Proton radiotherapy is known to reduce the radiation dose delivered to normal healthy tissue compared to photon techniques. The increase in normal tissue sparing could result in fewer acute and late effects from radiation therapy. In this work proton therapy plans were created for patients previously treated using photon therapy. Intensity modulated proton therapy (IMPT) plans were planned using inverse planning in Varian's Eclipse treatment planning system with a scanning proton beam model to the same relative biological effectiveness (RBE)-weighted prescription dose as the photon plan. Proton and photon plans were compared for target dose conformity and homogeneity, body volumes receiving 2 Gy and 5 Gy, integral dose, dose to normal tissues and second cancer risk. Secondary cancer risk was determined using two methods. The relative risk of secondary cancer was found using the method described by Nguyen et al. by applying a linear relationship between integral dose and relative risk of secondary cancer. The second approach used Schneider et al.'s organ equivalent dose concept to describe the dose in the body and then calculate the excess absolute risk and cumulative risk for solid cancers in the body.IMPT and photon plans had similar target conformity and homogeneity. However IMPT plans had reduced integral dose and volumes of the body receiving low dose. Overall the risk of radiation induced secondary cancer was lower for IMPT plans compared to the corresponding photon plans with a reduction of ~36% using the integral dose model and ~50% using the organ equivalent dose model. / Un avantage connu de la radiothérapie par protons est la réduction de la dose reçue par les tissus normaux et sains par rapport aux traitements en photons. Cette réduction de dose peut résulter en une diminution des effets aigus et tardifs de la radiothérapie. Dans cet ouvrage, les plans de protonthérapie ont été créés pour des patients ayant été traités par radiothérapie en photons. Les plans de protonthérapie conformationnelle avec modulation d'intensité (PCMI) ont été conçus par planification inverse dans le système de planification de traitement Eclipse de Varian de façon à ce que le faisceau de protons en balayage produise la même dose de prescription que plan en photons, tout en tenant compte des efficacités biologiques relatives des deux types de radiation. Les plans en photons et en protons ont ensuite été comparés en termes de conformité de la dose, d'homogénéité de la dose, de volumes recevant 2 et 5 Gy, de dose intégrale, de dose aux tissus normaux et de risque de cancer secondaire. Le risque relatif de cancer secondaire a été determiné par la méthode décrite par Nguyen et al. en applicant une relation linéaire entre la dose intégrale et le risque relatif de cancer secondaire. Une deuxième approche employée dans cet ouvrage utilise le concept de dose équivalente à un organe de Schneider et al. pour décrire la dose dans le corps et par la suite calculer l'excès de risque absolu et le risque cumulatif de cancers solides dans le corps. Les traitements comparés, soit en photons et en protons, ont démontré une conformité et une homogénéité de la dose similaires dans le volume cible. Toutefois, les plans de PCMI réduisent la dose intégrale et diminuent les volumes du corps recevant une faible dose. Globalement, le risque d'induction d'un cancer secondaire est plus faible pour les plans de PCMI que pour les plans équivalents en photons avec une réduction de ~36% en utilisant le modèle de dose intégrale et ~50% en utilisant le modèle de dose équivalente à un organe.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.106431 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Shin, Naomi |
| Contributors | Jan Peter Frans Seuntjens (Internal/Cosupervisor2), William A Parker (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Medical Physics Unit) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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