This is a bilingual snapshot page saved by the user at 2025-5-6 12:52 for https://app.immersivetranslate.com/pdf-pro/5bae64b2-091a-48a1-a265-08db818728d1/, provided with bilingual support by Immersive Translate. Learn how to save?
Original paper  Πρωτότυπο έγγραφο

Comparison of different treatment planning optimization methods for vaginal HDR brachytherapy with multichannel applicators: A reduction of the high doses to the vaginal mucosa is possible
Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων βελτιστοποίησης σχεδιασμού θεραπείας για κολπική HDR βραχυθεραπεία με εφαρμογείς πολλαπλών καναλιών: Είναι δυνατή η μείωση των υψηλών δόσεων στον κολπικό βλεννογόνο

Mauro Carrara a,** a,**  ^("a,** "){ }^{\text {a,** }}, Davide Cusumano b , 1 b , 1 ^(b,1){ }^{\mathrm{b}, 1}, Tommaso Giandini a a ^(a){ }^{\mathrm{a}}, Chiara Tenconi a a ^(a){ }^{\mathrm{a}}, Ester Mazzarella a a ^(a){ }^{\mathrm{a}}, Simone Grisotto a a  ^("a "){ }^{\text {a }}, Eleonora Massari a a ^(a){ }^{a}, Davide Mazzeo a a  ^("a "){ }^{\text {a }}, Annamaria Cerrotta c c  ^("c "){ }^{\text {c }}, Brigida Pappalardi c c  ^("c "){ }^{\text {c }}, Carlo Fallai c c  ^("c "){ }^{\text {c }}, Emanuele Pignoli a a  ^("a "){ }^{\text {a }} a a ^(a){ }^{a} Medical Physics Unit, IRCCS Istituto Nazionale dei Tumori, via Venezian 1, 20133 Milan, Italy b b  ^("b "){ }^{\text {b }} Unità Operativa Complessa di Fisica Sanitaria, Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli, Largo Agostino Gemelli 8, 00168 Roma, Italy
b b  ^("b "){ }^{\text {b }} Σύνθετη επιχειρησιακή μονάδα φυσικής υγείας, Ίδρυμα Πανεπιστημιακής Πολυκλινικής Agostino Gemelli, Largo Agostino Gemelli 8, 00168 Ρώμη, Ιταλία c c  ^("c "){ }^{\text {c }} Radiotherapy Unit, IRCCS Istituto Nazionale dei Tumori, via Venezian 1, 20133 Milan, Italy
c c  ^("c "){ }^{\text {c }} Μονάδα Ακτινοθεραπείας, IRCCS Istituto Nazionale dei Tumori, via Venezian 1, 20133 Μιλάνο, Ιταλία

ARTICLE INFO  ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΑΡΘΡΟ

Keywords:  Λέξεις-κλειδιά:

HDR brachytherapy  Βραχυθεραπεία HDR
Multichannel applicator  Εφαρμογέας πολλαπλών καναλιών
Vaginal cancer  Καρκίνος του κόλπου
HIPO
IPSA

Abstract  Περίληψη

Purpose: A direct planning approach with multi-channel vaginal cylinders (MVCs) used for HDR brachytherapy of vaginal cancers is particularly challenging. Purpose of this study was to compare the dosimetric performances of different forward and inverse methods used for the optimization of MVC-based vaginal treatments for endometrial cancer, with a particular attention to the definition of strategies useful to limit the high doses to the vaginal mucosa. Methods: Twelve postoperative vaginal HDR brachytherapy treatments performed with MVCs were considered. Plans were retrospectively optimized with three different methods: Dose Point Optimization followed by Graphical Optimization (DPO + GrO), Inverse Planning Simulated Annealing with two different class solutions as starting conditions (surflPSA and homogIPSA) and Hybrid Inverse Planning Optimization (HIPO). Several dosimetric parameters related to target coverage, hot spot extensions and sparing of organs at risk were analyzed to evaluate the quality of the achieved treatment plans. Dose homogeneity index (DHI), conformal index (COIN) and a further parameter quantifying the proportion of the central catheter loading with respect to the overall loading (i.e., the central catheter loading index: CCLI) were also quantified. Results: The achieved PTV coverage parameters were highly correlated with each other but uncorrelated with the hot spot quantifiers. HomogIPSA and HIPO achieved higher DHIs and CCLIs and lower volumes of high doses than DPO +GrO and surflPSA. Conclusions: Within the investigated optimization methods, HIPO and homoglPSA showed the highest dose homogeneity to the target. In particular, homogIPSA resulted also the most effective in reducing hot spots to the vaginal mucosa.
Σκοπός: Η προσέγγιση άμεσου σχεδιασμού με κολπικούς κυλίνδρους πολλαπλών καναλιών (MVC) που χρησιμοποιούνται για τη βραχυθεραπεία HDR των καρκίνων του κόλπου είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να συγκρίνει τις δοσιμετρικές επιδόσεις διαφορετικών εμπρόσθιων και αντίστροφων μεθόδων που χρησιμοποιούνται για τη βελτιστοποίηση κολπικών θεραπειών με MVC για τον καρκίνο του ενδομητρίου, με ιδιαίτερη προσοχή στον καθορισμό στρατηγικών χρήσιμων για τον περιορισμό των υψηλών δόσεων στον κολπικό βλεννογόνο. Μέθοδοι: Εξετάστηκαν δώδεκα μετεγχειρητικές κολπικές θεραπείες βραχυθεραπείας HDR που πραγματοποιήθηκαν με MVC. Τα σχέδια βελτιστοποιήθηκαν αναδρομικά με τρεις διαφορετικές μεθόδους: DPO + GrO), προσομοιωμένη ανόπτηση αντίστροφου σχεδιασμού με δύο διαφορετικές λύσεις κατηγορίας ως συνθήκες εκκίνησης (surflPSA και homogIPSA) και υβριδική βελτιστοποίηση αντίστροφου σχεδιασμού (HIPO). Αναλύθηκαν διάφορες δοσιμετρικές παράμετροι που σχετίζονται με την κάλυψη του στόχου, τις επεκτάσεις των θερμών σημείων και τη διατήρηση των οργάνων σε κίνδυνο για την αξιολόγηση της ποιότητας των επιτευχθέντων σχεδίων θεραπείας. Ποσοτικοποιήθηκαν επίσης ο δείκτης ομοιογένειας της δόσης (DHI), ο συμμορφικός δείκτης (COIN) και μια περαιτέρω παράμετρος που ποσοτικοποιεί την αναλογία της φόρτισης του κεντρικού καθετήρα σε σχέση με τη συνολική φόρτιση (δηλ. ο δείκτης φόρτισης του κεντρικού καθετήρα: CCLI). Αποτελέσματα: Οι παράμετροι κάλυψης PTV που επιτεύχθηκαν συσχετίστηκαν σε μεγάλο βαθμό μεταξύ τους, αλλά δεν συσχετίστηκαν με τους ποσοτικοποιητές των θερμών σημείων. Οι HomogIPSA και HIPO πέτυχαν υψηλότερους DHIs και CCLIs και μικρότερους όγκους υψηλών δόσεων από ό,τι οι DPO +GrO και surflPSA. Συμπεράσματα: Στο πλαίσιο των εξεταζόμενων μεθόδων βελτιστοποίησης, το HIPO και το homoglPSA παρουσίασαν την υψηλότερη ομοιογένεια δόσης στο στόχο. Ειδικότερα, το homogIPSA κατέληξε επίσης το πιο αποτελεσματικό στη μείωση των θερμών σημείων στον κολπικό βλεννογόνο.

