθαν στο Πανεπιστημιακό νοσοκομείου του Ρίου, προκειμένου να υποβληθούν σε τρισδιάστατη σύμμορφη ακτινοθεραπεία, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις περιφερικής δόσης σε δυο ιδιαίτερα ακτινοευαίσθητα όργανα όπως είναι ο θυροειδής αδένας και ο μαστός, προκειμένου να εκτιμηθεί η πιθανότητα εμφάνισης δευτερογενούς καρκίνου σε αυτά, με βάση το μοντέλο που προτείνει η Διεθνής Επιτροπή Ακτινοπροστασίας (ICRP 103). Τέλος, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις της περιφερικής δόσης σε 35 ασθενείς που υποβλήθηκαν σε ενδοκρανιακή και εξωκρανιακή στερεοταξία με το ρομποτικό στερεοτακτικό σύστημα του Cyberknife είτε για καλοήθης (ακουστικό νευρίνωμα, μηνιγγίωμα, αδένωμα υποφύσεως κτλ.) είτε για κακοήθης ασθένειες (αρτηριοφλεβώδης δυσπλασία, οστικές και εγκεφαλικές μεταστάσεις, γλοιώματα κτλ.), προκειμένου να εκτιμηθεί η πιθανότητα εμφάνισης δευτερογενούς καρκίνου στο θυροειδή αδένα, το μαστό, και στα όργανα που βρίσκονται στην περιοχή του οφαλού και της ηβικής σύμφυσης. Επίσης μελετήθηκε η συμπεριφορά της περιφερικής δόσης με και χωρίς την αναβάθμιση της θωρακίσεως του ρομποτικού συστήματος, καθώς επίσης και με την επίδραση του αριθμού των monitor units και του μεγέθους του κατευθυντήρα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των μετρήσεων στο ομοίωμα του νερού, η περιφερική δόση εξαρτάται από τις παραμέτρους ακτινοβόλησης όπως είναι η απόσταση από την άκρη του πεδίου και το βάθος, καθώς επίσης από το μέγεθος του πεδίου και την εκάστοτε ενέργεια των φωτονίων που χρησιμοποιήθηκε. Κοντά στην άκρη του πεδίου ακτινοβόλησης, η εσωτερική σκέδαση του ασθενούς είναι η κυρίαρχη πηγή δευτερογενούς ακτινοβολίας ενώ όσο απομακρυνόμαστε από το πεδίο η σκεδαζόμενη ακτινοβολία από τα διάφορα μέρη του ακτινοθεραπευτικού μηχανήματος καθώς και η διαρρέουσα ακτινοβολία είναι οι σημαντικότερες πηγές δευτερογενούς ακτινοβολίας. Η περιφερική δόση μειώνεται σχεδόν εκθετικά με την απόσταση. Συγκεκριμένα, η περιφερική δόση είναι μεγάλη κοντά στην επιφάνεια, εν συνεχεία μειώνεται μέχρι το βάθος της μέγιστης δόσης και στη συνέχεια παραμένει σχεδόν σταθερή. Η αύξηση του μεγέθους του ακτινοβολούμενου πεδίου συνεισφέρει σε μεγαλύτερη περιφερική δόση λόγω του μεγαλύτερου όγκου σκέδασης ενώ μεγαλύτερη περιφερική δόση έχουμε και με την αύξηση της ενέργειας των φωτονίων που χρησιμοποιούμε. Από τις μετρήσεις που έγιναν με ανθρωπόμορφο ομοίωμα, προκύπτει ότι το σύστημα σχεδιασμού θεραπείας ISIS 3D υπερεκτιμά την περιφερική δόση σε σημεία που είναι αρκετά μακριά από τον εκάστοτε όγκο στόχο. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του μετρήσεων στους ασθενούς που υποβλήθηκαν σε τρισδιάστατη σύμμορφη ακτινοθεραπεία, η μέση περιφερική δόση στο θυρεοειδή αδένα, ως ποσοστό της χορηγηθήσας δόσης, είναι 1.43 %, 9.85 %, 7.27 % και 2.02 %, στην ολοκρανιακή ακτινοβολία, στην ακτινοβόληση του μεσοθωρακίου και στην ακτινοβόληση του μαστού με και χωρίς την ακτινοβόληση των υπερκλειδίων και των μασχαλιαίων αδένων, αντίστοιχα. Η πιθανότητα εμφάνισης δευτερογενούς καρκίνου στο θυρεοειδή αδένα εκτιμήθηκε στα επίπεδα του 0.18 %, 1.19 %, 1.18 % και 0.33 % αντίστοιχα. Η μέση περιφερική δόση του μαστού μετρήθηκε αντίστοιχα 5.90 %, 2.59 % και 3.14 % για την ακτινοβόληση του μεσοθωρακείου και την ακτινοβόληση του μαστού με και χωρίς την ακτινοβόληση των υπερκλειδίων και μασχαλιαίους, αντίστοιχα. Η πιθανότητα εμφάνισης δευτερογενούς καρκίνου στο μαστό εκτιμήθηκε στα επίπεδα του 3.97 %, 1.76 % και 1.45 %, αντίστοιχα. Αν και τα αποτελέσματα δείχνουν ότι δεν υπάρχει ιδιαίτερα αυξημένος κίνδυνος εμφάνισης δευτερογενούς καρκίνου στο θυρεοειδή αδένα και το μαστό με την τρισδιάστατη σύμμορφη ακτινοθεραπεία, ιδιαίτερη έμφαση πρέπει να δοθεί στους ασθενείς που είναι νέοι ηλικιακά καθώς και σε αυτούς που έχουν μεγάλη επιβιωσιμότητα. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων στους ασθενείς που υποβλήθηκαν σε ενδοκρανιακή στερεοταξία με το ρομποτικό σύστημα του Cyberknife, είναι τα ακόλουθα. Η μέση περιφερική δόση, ως ποσοστό της χορηγηθήσας δόσης, πριν την αναβάθμιση της θωρακίσεως του συστήματος, μετρήθηκε σε 2.32 %, 0.63 % και 0.48 %, στο θυρεοειδή αδένα, την περιοχή του ομφαλού και της ηβικής σύμφυσης, αντίστοιχα. Η μέση περιφερική δόση, μετά την αναβάθμιση της θωρακίσεως του συστήματος, μετρήθηκε σε 2.06 %, 0.65 %, 0.59 %, και 0.47 %, στο θυρεοειδή αδένα, το μαστό, την περιοχή του ομφαλού και της ηβικής σύμφυσης, αντίστοιχα. Η πιθανότητα εμφάνισης δευτερογενούς καρκίνου στο θυροειδή αδένα και στο μαστό, εκτιμήθηκε περίπου σε 0.12 % και 0.14 %, αντίστοιχα, μετά την αναβάθμιση θωρακίσεως του συστήματος Cyberknife. Γενικά η πιθανότητα δευτερογενούς καρκίνου και στα δύο όργανα υψηλού κινδύνου είναι μικρή αν αναλογιστούμε και την εκάστοτη παθολογία των ασθενών που υποβλήθηκαν σε ενδοκρανιακή στερεοταξία με το ρομποτικό σύστημα του Cyberknife. Ωστόσο δε θα πρέπει να αγνοηθεί για τους ασθενείς που είναι νέοι ή έχουν καλοήθη πάθηση ή μεγάλο χρόνο βιωσιμότητας. Στην περίπτωση του θυροειδούς αδένα, όπου κείτεται κοντά στην περιοχή ακτινοβόλησης, η πιθανότητα αυτή μπορεί να αυξηθεί δραματικά αν οι δέσμες εξόδου περάσουν μέσα από αυτόν. Επομένως, ένα ερώτημα που τίθεται είναι αν ο θυροειδής αδένας κατά το σχεδιασμό της θεραπείας πρέπει να θεωρηθεί ή όχι ως όργανο κινδύνου. Τέλος, καθώς επιβεβαιώθηκε ότι η περιφερική δόση είναι ανάλογη του αριθμού των monitor units, η εκτίμησή της μπορεί να γίνει έμμεσα από τα monitor units για δεδομένη απόσταση που βρίσκεται το εκάστοτε όργανο κινδύνου από τον όγκο στόχο. Παράλληλα συμπεράναμε ότι όσο αυξάνεται το μέγεθος του κατευθυντήρα η περιφερική δόση αυξάνεται. Είναι προφανές λοιπόν ότι η επίδραση αυτών των δυο παραμέτρων στη περιφερική δόση πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά τη διάρκεια σχεδιασμού ενός πλάνου θεραπείας από τον ακτινοφυσικό, προκειμένου να κάνει τη βελτιστοποίησει του πλάνου θεραπείας, επιλέγοντας εκείνο που θα δώσει την μέγιστη δόση στον όγκο/ στόχο χωρίς να υπερβεί τα όρια δόσης ανοχής των υγιών ιστών.

Τα τελευταία χρόνια στον χώρο της Κλινικής Ογκολογίας πέρα από την εκτίμηση του θεραπευτικού αποτελέσματος των αντικαρκινικών θεραπειών, της ανταπόκρισης της νόσου και της συνολικής επιβίωσης των ασθενών, άρχισε να προσελκύει όλο και περισσότερο το ενδιαφέρον η εκτίμηση παραμέτρων της Ποιότητας Ζωής. Μια από τις σημαντικές παραμέτρους της ΠΖ είναι η σεξουαλική λειτουργικότητα που συνδέεται άμεσα και με την σεξουαλικότητα του ατόμου. Η σεξουαλικότητα αντιστοιχεί σε ένα φαινόμενο με διαστάσεις βιολογικές, διαπροσωπικές και ψυχολογικές. Αποτελεί τομέα που αρκετές φορές παραμελείται από τους θεράποντες ιατρούς, με αποτέλεσμα οι ασθενείς να μην ενημερώνονται για όλες τις παραμέτρους που αφορούν συνολικά την ανθρώπινη λειτουργικότητα. Η σεξουαλική λειτουργικότητα των καρκινοπαθών αποτελεί σημαντική παράμετρο της Ποιότητας-Ζωής η οποία πολλές φορές υποεκτιμάται. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η αξιολόγηση της σεξουαλικής λειτουργικότητας σε ασθενείς με καρκίνο που υποβάλλονται σε ριζική ακτινοθεραπεία σε συνδυασμό με την εκτίμηση της ποιότητας ζωής, του άγχους και της κατάθλιψης για πιθανές συσχετίσεις μεταξύ τους. Υλικό και μέθοδοι: Η μελέτη ξεκίνησε τον Απρίλιο του 2006 και περατώθηκε τον Σεπτέμβριο του 2008. Ζητήθηκε από 174 ασθενείς να συμμετάσχουν στη μελέτη. Τελικά 138(79.3%) ασθενείς δέχτηκαν να ενταχθούν μετά από έγγραφη συγκατάθεση. Η μέση ηλικία αυτών ήταν 58.2 (29-84). Το δείγμα αφορούσε 48(34.8%) άνδρες και 90(65.2%) γυναίκες, με καρκίνο μαστού ή όγκους πυέλου. Ο σχεδιασμός της μελέτης περιλάμβανε την αξιολόγηση της σεξουαλικής λειτουργικότητας και της κατάθλιψης σε 3 χρονικές φάσεις, προ της έναρξης της ακτινοθεραπείας (Φάση 1), στο πέρας αυτής (Φάσης 2) και 12 μήνες μετά (Φάση 3) με τη χρήση των ερωτηματολογίων Female Sexual Function Index(FSFI), International Index of Erectile Function(IIEF), EORTC-QLQ C30 και Hamilton Depression Scale(HDS). Αποτελέσματα: Η πλειοψηφία των ασθενών κατέγραφε υψηλά ποσοστά σεξουαλικών διαταραχών και στις 3 χρονικές φάσεις της μελέτης. Τα ποσοστά της στυτικής δυσλειτουργίας στους άνδρες ήταν 79.2% στη Φάση 1 και 82.2% στη Φάση 3. Στη Φάση 1 το ποσοστό των γυναικών που παρουσίαζαν σεξουαλικές διαταραχές αγγίζει το 80%. Γυναίκες που υποβλήθηκαν σε ακτινοθεραπεία πυέλου κατέγραφαν υψηλότερα ποσοστά σεξουαλικών διαταραχών σε σύγκριση με αυτές που έλαβαν ακτινοθεραπεία στο μαστό. Στο σύνολο των ασθενών παρατηρήθηκε ότι υπήρχε συσχέτιση της ηλικίας με την σεξουαλική λειτουργικότητα με αυξημένη επίπτωση σε ασθενείς > 65 ετών. Ασθενείς με PS=0 παρουσίαζαν καλύτερη σεξουαλική λειτουργικότητα σε σύγκριση με αυτούς που είχαν PS=1 ή 2. Το 25% των ασθενών παρουσίασε υψηλά ποσοστά κατάθλιψης. Δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση της κατάθλιψης με την σεξουαλική λειτουργικότητα σε στατιστικώς σημαντικό επίπεδο. Ανεξάρτητα σταδίου νόσου, η μέση τιμή συνολικής ΠΖ για τις ασθενείς με καρκίνο μαστού ήταν 77.4, και για τους ασθενείς με όγκους πυέλου 73. Αγχώδεις διαταραχές παρατηρήθηκαν στο 10% των ασθενών και για τις δύο ομάδες. Επίσης παρατηρήσαμε ότι υψηλότερα επίπεδα άγχους συνδέονταν με χαμηλότερα επίπεδα ΠΖ (p<0.05). Ασθενείς με αρχικό στάδιο νόσου παρουσίαζαν υψηλότερα επίπεδα αγχωδών διαταραχών (p<0.05). Δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση μεταξύ ΠΖ / άγχους / κατάθλιψης με προηγηθείσα χημειοθεραπεία, την ηλικία, το φύλο και την κατάσταση λειτουργικότητας. Από την ανάλυση των δεδομένων προέκυψε ότι η συντριπτική πλειοψηφία των ασθενών ανέφερε στην αρχή της ακτινοθεραπείας υψηλά επίπεδα ΠΖ με καλή λειτουργικότητα και σχεδόν απουσία συμπτωμάτων. Μεταξύ των δυο ηλικιακών ομάδων, μικρότεροι ή μεγαλύτεροι των 65 ετών δεν παρατηρήθηκε καμία διαφορά στατιστικά σημαντική στην ΠΖ. Συμπεράσματα: Θα λέγαμε συμπερασματικά ότι το ποσοστό των ασθενών που υποβάλλονται σε ακτινοθεραπεία βιώνει κάποιας μορφής και σημαντικού βαθμού σεξουαλικές διαταραχές τις οποίες οφείλει ο Ακτινοθεραπευτής-Ογκολόγος να μην τις αγνοεί. Η σεξουαλική λειτουργικότητα επηρεάζεται αρνητικά σε μεγαλύτερο βαθμό σε ασθενείς που ακτινοβολούνται στην πύελο σε σύγκριση με το μαστό. Κρίνεται αναγκαία η εκπαίδευση των νέων γιατρών σε θέματα σεξουαλικής συμβουλευτικής. Η εκτίμηση και η αντιμετώπιση των διαταραχών αυτών θα πρέπει να συμπεριληφθεί στη καθιερωμένη προσέγγιση των καρκινοπαθών. Η παράμετρος της σεξουαλικότητας στα πλαίσια της συγκεκριμένης