Intensity modulated proton therapy (IMPT) is believed to improve the therapeutic ratio by reducing the dose to normal tissue as compared to three dimensional conformal (photon) radiotherapy (3D-CRT). This hypothesis is investigated in this work by predicting the risks of late radiation-induced effects for young patients receiving radiotherapy for Hodgkin's and non-Hodgkin's lymphoma (HL and NHL) or breast cancer (BC) using radiobiological modeling. The late effects considered were cardiac mortality and secondary cancer in the lungs and breasts (for female patients).Patient data was acquired for twenty-eight patients who were under thirty years of age and were treated with radiotherapy for HL, NHL, or BC in Quebec in 2010. The original computed tomography simulation images were used to re-plan the patients with IMPT using Eclipse treatment planning software (version 10, Varian Medical Systems, Palo Alto, CA). The dose-volume data of the original photon plans and the new proton plans were analyzed using the relative seriality model to assess the risks of late effects. The relative seriality model was utilized to predict excess risk of cardiac mortality. The Schneider1 modified linear quadratic model was used to predict the excess absolute risk for induction of lung cancer and breast cancer. Parameters for each model were derived from retrospective studies in the literature.Dosimetric plan comparison revealed IMPT reduced dose to the organs at risk of interest as compared to 3D-CRT. Overall the excess risk of cardiac mortality and the excess absolute risks for lung and breast cancers were reduced for IMPT as compared to 3D-CRT. / La radiothérapie par modulation d'intensité de protons (IMPT) améliore le ratio thérapeutique en réduisant la dose délivrée aux tissus sains, par rapport à la radiothérapie conformationelle trois dimensions par photons (3D-CRT). L'objectif de cet étude est de confirmer cette hypothèse dans ces deux modalités de traitement par une comparaison de de risque prédictible d'effets secondaires à long terme dû aux rayonnements ionisants pour des jeunes patients traités par radiothérapie pour des lymphomes Hodgkiniens et non-Hodgkiniens (HL et NHL) ou pour un cancer du sein (BC) à l'aide des modèles radiobiologiques. Les effets secondaire à long terme étudiés sont la mortalité cardiaque et les cancers secondaires du poumon ou du sein (pour les patientes).Les données de vingt-huit patients de moins de trente ans ayant été traités par radiothérapie pour HL, NHL, ou BC au Québec en 2010 ont été collectées. Les images original de tomodensitomètres ont été utilisées pour re-plannifier les patients avec l'IMPT à l'aide du logiciel de planification de traitement Eclipse (version 10, Varian Medical Systems, Palo Alto, CA). Les données des histogrammes dose-volume du plan original en photon ainsi que la replanification en proton ont été analysées pour évaluer les risques d'effet secondaires à long terme. Le modèle de sérialité relative1, a été utilisé pour prédire le risque excessif de mortalité cardiaque. Le model linéaire quadratique modifié de Schneider2 a été utilisé afin de prédire l'excès absolu de risque de cancer du poumon et du sein. Les paramètres de chaque modèles ont été dérivés d'études rétrospectives tirées de la littérature.La comparaison dosimétrique des plans a démontré que l'IMPT réduit la dose délivrée aux organes à risque par rapport à la 3D-CRT. En général, le risque excessif de mortalité cardiaque et l'excès absolu de risque de cancer du poumon et du sein sont réduits avec l'IMPT par rapport à la 3D-CRT.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110740 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Toltz, Allison |
| 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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