1. Introduction  1. Εισαγωγή

High dose rate (HDR) brachytherapy (BT) is today one of the most widely used treatment techniques for vaginal and endometrial cancer, aiming at obtain high local tumor control while ensuring a significant sparing of the involved organs at risk (OARs). Gynecological BT is usually exploited as adjuvant therapy after external beam radiation therapy (EBRT) because of the ability to deliver high doses with extremely steep dose gradients, with a resulting sparing of healthy tissues
Η βραχυθεραπεία υψηλού ρυθμού δόσης (HDR) είναι σήμερα μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες τεχνικές θεραπείας για τον καρκίνο του κόλπου και του ενδομητρίου, με στόχο τον υψηλό τοπικό έλεγχο του όγκου, εξασφαλίζοντας παράλληλα σημαντική προστασία των εμπλεκόμενων οργάνων σε κίνδυνο (OAR). Η γυναικολογική ΒΤ αξιοποιείται συνήθως ως επικουρική θεραπεία μετά από εξωτερική ακτινοθεραπεία (EBRT), λόγω της δυνατότητας χορήγησης υψηλών δόσεων με εξαιρετικά απότομες βαθμίδες δόσης, με αποτέλεσμα τη διαφύλαξη των υγιών ιστών.
that already suffer the consequences of the primary EBRT treatment [1,2].
που υφίστανται ήδη τις συνέπειες της πρωτογενούς θεραπείας EBRT [1,2].
Depending on the location and the extent of the residual disease after EBRT, intracavitary or combined intracavitary-interstitial applications can be adopted [ 3 , 4 ] [ 3 , 4 ] [3,4][3,4]. In particular, interstitial needles are required for deep lesions (i.e., > 5 mm > 5 mm > 5mm>5 \mathrm{~mm} depth) to achieve adequate coverage, whereas for superficial lesions of the vagina (i.e., ≤ 5 mm ≤ 5 mm <= 5mm\leq 5 \mathrm{~mm} depth) BT treatments are usually delivered by means of intracavitary cylindrical applicators only [5].
Ανάλογα με την εντόπιση και την έκταση της υπολειπόμενης νόσου μετά την EBRT, μπορούν να υιοθετηθούν [ 3 , 4 ] [ 3 , 4 ] [3,4][3,4] ενδοκοιλιακές ή συνδυασμένες ενδοκοιλιακές-διάμεσες εφαρμογές. Ειδικότερα, για τις βαθιές βλάβες (δηλ. > 5 mm > 5 mm > 5mm>5 \mathrm{~mm} βάθος) απαιτούνται διακοιλιακές βελόνες για την επίτευξη επαρκούς κάλυψης, ενώ για τις επιφανειακές βλάβες του κόλπου (δηλ. ≤ 5 mm ≤ 5 mm <= 5mm\leq 5 \mathrm{~mm} βάθος) οι θεραπείες ΒΤ χορηγούνται συνήθως μόνο μέσω ενδοκοιλιακών κυλινδρικών εφαρμογών [5].
The simplest cylindrical applicator currently available is the traditional single-channel vaginal cylinder (SVC), consisting of a single central catheter located inside a cylinder and able to provide dose distributions with radial symmetry. If on the one hand this applicator is very easy to be used, on the other hand the degrees of freedom for the optimization of a treatment plan (i.e., source dwell positions and times for central channel) according to the anatomy of a specific patient are very limited, since only symmetrical dose distributions around the catheter are achievable.
Ο απλούστερος κυλινδρικός εφαρμογέας που διατίθεται σήμερα είναι ο παραδοσιακός κολπικός κύλινδρος ενός καναλιού (SVC), ο οποίος αποτελείται από έναν κεντρικό καθετήρα που βρίσκεται μέσα σε έναν κύλινδρο και είναι σε θέση να παρέχει κατανομές δόσης με ακτινική συμμετρία. Αν από τη μία πλευρά αυτός ο εφαρμογέας είναι πολύ εύκολος στη χρήση, από την άλλη πλευρά οι βαθμοί ελευθερίας για τη βελτιστοποίηση ενός σχεδίου θεραπείας (δηλ. οι θέσεις παραμονής της πηγής και οι χρόνοι για το κεντρικό κανάλι) σύμφωνα με την ανατομία μιας συγκεκριμένης ασθενούς είναι πολύ περιορισμένοι, καθώς επιτυγχάνονται μόνο συμμετρικές κατανομές δόσης γύρω από τον καθετήρα.
With the increasing availability of imaging techniques such as Computed Tomography (CT) and Magnetic Resonance (MR), and the consequent development of 3D treatment planning systems (TPSs), which have led to the modern image-guided adaptive BT, the major challenge has become the achievement of personalized therapies [6] and the delivery of more conformal dose distributions to the target volume. To this aim, the multi-channel vaginal cylinder (MVC) applicator was developed, consisting of a cylindrical applicator with a central catheter surrounded by a fixed number of equally spaced peripheral channels. If compared to SVC, the MVC geometry provides more degrees of freedom (i.e., source dwell positions and times not only for central channel but also for peripheral channels) to customize the dose distribution to each patient, maximizing dose to the target while reducing dose to the OARs [7-11]. Its clinical implementation has already shown promising early clinical outcomes with high rates of local control and reduced toxicity [12], in particular potential late rectal complications were minimized [13].
Με την αυξανόμενη διαθεσιμότητα τεχνικών απεικόνισης, όπως η υπολογιστική τομογραφία (CT) και ο μαγνητικός συντονισμός (MR), και τη συνακόλουθη ανάπτυξη τρισδιάστατων συστημάτων σχεδιασμού θεραπείας (TPS), τα οποία οδήγησαν στη σύγχρονη προσαρμοστική ΒΤ καθοδηγούμενη από την εικόνα, η κύρια πρόκληση έγινε η επίτευξη εξατομικευμένων θεραπειών [6] και η παροχή πιο σύμμορφης κατανομής δόσης στον όγκο-στόχο. Για τον σκοπό αυτό, αναπτύχθηκε ο κολπικός κυλινδρικός εφαρμογέας πολλαπλών καναλιών (MVC), ο οποίος αποτελείται από έναν κυλινδρικό εφαρμογέα με κεντρικό καθετήρα που περιβάλλεται από σταθερό αριθμό περιφερειακών καναλιών με ίσες αποστάσεις μεταξύ τους. Εάν συγκριθεί με τον SVC, η γεωμετρία του MVC παρέχει περισσότερους βαθμούς ελευθερίας (δηλ. θέσεις και χρόνους παραμονής της πηγής όχι μόνο για το κεντρικό κανάλι αλλά και για τα περιφερειακά κανάλια) για την προσαρμογή της κατανομής της δόσης σε κάθε ασθενή, μεγιστοποιώντας τη δόση στο στόχο και μειώνοντας παράλληλα τη δόση στα OAR [7-11]. Η κλινική εφαρμογή του έχει ήδη δείξει πολλά υποσχόμενα πρώιμα κλινικά αποτελέσματα με υψηλά ποσοστά τοπικού ελέγχου και μειωμένη τοξικότητα [12], ιδίως ελαχιστοποιήθηκαν οι πιθανές όψιμες επιπλοκές του ορθού [13].
Different optimization algorithms and strategies were implemented in the clinical practice and reported in literature to optimize the dose distribution with MVC. In fact, the high number of degrees of freedom available with the MVC applicator makes a direct planning approach particularly challenging, and the concept of dose optimization has become a topic for interesting studies. Palmqvist et al. [14] demonstrated that inverse planning is able to generate better treatment plans than those manually optimized. Lapuz et al. [15] showed that the best results could be obtained using a particular class solution of the Inverse Planning Simulated Annealing (IPSA), i.e. the inverse optimization algorithm developed by Lessard and Pouliot [16], based on fast simulated annealing, and implemented in the Oncentra Brachy TPS (Nucletron an Elekta Company, Stockholm, Sweden). To the best of our knowledge, the application of another commercially available inverse planning algorithm, the Hybrid Inverse Planning Optimization (HIPO) algorithm recently added as a further optimization option in the Oncentra Brachy TPS [17], has instead never been reported for MVC applicator-based vaginal treatments.
Διαφορετικοί αλγόριθμοι και στρατηγικές βελτιστοποίησης εφαρμόστηκαν στην κλινική πρακτική και αναφέρθηκαν στη βιβλιογραφία για τη βελτιστοποίηση της κατανομής της δόσης με MVC. Στην πραγματικότητα, ο μεγάλος αριθμός βαθμών ελευθερίας που διαθέτει ο εφαρμογέας MVC καθιστά μια προσέγγιση άμεσου σχεδιασμού ιδιαίτερα δύσκολη και η έννοια της βελτιστοποίησης της δόσης έχει γίνει θέμα για ενδιαφέρουσες μελέτες. Οι Palmqvist et al. [14] απέδειξαν ότι ο αντίστροφος σχεδιασμός είναι σε θέση να παράγει καλύτερα σχέδια θεραπείας από εκείνα που βελτιστοποιούνται χειροκίνητα. Οι Lapuz et al. [15] έδειξαν ότι τα καλύτερα αποτελέσματα μπορούν να επιτευχθούν με τη χρήση μιας λύσης συγκεκριμένης κατηγορίας του Inverse Planning Simulated Annealing (IPSA), δηλαδή του αλγορίθμου αντίστροφης βελτιστοποίησης που αναπτύχθηκε από τους Lessard και Pouliot [16], βασίζεται στην ταχεία προσομοίωση ανόπτησης και υλοποιήθηκε στο Oncentra Brachy TPS (Nucletron an Elekta Company, Στοκχόλμη, Σουηδία). Εξ όσων γνωρίζουμε, η εφαρμογή ενός άλλου εμπορικά διαθέσιμου αλγορίθμου αντίστροφου σχεδιασμού, του αλγορίθμου Hybrid Inverse Planning Optimization (HIPO) που προστέθηκε πρόσφατα ως μια περαιτέρω επιλογή βελτιστοποίησης στο Oncentra Brachy TPS [17], δεν έχει αντιθέτως αναφερθεί ποτέ για κολπικές θεραπείες με εφαρμοστή MVC.
Despite the interesting results in terms of target coverage and OAR sparing obtained with the MVC applicator, specific strategies to limit high doses to the vaginal mucosa without reducing the overall target coverage should be exhaustively investigated and could still be improved. Considering that early and late vaginal toxicity is a substantial problem in gynecological BT [18], with a mild to moderate morbidity (e.g., vaginal stenosis, dryness, mucositis and/or bleeding) occurring in the majority of patients within the first 2 years after the end of treatment [19], the balance between loading of the central channel and of the peripheral channels of the MVC applicator should be adequately optimized. In fact, an excessive loading of the peripheral channels may lead to very high doses to the applicator-vaginal mucosa interface.
Παρά τα ενδιαφέροντα αποτελέσματα όσον αφορά την κάλυψη του στόχου και τη διατήρηση της OAR με τον εφαρμοστή MVC, θα πρέπει να διερευνηθούν διεξοδικά συγκεκριμένες στρατηγικές για τον περιορισμό των υψηλών δόσεων στον κολπικό βλεννογόνο χωρίς μείωση της συνολικής κάλυψης του στόχου και θα μπορούσαν ακόμη να βελτιωθούν. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η πρώιμη και όψιμη κολπική τοξικότητα αποτελεί σημαντικό πρόβλημα στη γυναικολογική ΒΤ [18], με ήπια έως μέτρια νοσηρότητα (π.χ. κολπική στένωση, ξηρότητα, βλεννογονίτιδα ή/και αιμορραγία) που εμφανίζεται στην πλειονότητα των ασθενών εντός των πρώτων 2 ετών μετά το τέλος της θεραπείας [19], η ισορροπία μεταξύ της φόρτισης του κεντρικού καναλιού και των περιφερικών καναλιών του εφαρμοστή MVC θα πρέπει να βελτιστοποιηθεί επαρκώς. Στην πραγματικότητα, η υπερβολική φόρτιση των περιφερειακών καναλιών μπορεί να οδηγήσει σε πολύ υψηλές δόσεις στη διεπιφάνεια εφαρμοστή-κολπικού βλεννογόνου.
The purpose of this study was to compare the dosimetric performances of different optimization methods implemented in the Oncentra Brachy TPS for MVC-based vaginal vault treatments, with particular attention to the definition of methods that might limit the very high doses to the vaginal mucosa.
Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να συγκρίνει τις δοσιμετρικές επιδόσεις των διαφόρων μεθόδων βελτιστοποίησης που εφαρμόζονται στο Oncentra Brachy TPS για θεραπείες κολπικού θόλου με MVC, με ιδιαίτερη προσοχή στον καθορισμό μεθόδων που θα μπορούσαν να περιορίσουν τις πολύ υψηλές δόσεις στον κολπικό βλεννογόνο.

2. Materials and methods
2. Υλικά και μέθοδοι

2.1. Patients selection  2.1. Επιλογή ασθενών

This retrospective study analyzes 12 vaginal treatments of patients with endometrial cancer treated with postoperative HDR intracavitary BT using the MVC applicator. BT was used as adjuvant treatment (i.e., 6 cases) and in the case of vaginal vault recurrences (i.e., 6 cases). The mean age of the patients was 56 years (range: 44-77). BT was an integral part of the treatment and was delivered as a boost after EBRT (prescription dose: 45 Gy in 25 fractions), with a dose of 2500 cGy subdivided in 5 fractions.
Αυτή η αναδρομική μελέτη αναλύει 12 κολπικές θεραπείες ασθενών με καρκίνο του ενδομητρίου που υποβλήθηκαν σε μετεγχειρητική HDR ενδοκοιλιακή ΒΤ με τη χρήση του εφαρμογέα MVC. Η ΒΤ χρησιμοποιήθηκε ως επικουρική θεραπεία (δηλ. 6 περιπτώσεις) και σε περίπτωση υποτροπής του κολπικού θόλου (δηλ. 6 περιπτώσεις). Η μέση ηλικία των ασθενών ήταν 56 έτη (εύρος: 44-77). Η ΒΤ αποτελούσε αναπόσπαστο μέρος της θεραπείας και χορηγήθηκε ως ενίσχυση μετά από EBRT (συνταγογραφούμενη δόση: 45 Gy σε 25 κλάσματα), με δόση 2500 cGy υποδιαιρούμενη σε 5 κλάσματα.