αυτής νόσου αποτελεί πεδίο που χρήζει περαιτέρω έρευνας με προοπτικές και τυχαιοποιημένες μελέτες. / Quality of life (QoL) is now regarded important not only in oncology research, but in the daily clinical practice as well. QoL is composed of many parameters, including sexuality. Sexuality is a complex phenomenon that incorporates biologic, psychologic, interpersonal, and behavioral dimensions. Cancer diagnosis and treatments often cause physical and psychological disruptions to sexual health. The main objective of this study was to delineate the rates and clinical course of sexual function and depression in cancer patients undergoing radical radiotherapy. Patients and methods: The evaluation included the completion of patients’ self-reported questionnaires. Forty-eight male and 90 female RT-naive outpatients with breast cancer or pelvic tumors completed the Female Sexual Function Index (FSFI), the International Index of Erectile Function (IIEF), the EORTC-QLQ C30 and the Hamilton Depression Scale (HDS) prior to (Phase 1), at the end (Phase 2) and 12 months post-RT (Phase 3). Results: Out of the 174 patients initially assessed, 138 agreed to participate in the study. Overall, the majority of patients (93.8% of males and 80% of females) experienced intense sexual dysfunction. At presentation, males reported severe erectile dysfunction (ED) that was significantly associated with age. However, only in sexual desire (SD), was the difference between baseline and Phase 3 significant. Although the incidence of severe ED in all three Phases of the study was impressive, it remained stable over time (severe ED: 79.2% Phase 1 - 82.2% Phase 3). However, only in sexual desire, was the difference statistically significant, particularly at Phase 1 and 3 (p<0.05). For all women, an improvement was observed in all parameters of the FSFI over the course of the study. FSFI total scores at Phase 3 were higher compared to Phase 1 and 2 (p<0.05). It appeared that females who underwent pelvic radiotherapy scored lower than those who underwent breast radiotherapy. The differences were significant at all three Phases of the study (p<0.001). As to the primary site, the differences were statistically significant among females with breast cancer (p<0.05). Pts with ECOG PS=0 presented higher total FSFI scores at Phase 3 compared to those with PS 1 (p<0.05). 53% of all patients reported some kind of depressive symptomatology at Phase 1. Finally, depression was not related to sexual function. In general, the majority of patients reported high levels of quality of life. The global quality of life in breast cancer patients’ was 74 and in pelvic tumors group was 73. Conclusions: Overall, the current study showed that the majority of patients with cancer treated with radiotherapy experienced intense sexual dysfunction. We conclude that cancer patients undergoing radiotherapy, mainly in the pelvic region, experience an important degree of sexual dysfunction and depression, which the Radiation-Oncologist should not ignore. Pelvic radiotherapy affected sexual function to a higher degree than breast radiotherapy. The evaluation and the confrontation of these dysfunctions should be included in the standard routine approach of cancer patients offering them holistic care. In modern Oncology, sexuality constitutes a promising field for further research with the aim to devise proper interventions to enhance patients’ total function.