2.2. Treatment preparation
2.2. Προετοιμασία της επεξεργασίας

The MVCs used in this study (Multichannel Applicator, Elekta) are cylindrical MR/CT compatible applicators available in different diameters (i.e., 25 mm , 30 mm , 35 mm 25 mm , 30 mm , 35 mm 25mm,30mm,35mm25 \mathrm{~mm}, 30 \mathrm{~mm}, 35 \mathrm{~mm} and 40 mm ) and designed with a central catheter surrounded by a fixed number of equally spaced peripheral catheters. Although the central catheter could accommodate an intrauterine tube, for clinical reasons only the standard vaginal central catheter was used for the 12 treatments selected for this study. Six cases were treated with the 25 mm diameter applicator (i.e., with six peripheral catheters) ant the other six were treated with the 30 mm diameter applicator (i.e., with eight peripheral catheters).
Οι MVC που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη (Multichannel Applicator, Elekta) είναι κυλινδρικοί εφαρμογείς συμβατοί με MR/CT που διατίθενται σε διαφορετικές διαμέτρους (π.χ. 25 mm , 30 mm , 35 mm 25 mm , 30 mm , 35 mm 25mm,30mm,35mm25 \mathrm{~mm}, 30 \mathrm{~mm}, 35 \mathrm{~mm} και 40 mm ) και έχουν σχεδιαστεί με έναν κεντρικό καθετήρα που περιβάλλεται από σταθερό αριθμό περιφερειακών καθετήρων που βρίσκονται σε ίσες αποστάσεις μεταξύ τους. Παρόλο που ο κεντρικός καθετήρας μπορούσε να φιλοξενήσει ενδομήτριο σωλήνα, για κλινικούς λόγους χρησιμοποιήθηκε μόνο ο τυπικός κολπικός κεντρικός καθετήρας για τις 12 θεραπείες που επιλέχθηκαν για την παρούσα μελέτη. Έξι περιπτώσεις αντιμετωπίστηκαν με τον εφαρμοστή διαμέτρου 25 mm (δηλαδή με έξι περιφερικούς καθετήρες) και οι άλλες έξι με τον εφαρμοστή διαμέτρου 30 mm (δηλαδή με οκτώ περιφερικούς καθετήρες).
The applicator size was chosen by the radiation oncologist, taking into account both the comfort of the patient and the best contact of the applicator surface with the vaginal mucosa. Local anesthetic gel was used as lubricant, and additional oral analgesia was provided to more suffering patients. Catheterization was performed for all patients before applicator insertion, and right before CT imaging of the pelvic district ( 3 mm slice thickness) the bladder was filled with 45 cc of 0.9 % 0.9 % 0.9%0.9 \% NaCl + 5 cc NaCl + 5 cc NaCl+5cc\mathrm{NaCl}+5 \mathrm{cc} contrast agent solution (Gastrografin, Bayer). Imaging and replanning were repeated for each treatment fraction.
Το μέγεθος του εφαρμογέα επιλέχθηκε από τον ογκολόγο ακτινοθεραπευτή, λαμβάνοντας υπόψη τόσο την άνεση της ασθενούς όσο και την καλύτερη δυνατή επαφή της επιφάνειας του εφαρμογέα με τον κολπικό βλεννογόνο. Ως λιπαντικό χρησιμοποιήθηκε τοπικό αναισθητικό τζελ, ενώ στις πιο ταλαιπωρημένες ασθενείς παρασχέθηκε πρόσθετη αναλγησία από το στόμα. Σε όλες τις ασθενείς διενεργήθηκε καθετηριασμός πριν από την τοποθέτηση του εφαρμοστή και αμέσως πριν από την αξονική τομογραφία της πυελικής περιφέρειας ( πάχος τομής 3 mm) η ουροδόχος κύστη γέμισε με 45 cc 0.9 % 0.9 % 0.9%0.9 \% NaCl + 5 cc NaCl + 5 cc NaCl+5cc\mathrm{NaCl}+5 \mathrm{cc} διαλύματος σκιαγραφικού (Gastrografin, Bayer). Η απεικόνιση και ο επανασχεδιασμός επαναλήφθηκαν για κάθε κλάσμα θεραπείας.

2.3. Contouring and applicator reconstruction
2.3. Ανακατασκευή του περιγράμματος και του απλικατέρ

The CT images were imported in the TPS (Oncentra Brachy ver 4.5.2., Elekta, Sweden), and target and OARs were contoured by a radiation oncologist. Clinical Target Volume (CTV) was defined as the presumed residual tumor, estimable on CT images on the basis of clinical evaluations performed before and after EBRT. Without macroscopic disease, the maximum distance of the CTV from the applicator surface was 5 mm . In the presence of a local recurrence, the vaginal mucosa around the macroscopic disease was completely encompassed by the CTV contour, even if it was greater than 5 mm . The upper third of the vagina was usually treated except in three cases where the PTV longitudinal extension was longer.
Οι εικόνες της αξονικής τομογραφίας εισήχθησαν στο TPS (Oncentra Brachy ver 4.5.2., Elekta, Σουηδία), και ο στόχος και τα OAR διαμορφώθηκαν από έναν ακτινοθεραπευτή ογκολόγο. Ως κλινικός όγκος-στόχος (CTV) ορίστηκε ο υποτιθέμενος υπολειπόμενος όγκος, ο οποίος μπορεί να εκτιμηθεί στις εικόνες CT με βάση τις κλινικές αξιολογήσεις που πραγματοποιήθηκαν πριν και μετά την EBRT. Χωρίς μακροσκοπική νόσο, η μέγιστη απόσταση του CTV από την επιφάνεια του εφαρμοστή ήταν 5 mm . Με την παρουσία τοπικής υποτροπής, ο κολπικός βλεννογόνος γύρω από τη μακροσκοπική νόσο περικλείονταν πλήρως από το περίγραμμα του CTV, ακόμη και αν ήταν μεγαλύτερο από 5 mm . Το ανώτερο τρίτο του κόλπου αντιμετωπίστηκε συνήθως εκτός από τρεις περιπτώσεις όπου η επιμήκης επέκταση του PTV ήταν μεγαλύτερη.
No margin was added to the CTV for the definition of the Planning Target Volume (PTV). A further structure called PTV PLAN was defined as the union of the applicator volume with the PTV to allow for the automatic activation of dwell positions within the target.
Δεν προστέθηκε περιθώριο στο CTV για τον ορισμό του όγκου στόχου σχεδιασμού (PTV). Μια περαιτέρω δομή που ονομάζεται PTV PLAN ορίστηκε ως η ένωση του όγκου εφαρμογής με τον PTV για να επιτρέψει την αυτόματη ενεργοποίηση των θέσεων παραμονής εντός του στόχου.
Vaginal mucosa, bladder and rectum were contoured as OARs. The bladder was entirely contoured, the rectum was contoured up to 1 cm cranially to the target and the vaginal mucosa was approximated to a 3 mm layer of tissue surrounding the applicator. Applicator reconstruction was performed using a digital library containing details about the outer shape of the applicator and all possible source paths inside it.
Ο κολπικός βλεννογόνος, η ουροδόχος κύστη και το ορθό διαμορφώθηκαν ως OAR. Η ουροδόχος κύστη σκιαγραφήθηκε πλήρως, το ορθό σκιαγραφήθηκε έως 1 cm κρανιακά του στόχου και ο κολπικός βλεννογόνος προσεγγίστηκε σε ένα στρώμα ιστού 3 mm γύρω από τον εφαρμοστή. Η ανακατασκευή του εφαρμοστή πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ψηφιακής βιβλιοθήκης που περιείχε λεπτομέρειες σχετικά με το εξωτερικό σχήμα του εφαρμοστή και όλες τις πιθανές διαδρομές της πηγής στο εσωτερικό του.

2.4. Treatment plan optimization
2.4. Βελτιστοποίηση του σχεδίου θεραπείας

Plan optimization was performed with the three different methods objective of this study: Dose Point Optimization (DPO) followed by Graphical Optimization (GrO), IPSA with two different class solutions as starting conditions and HIPO. The DPO +GrO method is a
Η βελτιστοποίηση του σχεδίου πραγματοποιήθηκε με τις τρεις διαφορετικές μεθόδους που αποτελούν στόχο της παρούσας μελέτης: IPSA με δύο διαφορετικά διαλύματα κατηγορίας ως αρχικές συνθήκες και HIPO. Η μέθοδος DPO +GrO είναι μια
combination of two direct planning methods, whereas IPSA and HIPO are both inverse planning methods able to calculate the optimal dwell time distributions starting from a class of dose objectives.
συνδυασμός δύο άμεσων μεθόδων σχεδιασμού, ενώ η IPSA και η HIPO είναι αμφότερες μέθοδοι αντίστροφου σχεδιασμού ικανές να υπολογίζουν τις βέλτιστες κατανομές χρόνου παραμονής ξεκινώντας από μια κατηγορία στόχων δόσης.
The dose distributions were optimized according to several clinical dose objectives, aiming to create clinically acceptable plans. In particular, target coverage objectives were to deliver at least the 90 % 90 % 90%90 \% of the prescribed dose to at least the 90 % 90 % 90%90 \% of the PTV and to not exceed the prescribed dose as the minimum dose to the entire PTV. Dose constraints to 2 cc of rectum ( D rectum,2cc D rectum,2cc  D_("rectum,2cc ")\mathrm{D}_{\text {rectum,2cc }} ) and bladder ( D bladder,2cc D bladder,2cc  D_("bladder,2cc ")\mathrm{D}_{\text {bladder,2cc }} ) were fixed at 375 cGy (i.e., 75 % 75 % 75%75 \% of the prescribed dose) and 400 cGy (i.e., 80 % 80 % 80%80 \% of the prescribed dose), respectively. Optimization continued until dose and volume constraints were fulfilled as closely as possible [20].
Οι κατανομές δόσης βελτιστοποιήθηκαν σύμφωνα με διάφορους κλινικούς στόχους δόσης, με στόχο τη δημιουργία κλινικά αποδεκτών σχεδίων. Ειδικότερα, οι στόχοι κάλυψης ήταν να παρέχεται τουλάχιστον η 90 % 90 % 90%90 \% της συνταγογραφούμενης δόσης τουλάχιστον στο 90 % 90 % 90%90 \% του PTV και να μην υπερβαίνει την συνταγογραφούμενη δόση ως ελάχιστη δόση σε ολόκληρο το PTV. Οι περιορισμοί δόσης στα 2 cc του ορθού ( D rectum,2cc D rectum,2cc  D_("rectum,2cc ")\mathrm{D}_{\text {rectum,2cc }} ) και της ουροδόχου κύστης ( D bladder,2cc D bladder,2cc  D_("bladder,2cc ")\mathrm{D}_{\text {bladder,2cc }} ) καθορίστηκαν σε 375 cGy (δηλαδή 75 % 75 % 75%75 \% της συνταγογραφούμενης δόσης) και 400 cGy (δηλαδή 80 % 80 % 80%80 \% της συνταγογραφούμενης δόσης), αντίστοιχα. Η βελτιστοποίηση συνεχίστηκε έως ότου οι περιορισμοί δόσης και όγκου πληρούνται όσο το δυνατόν πληρέστερα [20].
No planning objectives regarding vaginal mucosa were directly included in any optimization process. The planned dose distributions were calculated based on the recommendations of the American Association of Physics in Medicine (AAPM) TG-43U1 report [21], [22], using an Ir-192 source (Nucletron Microselectron-HDR v2).
Κανένας στόχος σχεδιασμού σχετικά με τον κολπικό βλεννογόνο δεν συμπεριλήφθηκε άμεσα σε καμία διαδικασία βελτιστοποίησης. Οι προγραμματισμένες κατανομές δόσης υπολογίστηκαν με βάση τις συστάσεις της έκθεσης TG-43U1 της Αμερικανικής Ένωσης Φυσικής στην Ιατρική (AAPM) [21], [22], χρησιμοποιώντας πηγή Ir-192 (Nucletron Microselectron-HDR v2).

2.4.1. DPO + GrO DPO + GrO DPO+GrO\mathrm{DPO}+\mathrm{GrO}

200 dose points were randomly generated and distributed over the PTV PLAN PLAN  _("PLAN "){ }_{\text {PLAN }} surface and treatment plans were initially optimized to these points using the DPO method. Dwell time gradient restriction (DTGR) was set to 0.5 according to Lapuz et al. [15] in order to limit large fluctuations between dwell times in neighboring dwell positions. The GrO method, which consists in on-screen manipulating the isodose lines in order to obtain the optimal PTV coverage while sparing the OARs, was then applied to further optimize the dose distributions.
200 σημεία δόσης δημιουργήθηκαν τυχαία και κατανεμήθηκαν στην επιφάνεια PTV PLAN PLAN  _("PLAN "){ }_{\text {PLAN }} και τα σχέδια θεραπείας βελτιστοποιήθηκαν αρχικά σε αυτά τα σημεία με τη μέθοδο DPO. Ο περιορισμός της κλίσης του χρόνου παραμονής (DTGR) ορίστηκε στο 0,5 σύμφωνα με τους Lapuz et al. [15] προκειμένου να περιοριστούν οι μεγάλες διακυμάνσεις μεταξύ των χρόνων παραμονής σε γειτονικές θέσεις παραμονής. Στη συνέχεια εφαρμόστηκε η μέθοδος GrO, η οποία συνίσταται στο χειρισμό των γραμμών ισοδόσεων επί της οθόνης προκειμένου να επιτευχθεί η βέλτιστη κάλυψη του PTV με παράλληλη προστασία των OAR, για την περαιτέρω βελτιστοποίηση των κατανομών δόσης.

2.4.2. surflPSA and homoglPSA
2.4.2. surflPSA και homoglPSA

The peculiarity of IPSA is the use of the simulated annealing process to minimize the weighted penalty function combining all defined dose objectives [23]. The first IPSA class solution analyzed in this study was surflPSA, with initial dose constraints and relative weights similar to those given in Lapuz et al. [15] and summarized in Table 1. By choosing the surflPSA class solution, the source dwell times are modulated by the optimization algorithm in order to deliver the required dose to the PTV surface, without taking into account the dose distribution homogeneity inside the PTV. According to the results published by Lapuz et al. [15], treatment plans optimized with surflPSA show the best results in terms of target coverage, homogeneity and conformity in intracavitary BT for vaginal cancers delivered with multichannel applicators.
Η ιδιαιτερότητα της IPSA είναι η χρήση της διαδικασίας προσομοιωμένης ανόπτησης για την ελαχιστοποίηση της σταθμισμένης συνάρτησης ποινής που συνδυάζει όλους τους καθορισμένους στόχους δόσης [23]. Η πρώτη λύση της κατηγορίας IPSA που αναλύθηκε στην παρούσα μελέτη ήταν η surflPSA, με αρχικούς περιορισμούς δόσης και σχετικά βάρη παρόμοια με αυτά που δίνονται στους Lapuz et al. [15] και συνοψίζονται στον πίνακα 1. Με την επιλογή της λύσης της κλάσης surflPSA, οι χρόνοι παραμονής της πηγής διαμορφώνονται από τον αλγόριθμο βελτιστοποίησης, προκειμένου να παρέχεται η απαιτούμενη δόση στην επιφάνεια του PTV, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η ομοιογένεια της κατανομής της δόσης στο εσωτερικό του PTV. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που δημοσίευσαν οι Lapuz et al. [15], τα σχέδια θεραπείας που βελτιστοποιήθηκαν με surflPSA παρουσιάζουν τα καλύτερα αποτελέσματα όσον αφορά την κάλυψη του στόχου, την ομοιογένεια και τη συμμόρφωση στην ενδοκοιλιακή BT για καρκίνους του κόλπου που χορηγούνται με εφαρμογείς πολλαπλών καναλιών.
A new IPSA class solution was established for this study, including also dose objectives related to the entire PTV, aimed at improving the dose homogeneity to the target. The dose constraints and the relative weights of this new class solution, called homoglPSA, are reported in Table 1. Differently to surflPSA, a further dose constraint (i.e., SURF MVC MVC  _("MVC ")_{\text {MVC }} ) was introduced to limit the 150 % 150 % 150%150 \% of the prescribed dose to the interface between applicator and vaginal mucosa. In fact, objective of homoglPSA is to reduce as much as possible the hot spots to the vagina.
Για τη μελέτη αυτή δημιουργήθηκε μια νέα λύση κατηγορίας IPSA, η οποία περιλάμβανε επίσης στόχους δόσης που αφορούσαν ολόκληρο το PTV, με στόχο τη βελτίωση της ομοιογένειας της δόσης στο στόχο. Οι περιορισμοί δόσης και τα σχετικά βάρη αυτής της νέας λύσης κλάσης, που ονομάζεται homoglPSA, αναφέρονται στον πίνακα 1. Διαφορετικά από το surflPSA, εισήχθη ένας επιπλέον περιορισμός δόσης (δηλ. SURF MVC MVC  _("MVC ")_{\text {MVC }} ) για τον περιορισμό του 150 % 150 % 150%150 \% της προβλεπόμενης δόσης στη διεπιφάνεια μεταξύ εφαρμοστή και κολπικού βλεννογόνου. Στην πραγματικότητα, στόχος του homoglPSA είναι να μειωθούν όσο το δυνατόν περισσότερο τα θερμά σημεία στον κόλπο.
During the optimization process of each treatment plan with both the IPSA class solutions, the initial weighting factors given in Table 1 were modulated in order to achieve the best clinically acceptable
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας βελτιστοποίησης κάθε σχεδίου θεραπείας και με τις δύο λύσεις της κατηγορίας IPSA, οι αρχικοί συντελεστές στάθμισης που δίνονται στον Πίνακα 1 διαφοροποιήθηκαν προκειμένου να επιτευχθεί η καλύτερη κλινικά αποδεκτή
treatment plan. The DTGR value was kept at 0.5 for both optimization methods.
σχέδιο θεραπείας. Η τιμή DTGR διατηρήθηκε στο 0,5 και για τις δύο μεθόδους βελτιστοποίησης.

2.4.3. HIPO

The last optimization method included in this study was HIPO, the anatomy-based model that uses a quasi-Newton algorithm to provide the best dwell time distribution for a given applicator configuration [17]. Differently to IPSA, HIPO allows to lock the dwell times for a selected number of catheters and perform dwell time optimization for only the remaining catheters. In analogy to the strategy proposed by Trnkova et al. [20] for image-guided cervical cancer BT, in our study with the MVC applicator all treatment plans were optimized according to the following steps:
Η τελευταία μέθοδος βελτιστοποίησης που συμπεριλήφθηκε στην παρούσα μελέτη ήταν η HIPO, το μοντέλο που βασίζεται στην ανατομία και χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο οιονεί Newton για να παρέχει την καλύτερη κατανομή του χρόνου παραμονής για μια δεδομένη διαμόρφωση του εφαρμοστή [17]. Σε αντίθεση με την IPSA, το HIPO επιτρέπει να κλειδώνονται οι χρόνοι παραμονής για έναν επιλεγμένο αριθμό καθετήρων και να εκτελείται βελτιστοποίηση του χρόνου παραμονής μόνο για τους υπόλοιπους καθετήρες. Σε αναλογία με τη στρατηγική που προτάθηκε από τους Trnkova και συν. [20] για την καθοδηγούμενη με εικόνα ΒΤ καρκίνου του τραχήλου της μήτρας, στη μελέτη μας με τον εφαρμοστή MVC όλα τα σχέδια θεραπείας βελτιστοποιήθηκαν σύμφωνα με τα ακόλουθα βήματα:
i) By keeping the peripheral catheters locked, the dwell time distribution of the source stepping in the central catheter is optimized to maximize target coverage without exceeding the dose constraints to the OARs.
i) Διατηρώντας τους περιφερικούς καθετήρες κλειδωμένους, βελτιστοποιείται η κατανομή του χρόνου παραμονής του βήματος της πηγής στον κεντρικό καθετήρα ώστε να μεγιστοποιείται η κάλυψη του στόχου χωρίς να υπερβαίνονται οι περιορισμοί δόσης στα OAR.
ii) The central catheter is then locked and the peripheral catheters are activated to fill the PTV areas not covered by the central catheter in the previous step.
ii) Στη συνέχεια, ο κεντρικός καθετήρας κλειδώνεται και οι περιφερικοί καθετήρες ενεργοποιούνται για να γεμίσουν τις περιοχές PTV που δεν καλύφθηκαν από τον κεντρικό καθετήρα στο προηγούμενο βήμα.
iii) Steps i) and ii) are iterated at least one more time and the procedure stops when no further significant improvement of the plan can be achieved. In a typical case, two iterations are enough to get favorable results [20].
iii) Τα βήματα i) και ii) επαναλαμβάνονται τουλάχιστον μία ακόμη φορά και η διαδικασία σταματά όταν δεν μπορεί να επιτευχθεί περαιτέρω σημαντική βελτίωση του σχεδίου. Σε μια τυπική περίπτωση, δύο επαναλήψεις είναι αρκετές για να προκύψουν ευνοϊκά αποτελέσματα [20].
Dose constraints, relative weights and priorities used for dose optimization are given in Table 2.
Οι περιορισμοί δόσης, τα σχετικά βάρη και οι προτεραιότητες που χρησιμοποιούνται για τη βελτιστοποίηση της δόσης δίνονται στον πίνακα 2.

2.5. Treatment plan evaluation and statistical analysis
2.5. Αξιολόγηση του σχεδίου θεραπείας και στατιστική ανάλυση

Target coverage was evaluated by calculating the minimum dose to 90 % 90 % 90%90 \% and 98 % 98 % 98%98 \% of the PTV (i.e., D PTV , 90 D PTV , 90 D_(PTV,90)\mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 90} and D PTV , 98 D PTV , 98 D_(PTV,98)\mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 98}, respectively) and the percentage of PTV receiving ≥ 90 % , ≥ 98 % ≥ 90 % , ≥ 98 % >= 90%, >= 98%\geq 90 \%, \geq 98 \% and ≥ 100 % ≥ 100 % >= 100%\geq 100 \% of the prescribed dose (i.e., V PTV , 90 , V PTV , 98 V PTV , 90 , V PTV , 98 V_(PTV,90),V_(PTV,98)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 90}, \mathrm{~V}_{\mathrm{PTV}, 98} and V PTV , 100 V PTV , 100 V_(PTV,100)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 100}, respectively). The percentage of PTV receiving ≥ 150 % ≥ 150 % >= 150%\geq 150 \% (i.e., V PTV,150 V PTV,150  V_("PTV,150 ")V_{\text {PTV,150 }} ) was calculated to quantify the hot spots in the target. The hot spots in the vaginal mucosa were assessed by calculating the maximum dose to the most irradiated 0.1 cc volume ( D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1 cc D_("mucosa, "0.1cc)\mathrm{D}_{\text {mucosa, } 0.1 \mathrm{cc}} ).
Η κάλυψη του στόχου αξιολογήθηκε με τον υπολογισμό της ελάχιστης δόσης στο 90 % 90 % 90%90 \% και 98 % 98 % 98%98 \% του PTV (δηλ. D PTV , 90 D PTV , 90 D_(PTV,90)\mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 90} και D PTV , 98 D PTV , 98 D_(PTV,98)\mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 98} , αντίστοιχα) και του ποσοστού του PTV που έλαβε ≥ 90 % , ≥ 98 % ≥ 90 % , ≥ 98 % >= 90%, >= 98%\geq 90 \%, \geq 98 \% και ≥ 100 % ≥ 100 % >= 100%\geq 100 \% της συνταγογραφούμενης δόσης (δηλ. V PTV , 90 , V PTV , 98 V PTV , 90 , V PTV , 98 V_(PTV,90),V_(PTV,98)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 90}, \mathrm{~V}_{\mathrm{PTV}, 98} και V PTV , 100 V PTV , 100 V_(PTV,100)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 100} , αντίστοιχα). Το ποσοστό του PTV που λαμβάνει ≥ 150 % ≥ 150 % >= 150%\geq 150 \% (δηλ. V PTV,150 V PTV,150  V_("PTV,150 ")V_{\text {PTV,150 }} ) υπολογίστηκε για την ποσοτικοποίηση των θερμών σημείων στο στόχο. Τα θερμά σημεία στον κολπικό βλεννογόνο εκτιμήθηκαν με τον υπολογισμό της μέγιστης δόσης στον περισσότερο ακτινοβολημένο όγκο 0,1 cc ( D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1 cc D_("mucosa, "0.1cc)\mathrm{D}_{\text {mucosa, } 0.1 \mathrm{cc}} ).
The dose homogeneity within the PTV was calculated through the dose homogeneity index (DHI) [24], according to the equation:
Η ομοιογένεια της δόσης εντός του PTV υπολογίστηκε μέσω του δείκτη ομοιογένειας της δόσης (DHI) [24], σύμφωνα με την εξίσωση:
D H I = 1 − V P T V , 150 V P T V , 100 D H I = 1 − V P T V , 150 V P T V , 100 DHI=1-(V_(PTV,150))/(V_(PTV,100))D H I=1-\frac{V_{P T V, 150}}{V_{P T V, 100}}
A simplified version of the conformal index (COIN), defined as:
Μια απλουστευμένη έκδοση του συμμορφούμενου δείκτη (COIN), που ορίζεται ως:
C O I N = V P T V , 100 V P T V × V P T V , 100 V R E F C O I N = V P T V , 100 V P T V × V P T V , 100 V R E F COIN=(V_(PTV,100))/(V_(PTV))xx(V_(PTV,100))/(V_(REF))C O I N=\frac{V_{P T V, 100}}{V_{P T V}} \times \frac{V_{P T V, 100}}{V_{R E F}}
was used to assess the dose conformity to the target [25]. V PTV V PTV  V_("PTV ")\mathrm{V}_{\text {PTV }} is the volume of the PTV, while V PTV, 100 V PTV,  100 V_("PTV, "100)\mathrm{V}_{\text {PTV, } 100} and V REF V REF  V_("REF ")\mathrm{V}_{\text {REF }} are the volumes of PTV and the whole body (i.e., not only of the PTV) receiving at least the prescribed dose, respectively. The Total Reference Air Kerma (TRAK) was also recorded as recommended by the report 38 of the International
χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση της συμμόρφωσης της δόσης με τον στόχο [25]. V PTV V PTV  V_("PTV ")\mathrm{V}_{\text {PTV }} είναι ο όγκος του PTV, ενώ V PTV, 100 V PTV,  100 V_("PTV, "100)\mathrm{V}_{\text {PTV, } 100} και V REF V REF  V_("REF ")\mathrm{V}_{\text {REF }} είναι οι όγκοι του PTV και ολόκληρου του σώματος (δηλαδή όχι μόνο του PTV) που λαμβάνουν τουλάχιστον την προβλεπόμενη δόση, αντίστοιχα. Καταγράφηκε επίσης το ολικό αερόκρεμα αναφοράς (TRAK), όπως συνιστάται από την έκθεση 38 της Διεθνούς
Table 1  Πίνακας 1
reported in the table.
που αναφέρονται στον πίνακα.
Structures  Δομές Minimum surface dose  Ελάχιστη επιφανειακή δόση Maximum surface dose  Μέγιστη επιφανειακή δόση Maximum volume dose  Μέγιστη δόση όγκου
Weight  Βάρος Value (cGy)  Τιμή (cGy) Weight  Βάρος Value (cGy)  Τιμή (cGy) Weight  Βάρος Value (cGy)  Τιμή (cGy)
PTV plan PTV plan  PTV_("plan ")\mathrm{PTV}_{\text {plan }} 100 30 500 500 60 - 500 - - - - -
PTV - - - - - - - - - 30 - 500
SURF MVC MVC  _("MVC ")_{\text {MVC }} - - - - - 14 - 750 - - - -
Rectum  Ορθό - - - - 30 15 375 375 - - - -
Bladder  Ουροδόχος κύστη - - - - 30 15 400 400 - - - -
Structures Minimum surface dose Maximum surface dose Maximum volume dose Weight Value (cGy) Weight Value (cGy) Weight Value (cGy) PTV_("plan ") 100 30 500 500 60 - 500 - - - - - PTV - - - - - - - - - 30 - 500 SURF _("MVC ") - - - - - 14 - 750 - - - - Rectum - - - - 30 15 375 375 - - - - Bladder - - - - 30 15 400 400 - - - -| Structures | Minimum surface dose | | | | Maximum surface dose | | | | Maximum volume dose | | | | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | | Weight | | Value (cGy) | | Weight | | Value (cGy) | | Weight | | Value (cGy) | | | $\mathrm{PTV}_{\text {plan }}$ | 100 | 30 | 500 | 500 | 60 | - | 500 | - | - | - | - | - | | PTV | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 30 | - | 500 | | SURF $_{\text {MVC }}$ | - | - | - | - | - | 14 | - | 750 | - | - | - | - | | Rectum | - | - | - | - | 30 | 15 | 375 | 375 | - | - | - | - | | Bladder | - | - | - | - | 30 | 15 | 400 | 400 | - | - | - | - |
Table 2  Πίνακας 2
Initial dose constraints and relative weights used with the HIPO algorithm.
Αρχικοί περιορισμοί δόσης και σχετικά βάρη που χρησιμοποιούνται με τον αλγόριθμο HIPO.
Structures  Δομές Minimum  Ελάχιστο Maximum  Μέγιστο Priority  Προτεραιότητα
Weight  Βάρος Value (cGy)  Τιμή (cGy) Weight  Βάρος Value (cGy)  Τιμή (cGy)
PTV PLAN PLAN  _("PLAN "){ }_{\text {PLAN }} 30 500 - - 1
PTV - - 30 500 2
Rectum  Ορθό - - 15 375 3
Bladder  Ουροδόχος κύστη - - 15 400 4
Structures Minimum Maximum Priority Weight Value (cGy) Weight Value (cGy) PTV _("PLAN ") 30 500 - - 1 PTV - - 30 500 2 Rectum - - 15 375 3 Bladder - - 15 400 4| Structures | Minimum | | Maximum | | Priority | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | | Weight | Value (cGy) | Weight | Value (cGy) | | | PTV ${ }_{\text {PLAN }}$ | 30 | 500 | - | - | 1 | | PTV | - | - | 30 | 500 | 2 | | Rectum | - | - | 15 | 375 | 3 | | Bladder | - | - | 15 | 400 | 4 |
Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) [26].
Επιτροπή Μονάδων και Μετρήσεων Ακτινοβολίας (ICRU) [26].
In order to quantify the proportion of the central catheter loading with respect to the overall loading, a further quantifier called Central Catheter Loading Index (CCLI) was defined as the ratio of the sum of the dwell times only for the central catheter ( t cc t cc t_(cc)\mathrm{t}_{\mathrm{cc}} ) and the total irradiation time ( t tot t tot t_(tot)\mathrm{t}_{\mathrm{tot}} ):
Προκειμένου να ποσοτικοποιηθεί η αναλογία της επιβάρυνσης του κεντρικού καθετήρα σε σχέση με τη συνολική επιβάρυνση, ορίστηκε ένας περαιτέρω ποσοτικός δείκτης που ονομάζεται Δείκτης επιβάρυνσης κεντρικού καθετήρα (CCLI) ως ο λόγος του αθροίσματος των χρόνων παραμονής μόνο για τον κεντρικό καθετήρα ( t cc t cc t_(cc)\mathrm{t}_{\mathrm{cc}} ) και του συνολικού χρόνου ακτινοβόλησης ( t tot t tot t_(tot)\mathrm{t}_{\mathrm{tot}} ):
C C L I = t c c t tot C C L I = t c c t tot  CCLI=(t_(cc))/(t_("tot "))C C L I=\frac{t_{c c}}{t_{\text {tot }}}
The values of TRAK, V PTV , 90 , D PTV , 90 , V PTV , 98 , D PTV , 98 , V PTV , 100 V PTV , 90 , D PTV , 90 , V PTV , 98 , D PTV , 98 , V PTV , 100 V_(PTV,90),D_(PTV,90),V_(PTV,98),D_(PTV,98),V_(PTV,100)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 90}, \mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 90}, \mathrm{~V}_{\mathrm{PTV}, 98}, \mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 98}, \mathrm{~V}_{\mathrm{PTV}, 100}, V PTV,150 V PTV,150  V_("PTV,150 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,150 }}, DHI, COIN, D rectum,2cc , D bladder,2cc D rectum,2cc  , D bladder,2cc  D_("rectum,2cc "),D_("bladder,2cc ")\mathrm{D}_{\text {rectum,2cc }}, \mathrm{D}_{\text {bladder,2cc }} and D mucosa,0.1cc D mucosa,0.1cc  D_("mucosa,0.1cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc }} were recorded for the 12 vaginal cancer cases planned with the different optimization methods studied in this work. Possible linear correlations between the obtained overall parameters were investigated by estimating the Pearson Product Moment correlation coefficient r r rr, which provides a measure of how well the observed outcomes are represented by the linear model (i.e., goodness of fit). The values of the parameters averaged over each optimization method were then compared by a Wilcoxon test for paired samples, looking for possible statistically significant differences. Moreover, the Mann-Whitney test for unpaired
Οι τιμές των TRAK, V PTV , 90 , D PTV , 90 , V PTV , 98 , D PTV , 98 , V PTV , 100 V PTV , 90 , D PTV , 90 , V PTV , 98 , D PTV , 98 , V PTV , 100 V_(PTV,90),D_(PTV,90),V_(PTV,98),D_(PTV,98),V_(PTV,100)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 90}, \mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 90}, \mathrm{~V}_{\mathrm{PTV}, 98}, \mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 98}, \mathrm{~V}_{\mathrm{PTV}, 100} , V PTV,150 V PTV,150  V_("PTV,150 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,150 }} , DHI, COIN, D rectum,2cc , D bladder,2cc D rectum,2cc  , D bladder,2cc  D_("rectum,2cc "),D_("bladder,2cc ")\mathrm{D}_{\text {rectum,2cc }}, \mathrm{D}_{\text {bladder,2cc }} και D mucosa,0.1cc D mucosa,0.1cc  D_("mucosa,0.1cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc }} καταγράφηκαν για τις 12 περιπτώσεις καρκίνου του κόλπου που σχεδιάστηκαν με τις διαφορετικές μεθόδους βελτιστοποίησης που μελετήθηκαν στην παρούσα εργασία. Πιθανές γραμμικές συσχετίσεις μεταξύ των λαμβανόμενων συνολικών παραμέτρων διερευνήθηκαν με την εκτίμηση του συντελεστή συσχέτισης Pearson Product Moment r r rr , ο οποίος παρέχει ένα μέτρο του πόσο καλά τα παρατηρούμενα αποτελέσματα αντιπροσωπεύονται από το γραμμικό μοντέλο (δηλ. καλή προσαρμογή). Στη συνέχεια, οι τιμές των παραμέτρων που υπολογίστηκαν κατά μέσο όρο για κάθε μέθοδο βελτιστοποίησης συγκρίθηκαν με δοκιμή Wilcoxon για ζευγαρωτά δείγματα, αναζητώντας πιθανές στατιστικά σημαντικές διαφορές. Επιπλέον, το τεστ Mann-Whitney για μη ζευγαρωμένα
samples was applied to evaluate the effect of the different diameters of the MVC applicator on the dosimetric parameters. A p p pp value smaller than .05 was considered statistically significant. Lastly, the average dose-volume histograms (DVHs) obtained with the four optimization methods were calculated to better identify possible dosimetric differences.
δείγματα εφαρμόστηκε για την αξιολόγηση της επίδρασης των διαφορετικών διαμέτρων του εφαρμοστή MVC στις δοσιμετρικές παραμέτρους. Μια τιμή p p pp μικρότερη από 0,05 θεωρήθηκε στατιστικά σημαντική. Τέλος, υπολογίστηκαν τα μέσα ιστογράμματα δόσης-όγκου (DVH) που προέκυψαν με τις τέσσερις μεθόδους βελτιστοποίησης για τον καλύτερο εντοπισμό πιθανών δοσιμετρικών διαφορών.
All statistical analyses were performed with a commercially available software (Statistica, Statsoft-Dell).
Όλες οι στατιστικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με εμπορικά διαθέσιμο λογισμικό (Statistica, Statsoft-Dell).

3. Results  3. Αποτελέσματα

The maximum distance of the PTV from the applicator surface ranged between 5 and 8 mm , with mean and median values of 6.2 mm and 6.5 mm , respectively. The PTV ranged from 16 cc to 72 cc with a mean value equal to 36 ± 16 cc 36 ± 16 cc 36+-16cc36 \pm 16 \mathrm{cc}. In particular, average PTVs treated with the 25 mm and the 30 mm MVC applicators were 48 ± 19 cc 48 ± 19 cc 48+-19cc48 \pm 19 \mathrm{cc} and 28 ± 10 cc 28 ± 10 cc 28+-10cc28 \pm 10 \mathrm{cc}, respectively. Independently of the used optimization methods, the PTV coverage variables V PTV , 90 , D PTV,90 , V PTV , 98 , D PTV , 98 V PTV , 90 , D PTV,90  , V PTV , 98 , D PTV , 98 V_(PTV,90),D_("PTV,90 "),V_(PTV,98),D_(PTV,98)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 90}, \mathrm{D}_{\text {PTV,90 }}, \mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 98}, \mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 98}, V PTV,100 V PTV,100  V_("PTV,100 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,100 }} were highly correlated with each other but all uncorrelated with V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150}. On the contrary, V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} results highly correlated with DHI and moderately correlated with both COIN and D mucosa,0.1cc. D mucosa,0.1cc.  D_("mucosa,0.1cc. ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc. }}. Scatterplots of the data are shown in Figs. 1 and 2, with all the correlation coefficients r r rr provided as insets to the graphs. Average values and standard deviations of the dosimetric parameters obtained applying the investigated optimization methods are shown in Table 3 , whereas p p pp values of the differences between the different optimization methods are reported in Table 4. The average TRAK values were all between 0.21 and 0.22 ( ± 0.05 ) 0.22 ( ± 0.05 ) 0.22(+-0.05)0.22( \pm 0.05), independently from the adopted optimization methods.
Η μέγιστη απόσταση του PTV από την επιφάνεια εφαρμογής κυμάνθηκε μεταξύ 5 και 8 mm , με μέση και διάμεση τιμή 6,2 mm και 6,5 mm , αντίστοιχα. Το PTV κυμαινόταν από 16 cc έως 72 cc με μέση τιμή ίση με 36 ± 16 cc 36 ± 16 cc 36+-16cc36 \pm 16 \mathrm{cc} . Ειδικότερα, οι μέσες τιμές των PTV που αντιμετωπίστηκαν με τους εφαρμογείς MVC των 25 mm και των 30 mm ήταν 48 ± 19 cc 48 ± 19 cc 48+-19cc48 \pm 19 \mathrm{cc} και 28 ± 10 cc 28 ± 10 cc 28+-10cc28 \pm 10 \mathrm{cc} , αντίστοιχα. Ανεξάρτητα από τις χρησιμοποιούμενες μεθόδους βελτιστοποίησης, οι μεταβλητές κάλυψης PTV V PTV , 90 , D PTV,90 , V PTV , 98 , D PTV , 98 V PTV , 90 , D PTV,90  , V PTV , 98 , D PTV , 98 V_(PTV,90),D_("PTV,90 "),V_(PTV,98),D_(PTV,98)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 90}, \mathrm{D}_{\text {PTV,90 }}, \mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 98}, \mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 98} , V PTV,100 V PTV,100  V_("PTV,100 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,100 }} συσχετίστηκαν σε μεγάλο βαθμό μεταξύ τους, αλλά όλες ήταν ασυσχέτιστες με V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} . Αντίθετα, τα αποτελέσματα V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} συσχετίζονται σε υψηλό βαθμό με το DHI και σε μέτριο βαθμό τόσο με το COIN όσο και με το D mucosa,0.1cc. D mucosa,0.1cc.  D_("mucosa,0.1cc. ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc. }} . Τα διαγράμματα διασποράς των δεδομένων παρουσιάζονται στα Σχήματα 1 και 2, ενώ όλοι οι συντελεστές συσχέτισης r r rr παρέχονται ως ένθετα στα γραφήματα. Οι μέσες τιμές και οι τυπικές αποκλίσεις των δοσιμετρικών παραμέτρων που προέκυψαν με την εφαρμογή των εξεταζόμενων μεθόδων βελτιστοποίησης παρουσιάζονται στον πίνακα 3 , ενώ οι p p pp τιμές των διαφορών μεταξύ των διαφόρων μεθόδων βελτιστοποίησης αναφέρονται στον πίνακα 4. Οι μέσες τιμές TRAK ήταν όλες μεταξύ 0,21 και 0.22 ( ± 0.05 ) 0.22 ( ± 0.05 ) 0.22(+-0.05)0.22( \pm 0.05) , ανεξάρτητα από τις υιοθετούμενες μεθόδους βελτιστοποίησης.
The relative DVHs of the PTV obtained with the four different
Τα σχετικά DVH του PTV που λαμβάνονται με τις τέσσερις διαφορετικές

every variable permutation is provided as an inset in the figures.
κάθε μεταβολή μεταβλητής παρέχεται ως ένθετο στα σχήματα.

permutation is provided as an inset in the figures.
μεταβολή παρέχεται ως ένθετο στα σχήματα.
Table 3  Πίνακας 3
Average values ( ± ± +-\pm one standard deviation) of the dosimetric parameters and CCLI for DPO + GrO, surfIPSA, homogIPSA and HIPO optimization methods.
Μέσες τιμές ( ± ± +-\pm μία τυπική απόκλιση) των δοσιμετρικών παραμέτρων και του CCLI για τις μεθόδους βελτιστοποίησης DPO + GrO, surfIPSA, homogIPSA και HIPO.
Parameter  Παράμετρος DPO + GrO DPO + GrO DPO+GrO\mathrm{DPO}+\mathrm{GrO} surfIPSA homogIPSA HIPO
V PTV,90 V PTV,90  V_("PTV,90 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,90 }} (%) 95.46 ± 4.20 95.46 ± 4.20 95.46+-4.2095.46 \pm 4.20 93.55 ± 4.62 93.55 ± 4.62 93.55+-4.6293.55 \pm 4.62 95.65 ± 3.93 95.65 ± 3.93 95.65+-3.9395.65 \pm 3.93 95.19 ± 4.31 95.19 ± 4.31 95.19+-4.3195.19 \pm 4.31
D PTV,90 D PTV,90  D_("PTV,90 ")\mathrm{D}_{\text {PTV,90 }} (%) 100.15 ± 9.52 100.15 ± 9.52 100.15+-9.52100.15 \pm 9.52 97.49 ± 10.25 97.49 ± 10.25 97.49+-10.2597.49 \pm 10.25 98.02 ± 6.35 98.02 ± 6.35 98.02+-6.3598.02 \pm 6.35 96.79 ± 6.30 96.79 ± 6.30 96.79+-6.3096.79 \pm 6.30
V PTV,98 ( % ) V PTV,98  ( % ) V_("PTV,98 ")(%)\mathrm{V}_{\text {PTV,98 }}(\%) 91.35 ± 5.54 91.35 ± 5.54 91.35+-5.5491.35 \pm 5.54 90.07 ± 5.44 90.07 ± 5.44 90.07+-5.4490.07 \pm 5.44 90.95 ± 4.64 90.95 ± 4.64 90.95+-4.6490.95 \pm 4.64 89.18 ± 6.11 89.18 ± 6.11 89.18+-6.1189.18 \pm 6.11
D PTV,98 D PTV,98  D_("PTV,98 ")\mathrm{D}_{\text {PTV,98 }} (%) 85.23 ± 12.31 85.23 ± 12.31 85.23+-12.3185.23 \pm 12.31 79.14 ± 12.91 79.14 ± 12.91 79.14+-12.9179.14 \pm 12.91 84.90 ± 11.09 84.90 ± 11.09 84.90+-11.0984.90 \pm 11.09 84.33 ± 10.52 84.33 ± 10.52 84.33+-10.5284.33 \pm 10.52
V PTV,100 V PTV,100  V_("PTV,100 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,100 }} (%) 89.87 ± 5.96 89.87 ± 5.96 89.87+-5.9689.87 \pm 5.96 88.98 ± 5.57 88.98 ± 5.57 88.98+-5.5788.98 \pm 5.57 88.99 ± 4.75 88.99 ± 4.75 88.99+-4.7588.99 \pm 4.75 86.92 ± 6.49 86.92 ± 6.49 86.92+-6.4986.92 \pm 6.49
V PTV,150 V PTV,150  V_("PTV,150 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,150 }} (%) 30.88 ± 12.10 30.88 ± 12.10 30.88+-12.1030.88 \pm 12.10 31.43 ± 13.07 31.43 ± 13.07 31.43+-13.0731.43 \pm 13.07 16.45 ± 8.45 16.45 ± 8.45 16.45+-8.4516.45 \pm 8.45 17.93 ± 6.74 17.93 ± 6.74 17.93+-6.7417.93 \pm 6.74
D bladder,2cc D bladder,2cc  D_("bladder,2cc ")\mathrm{D}_{\text {bladder,2cc }} (%) 58.17 ± 13.66 58.17 ± 13.66 58.17+-13.6658.17 \pm 13.66 57.10 ± 13.31 57.10 ± 13.31 57.10+-13.3157.10 \pm 13.31 57.51 ± 13.69 57.51 ± 13.69 57.51+-13.6957.51 \pm 13.69 57.76 ± 13.52 57.76 ± 13.52 57.76+-13.5257.76 \pm 13.52
D rectum,2cc D rectum,2cc  D_("rectum,2cc ")\mathrm{D}_{\text {rectum,2cc }} (%) 73.52 ± 2.22 73.52 ± 2.22 73.52+-2.2273.52 \pm 2.22 72.47 ± 4.11 72.47 ± 4.11 72.47+-4.1172.47 \pm 4.11 72.64 ± 4.11 72.64 ± 4.11 72.64+-4.1172.64 \pm 4.11 72.08 ± 4.46 72.08 ± 4.46 72.08+-4.4672.08 \pm 4.46
D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1 cc D_("mucosa, "0.1cc)\mathrm{D}_{\text {mucosa, } 0.1 \mathrm{cc}} (%) 246.27 ± 36.38 246.27 ± 36.38 246.27+-36.38246.27 \pm 36.38 259.89 ± 45.45 259.89 ± 45.45 259.89+-45.45259.89 \pm 45.45 209.81 ± 44.83 209.81 ± 44.83 209.81+-44.83209.81 \pm 44.83 234.76 ± 49.41 234.76 ± 49.41 234.76+-49.41234.76 \pm 49.41
DHI 0.66 ± 0.13 0.66 ± 0.13 0.66+-0.130.66 \pm 0.13 0.65 ± 0.14 0.65 ± 0.14 0.65+-0.140.65 \pm 0.14 0.81 ± 0.10 0.81 ± 0.10 0.81+-0.100.81 \pm 0.10 0.79 ± 0.08 0.79 ± 0.08 0.79+-0.080.79 \pm 0.08
COIN 0.84 ± 0.09 0.84 ± 0.09 0.84+-0.090.84 \pm 0.09 0.79 ± 0.09 0.79 ± 0.09 0.79+-0.090.79 \pm 0.09 0.84 ± 0.06 0.84 ± 0.06 0.84+-0.060.84 \pm 0.06 0.84 ± 0.06 0.84 ± 0.06 0.84+-0.060.84 \pm 0.06
CCLI 0.53 ± 0.21 0.53 ± 0.21 0.53+-0.210.53 \pm 0.21 0.43 ± 0.20 0.43 ± 0.20 0.43+-0.200.43 \pm 0.20 0.81 ± 0.12 0.81 ± 0.12 0.81+-0.120.81 \pm 0.12 0.90 ± 0.10 0.90 ± 0.10 0.90+-0.100.90 \pm 0.10
Parameter DPO+GrO surfIPSA homogIPSA HIPO V_("PTV,90 ") (%) 95.46+-4.20 93.55+-4.62 95.65+-3.93 95.19+-4.31 D_("PTV,90 ") (%) 100.15+-9.52 97.49+-10.25 98.02+-6.35 96.79+-6.30 V_("PTV,98 ")(%) 91.35+-5.54 90.07+-5.44 90.95+-4.64 89.18+-6.11 D_("PTV,98 ") (%) 85.23+-12.31 79.14+-12.91 84.90+-11.09 84.33+-10.52 V_("PTV,100 ") (%) 89.87+-5.96 88.98+-5.57 88.99+-4.75 86.92+-6.49 V_("PTV,150 ") (%) 30.88+-12.10 31.43+-13.07 16.45+-8.45 17.93+-6.74 D_("bladder,2cc ") (%) 58.17+-13.66 57.10+-13.31 57.51+-13.69 57.76+-13.52 D_("rectum,2cc ") (%) 73.52+-2.22 72.47+-4.11 72.64+-4.11 72.08+-4.46 D_("mucosa, "0.1cc) (%) 246.27+-36.38 259.89+-45.45 209.81+-44.83 234.76+-49.41 DHI 0.66+-0.13 0.65+-0.14 0.81+-0.10 0.79+-0.08 COIN 0.84+-0.09 0.79+-0.09 0.84+-0.06 0.84+-0.06 CCLI 0.53+-0.21 0.43+-0.20 0.81+-0.12 0.90+-0.10| Parameter | $\mathrm{DPO}+\mathrm{GrO}$ | surfIPSA | homogIPSA | HIPO | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | $\mathrm{V}_{\text {PTV,90 }}$ (%) | $95.46 \pm 4.20$ | $93.55 \pm 4.62$ | $95.65 \pm 3.93$ | $95.19 \pm 4.31$ | | $\mathrm{D}_{\text {PTV,90 }}$ (%) | $100.15 \pm 9.52$ | $97.49 \pm 10.25$ | $98.02 \pm 6.35$ | $96.79 \pm 6.30$ | | $\mathrm{V}_{\text {PTV,98 }}(\%)$ | $91.35 \pm 5.54$ | $90.07 \pm 5.44$ | $90.95 \pm 4.64$ | $89.18 \pm 6.11$ | | $\mathrm{D}_{\text {PTV,98 }}$ (%) | $85.23 \pm 12.31$ | $79.14 \pm 12.91$ | $84.90 \pm 11.09$ | $84.33 \pm 10.52$ | | $\mathrm{V}_{\text {PTV,100 }}$ (%) | $89.87 \pm 5.96$ | $88.98 \pm 5.57$ | $88.99 \pm 4.75$ | $86.92 \pm 6.49$ | | $\mathrm{V}_{\text {PTV,150 }}$ (%) | $30.88 \pm 12.10$ | $31.43 \pm 13.07$ | $16.45 \pm 8.45$ | $17.93 \pm 6.74$ | | $\mathrm{D}_{\text {bladder,2cc }}$ (%) | $58.17 \pm 13.66$ | $57.10 \pm 13.31$ | $57.51 \pm 13.69$ | $57.76 \pm 13.52$ | | $\mathrm{D}_{\text {rectum,2cc }}$ (%) | $73.52 \pm 2.22$ | $72.47 \pm 4.11$ | $72.64 \pm 4.11$ | $72.08 \pm 4.46$ | | $\mathrm{D}_{\text {mucosa, } 0.1 \mathrm{cc}}$ (%) | $246.27 \pm 36.38$ | $259.89 \pm 45.45$ | $209.81 \pm 44.83$ | $234.76 \pm 49.41$ | | DHI | $0.66 \pm 0.13$ | $0.65 \pm 0.14$ | $0.81 \pm 0.10$ | $0.79 \pm 0.08$ | | COIN | $0.84 \pm 0.09$ | $0.79 \pm 0.09$ | $0.84 \pm 0.06$ | $0.84 \pm 0.06$ | | CCLI | $0.53 \pm 0.21$ | $0.43 \pm 0.20$ | $0.81 \pm 0.12$ | $0.90 \pm 0.10$ |
optimization methods, averaged over all the 12 studied treatments, were calculated and shown in Fig. 3. A clear separation between both DPO + GrO and surflPSA from homogIPSA and HIPO at doses higher than the prescribed dose is clearly noticeable, with the latter two curves showing a steeper dose gradient. These findings are in accordance to the significant differences of V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} and DHI obtained with the different optimization methods. Average values and standard deviations of the dosimetric parameters grouped according to the diameter of the MVC applicator (i.e., 25 mm and 30 mm ) are reported in Table 5, including the p p pp values of the possible differences, independent and dependent of the used optimization method. V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150}, D mucosa,0.1cc D mucosa,0.1cc  D_("mucosa,0.1cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc }} and DHI showed highly significant difference when all four optimization methods were grouped together and were also significantly different for
μέθοδοι βελτιστοποίησης, κατά μέσο όρο και για τις 12 επεξεργασίες που μελετήθηκαν, υπολογίστηκαν και παρουσιάζονται στο Σχήμα 3. Παρατηρείται σαφώς ένας σαφής διαχωρισμός τόσο του DPO + GrO όσο και του surflPSA από το homogIPSA και το HIPO σε δόσεις υψηλότερες από την προβλεπόμενη δόση, με τις δύο τελευταίες καμπύλες να παρουσιάζουν πιο απότομη κλίση δόσης. Τα ευρήματα αυτά είναι σύμφωνα με τις σημαντικές διαφορές των V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} και DHI που προέκυψαν με τις διάφορες μεθόδους βελτιστοποίησης. Οι μέσες τιμές και οι τυπικές αποκλίσεις των δοσιμετρικών παραμέτρων ομαδοποιημένες ανάλογα με τη διάμετρο του εφαρμοστή MVC (δηλ. 25 mm και 30 mm ) αναφέρονται στον πίνακα 5, συμπεριλαμβανομένων των τιμών p p pp των πιθανών διαφορών, ανεξάρτητων και εξαρτώμενων από τη χρησιμοποιούμενη μέθοδο βελτιστοποίησης. Οι V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} , D mucosa,0.1cc D mucosa,0.1cc  D_("mucosa,0.1cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc }} και DHI παρουσίασαν εξαιρετικά σημαντική διαφορά όταν και οι τέσσερις μέθοδοι βελτιστοποίησης ομαδοποιήθηκαν και ήταν επίσης σημαντικά διαφορετικές για
homogIPSA alone: in particular, the 30 mm MVC applicator showed lower DHI and higher V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} and D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1  cc  D_("mucosa, "0.1" cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa, } 0.1 \text { cc }} than the 25 mm applicator.
homogIPSA μόνο: ειδικότερα, ο εφαρμογέας MVC των 30 mm παρουσίασε χαμηλότερο DHI και υψηλότερα V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} και D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1  cc  D_("mucosa, "0.1" cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa, } 0.1 \text { cc }} από τον εφαρμογέα των 25 mm.

4. Discussion  4. Συζήτηση

If on the one hand the tolerance of vaginal mucosa to HDR BT is poorly defined [27], on the other hand typical morbidity, such as ulceration, fistula or circumscribed telangiectasia, is usually related to small volumes receiving high absorbed doses [28]. Even though part of the vaginal mucosa is target of the treatment, the limitation of the very high doses to this anatomical structure should be a treatment planning objective. In this study, the application of several optimization methods
Αν αφενός η ανοχή του κολπικού βλεννογόνου στην HDR BT είναι ανεπαρκώς καθορισμένη [27], αφετέρου η τυπική νοσηρότητα, όπως έλκος, συρίγγιο ή περιγεγραμμένη τελαγγειεκτασία, σχετίζεται συνήθως με μικρούς όγκους που λαμβάνουν υψηλές απορροφούμενες δόσεις [28]. Παρόλο που μέρος του κολπικού βλεννογόνου αποτελεί στόχο της θεραπείας, ο περιορισμός των πολύ υψηλών δόσεων σε αυτή την ανατομική δομή θα πρέπει να αποτελεί στόχο του σχεδιασμού της θεραπείας. Στην παρούσα μελέτη, η εφαρμογή διαφόρων μεθόδων βελτιστοποίησης
Table 4  Πίνακας 4
indicated in bold.  υποδεικνύεται με έντονη γραφή.
Parameter  Παράμετρος DPO + GrO DPO + GrO DPO+GrO\mathrm{DPO}+\mathrm{GrO} vs surfIPSA DPO +GrO vs homogIPSA
DPO +GrO έναντι homogIPSA		 DPO + GrO DPO + GrO DPO+GrO\mathrm{DPO}+\mathrm{GrO} vs HIPO   DPO + GrO DPO + GrO DPO+GrO\mathrm{DPO}+\mathrm{GrO} έναντι HIPO surfIPSA vs homogIPSA surfIPSA vs HIPO homogIPSA vs HIPO
V PTV,90 V PTV,90  V_("PTV,90 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,90 }} (%) . 01 . 94 . 81 . 02 . 02 . 69
D PTV,90 D PTV,90  D_("PTV,90 ")\mathrm{D}_{\text {PTV,90 }} (%) . 04 . 21 . 05 . 81 . 75 . 05
V PTV,98 V PTV,98  V_("PTV,98 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,98 }} (%) . 04 . 81 . 02 . 31 . 31 . 01
D PTV,98 D PTV,98  D_("PTV,98 ")\mathrm{D}_{\text {PTV,98 }} (%) < . 01 . 69 . 81 . 06 . 07 . 81
V PTV,100 V PTV,100  V_("PTV,100 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,100 }} (%) . 24 . 43 . 02 . 75 . 03 . 02
V PTV,150 V PTV,150  V_("PTV,150 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,150 }} (%) 1.00 <. 005 <.01 < . 005 < . 005 . 48
D bladder,2cc D bladder,2cc  D_("bladder,2cc ")\mathrm{D}_{\text {bladder,2cc }} (%) . 06 . 88 . 64 . 35 . 69 . 64
D rectum,2cc D rectum,2cc  D_("rectum,2cc ")\mathrm{D}_{\text {rectum,2cc }} (%) . 58 . 42 . 12 . 72 . 46 . 08
D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1 cc D_("mucosa, "0.1cc)\mathrm{D}_{\text {mucosa, } 0.1 \mathrm{cc}} (%) . 12 . 03 . 43 < .01 < .01 < .01<.01 . 24 . 02
DHI 1.00 <. 005 . 005 < . 005 < . 005 . 39
COIN . 06 . 75 . 75 <.01 . 05 . 64
CCLI . 08 <. 005 < . 005 <. 005 <. 005 . 06
Parameter DPO+GrO vs surfIPSA DPO +GrO vs homogIPSA DPO+GrO vs HIPO surfIPSA vs homogIPSA surfIPSA vs HIPO homogIPSA vs HIPO V_("PTV,90 ") (%) . 01 . 94 . 81 . 02 . 02 . 69 D_("PTV,90 ") (%) . 04 . 21 . 05 . 81 . 75 . 05 V_("PTV,98 ") (%) . 04 . 81 . 02 . 31 . 31 . 01 D_("PTV,98 ") (%) < . 01 . 69 . 81 . 06 . 07 . 81 V_("PTV,100 ") (%) . 24 . 43 . 02 . 75 . 03 . 02 V_("PTV,150 ") (%) 1.00 <. 005 <.01 < . 005 < . 005 . 48 D_("bladder,2cc ") (%) . 06 . 88 . 64 . 35 . 69 . 64 D_("rectum,2cc ") (%) . 58 . 42 . 12 . 72 . 46 . 08 D_("mucosa, "0.1cc) (%) . 12 . 03 . 43 < .01 . 24 . 02 DHI 1.00 <. 005 . 005 < . 005 < . 005 . 39 COIN . 06 . 75 . 75 <.01 . 05 . 64 CCLI . 08 <. 005 < . 005 <. 005 <. 005 . 06| Parameter | $\mathrm{DPO}+\mathrm{GrO}$ vs surfIPSA | DPO +GrO vs homogIPSA | $\mathrm{DPO}+\mathrm{GrO}$ vs HIPO | surfIPSA vs homogIPSA | surfIPSA vs HIPO | homogIPSA vs HIPO | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | $\mathrm{V}_{\text {PTV,90 }}$ (%) | . 01 | . 94 | . 81 | . 02 | . 02 | . 69 | | $\mathrm{D}_{\text {PTV,90 }}$ (%) | . 04 | . 21 | . 05 | . 81 | . 75 | . 05 | | $\mathrm{V}_{\text {PTV,98 }}$ (%) | . 04 | . 81 | . 02 | . 31 | . 31 | . 01 | | $\mathrm{D}_{\text {PTV,98 }}$ (%) | < . 01 | . 69 | . 81 | . 06 | . 07 | . 81 | | $\mathrm{V}_{\text {PTV,100 }}$ (%) | . 24 | . 43 | . 02 | . 75 | . 03 | . 02 | | $\mathrm{V}_{\text {PTV,150 }}$ (%) | 1.00 | <. 005 | <.01 | < . 005 | < . 005 | . 48 | | $\mathrm{D}_{\text {bladder,2cc }}$ (%) | . 06 | . 88 | . 64 | . 35 | . 69 | . 64 | | $\mathrm{D}_{\text {rectum,2cc }}$ (%) | . 58 | . 42 | . 12 | . 72 | . 46 | . 08 | | $\mathrm{D}_{\text {mucosa, } 0.1 \mathrm{cc}}$ (%) | . 12 | . 03 | . 43 | $<.01$ | . 24 | . 02 | | DHI | 1.00 | <. 005 | . 005 | < . 005 | < . 005 | . 39 | | COIN | . 06 | . 75 | . 75 | <.01 | . 05 | . 64 | | CCLI | . 08 | <. 005 | < . 005 | <. 005 | <. 005 | . 06 |
Fig. 3. Average cumulative dose-volume histograms (DVHs) of the PTV obtained with the studied optimization methods (i.e., DPO + GrO, surflPSA, homogIPSA and HIPO).
Σχήμα 3. Μέσο αθροιστικό ιστογράφημα δόσης-όγκου (DVHs) του PTV που λαμβάνεται με τις μελετώμενες μεθόδους βελτιστοποίησης (δηλ. DPO + GrO, surflPSA, homogIPSA και HIPO).
to MVC-based vaginal vault treatments was investigated, with a particular attention to the definition of methods that might reduce the very high doses to the vaginal surface, achieving an improved dose homogeneity to the target.
σε θεραπείες κολπικού θόλου με βάση το MVC διερευνήθηκε, με ιδιαίτερη προσοχή στον καθορισμό μεθόδων που θα μπορούσαν να μειώσουν τις πολύ υψηλές δόσεις στην επιφάνεια του κόλπου, επιτυγχάνοντας βελτιωμένη ομοιογένεια της δόσης στο στόχο.
In particular, high doses to the vaginal mucosa should be a concern with MVC applicators, where the degrees of freedom are much higher
Ειδικότερα, οι υψηλές δόσεις στον κολπικό βλεννογόνο θα πρέπει να προκαλούν ανησυχία με τους εφαρμογείς MVC, όπου οι βαθμοί ελευθερίας είναι πολύ υψηλότεροι.
than with SVC and different combinations of catheter loadings can lead to equivalent target coverage, but significantly different V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150}. This is demonstrated by our results, being all the PTV coverage variables (i.e. V PTV,90 , D PTV , 90 , V PTV , 98 , D PTV , 98 , V PTV,100 V PTV,90  , D PTV , 90 , V PTV , 98 , D PTV , 98 , V PTV,100  V_("PTV,90 "),D_(PTV,90),V_(PTV,98),D_(PTV,98),V_("PTV,100 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,90 }}, \mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 90}, \mathrm{~V}_{\mathrm{PTV}, 98}, \mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 98}, \mathrm{~V}_{\text {PTV,100 }} ) highly correlated each other but uncorrelated with V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150}. The close relationship between the PTV coverage variables is in turn a demonstration that, in light of the high gradients achieved in HDR BT, these are very close to each other and therefore highly interdependent.
από ό,τι με SVC και διαφορετικοί συνδυασμοί φορτίων καθετήρα μπορεί να οδηγήσουν σε ισοδύναμη κάλυψη του στόχου, αλλά σημαντικά διαφορετική V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} . Αυτό αποδεικνύεται από τα αποτελέσματά μας, καθώς όλες οι μεταβλητές κάλυψης PTV (δηλαδή V PTV,90 , D PTV , 90 , V PTV , 98 , D PTV , 98 , V PTV,100 V PTV,90  , D PTV , 90 , V PTV , 98 , D PTV , 98 , V PTV,100  V_("PTV,90 "),D_(PTV,90),V_(PTV,98),D_(PTV,98),V_("PTV,100 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,90 }}, \mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 90}, \mathrm{~V}_{\mathrm{PTV}, 98}, \mathrm{D}_{\mathrm{PTV}, 98}, \mathrm{~V}_{\text {PTV,100 }} ) συσχετίζονται σε μεγάλο βαθμό μεταξύ τους, αλλά δεν συσχετίζονται με V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} . Η στενή σχέση μεταξύ των μεταβλητών κάλυψης PTV είναι με τη σειρά της μια απόδειξη ότι, υπό το πρίσμα των υψηλών κλίσεων που επιτυγχάνονται στην HDR BT, αυτές είναι πολύ κοντά η μία στην άλλη και, επομένως, είναι σε μεγάλο βαθμό αλληλοεξαρτώμενες.
It is well known that MVCs are better than SVCs for the sparing of rectum and bladder, without compromising the target volume coverage at the expenses of both an enhanced dose to the vaginal mucosa [ 8 , 10 ] [ 8 , 10 ] [8,10][8,10] and a DHI reduction [13]. In particular, with MVCs the dose homogeneity to the target depends in principle on the different ratios between central and peripheral catheter loadings. The higher is the loading of the central catheter the more similar is the MVC to a SVC and the more homogeneous is the achieved dose distribution to the target. If on the one hand peripheral catheters help to achieve a better dose conformity, on the other hand their loading increases the V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} due to their vicinity to the applicator-mucosa interface. A demonstration of this argument provided in our study by the evaluation of the CCLI, a parameter defined to quantify the ratio between the loading of the central catheter and the total loading. In fact, all the optimization methods providing significantly lower V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} and higher DHI average values (i.e. homogIPSA and HIPO) were the same that showed significantly higher average CCLIs (that is, a significantly higher loading of the central catheter with respect to the peripheral ones). Interestingly, despite the pronounced differences between CCLI values, the total average TRAKs were similar for all the four optimization methods.
Είναι γνωστό ότι οι MVC είναι καλύτερες από τις SVC για τη διατήρηση του ορθού και της ουροδόχου κύστης, χωρίς να διακυβεύεται η κάλυψη του όγκου-στόχου με κόστος τόσο την αυξημένη δόση στον κολπικό βλεννογόνο [ 8 , 10 ] [ 8 , 10 ] [8,10][8,10] όσο και τη μείωση του DHI [13]. Ειδικότερα, με τα MVCs η ομοιογένεια της δόσης στον στόχο εξαρτάται κατ' αρχήν από τις διαφορετικές αναλογίες μεταξύ κεντρικής και περιφερικής φόρτισης του καθετήρα. Όσο υψηλότερη είναι η φόρτιση του κεντρικού καθετήρα τόσο περισσότερο μοιάζει το MVC με ένα SVC και τόσο πιο ομοιογενής είναι η επιτυγχανόμενη κατανομή της δόσης στο στόχο. Εάν από τη μία πλευρά οι περιφερικοί καθετήρες συμβάλλουν στην επίτευξη καλύτερης ομοιομορφίας της δόσης, από την άλλη πλευρά η φόρτιση τους αυξάνει την V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} λόγω της γειτνίασής τους με τη διεπιφάνεια εφαρμοστή-βλεννογόνου. Μια απόδειξη αυτού του επιχειρήματος παρέχεται στη μελέτη μας με την αξιολόγηση του CCLI, μιας παραμέτρου που ορίζεται για την ποσοτικοποίηση του λόγου μεταξύ της φόρτισης του κεντρικού καθετήρα και της συνολικής φόρτισης. Πράγματι, όλες οι μέθοδοι βελτιστοποίησης που παρείχαν σημαντικά χαμηλότερες V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} και υψηλότερες μέσες τιμές DHI (δηλ. homogIPSA και HIPO) ήταν οι ίδιες που εμφάνιζαν σημαντικά υψηλότερες μέσες τιμές CCLI (δηλαδή σημαντικά υψηλότερη φόρτιση του κεντρικού καθετήρα σε σχέση με τους περιφερειακούς). Είναι ενδιαφέρον ότι, παρά τις έντονες διαφορές μεταξύ των τιμών CCLI, οι συνολικές μέσες τιμές TRAK ήταν παρόμοιες και για τις τέσσερις μεθόδους βελτιστοποίησης.
Table 5  Πίνακας 5

are indicated in bold.
επισημαίνονται με έντονη γραφή.
Parameter  Παράμετρος MVC 25 mm MVC 30 mm p ( 1 ) p ( 1 ) p^((1))p^{(1)} p ( 2 ) p ( 2 ) p^((2))p^{(2)} p ( 3 ) p ( 3 ) p^((3))p^{(3)} p ( 4 ) p ( 4 ) p^((4))p^{(4)} p ( 5 ) p ( 5 ) p^((5))p^{(5)}
V PtV. 90 V PtV.  90 V_("PtV. "90)\mathrm{V}_{\text {PtV. } 90} (%) 95.78 ± 3.36 95.78 ± 3.36 95.78+-3.3695.78 \pm 3.36 94.14 ± 4.86 94.14 ± 4.86 94.14+-4.8694.14 \pm 4.86 . 33 . 81 . 94 . 30 . 38
D PTV. 90 D PTV.  90 D_("PTV. "90)\mathrm{D}_{\text {PTV. } 90} (%) 98.26 ± 5.62 98.26 ± 5.62 98.26+-5.6298.26 \pm 5.62 97.97 ± 10.17 97.97 ± 10.17 97.97+-10.1797.97 \pm 10.17 . 93 . 94 . 81 . 69 . 69
V PTV. 98 V PTV.  98 V_("PTV. "98)\mathrm{V}_{\text {PTV. } 98} (%) 90.47 ± 4.61 90.47 ± 4.61 90.47+-4.6190.47 \pm 4.61 90.30 ± 6.09 90.30 ± 6.09 90.30+-6.0990.30 \pm 6.09 . 96 . 94 . 81 . 81 . 94
D PTV. 98 D PTV.  98 D_("PTV. "98)\mathrm{D}_{\text {PTV. } 98} (%) 85.79 ± 8.60 85.79 ± 8.60 85.79+-8.6085.79 \pm 8.60 81.01 ± 13.82 81.01 ± 13.82 81.01+-13.8281.01 \pm 13.82 . 23 . 69 . 94 . 38 . 30
V PTV. 100 V PTV.  100 V_("PTV. "100)\mathrm{V}_{\text {PTV. } 100} (%) 88.41 ± 4.95 88.41 ± 4.95 88.41+-4.9588.41 \pm 4.95 88.97 ± 6.36 88.97 ± 6.36 88.97+-6.3688.97 \pm 6.36 . 83 . 94 . 69 . 94 . 94
V PTV. 150 V PTV.  150 V_("PTV. "150)\mathrm{V}_{\text {PTV. } 150} (%) 19.27 ± 11.16 19.27 ± 11.16 19.27+-11.1619.27 \pm 11.16 29.08 ± 11.64 29.08 ± 11.64 29.08+-11.6429.08 \pm 11.64 < .005 < .005 < .005<.005 . 23 . 17 . 01 . 17
D bladder.2cc D bladder.2cc  D_("bladder.2cc ")\mathrm{D}_{\text {bladder.2cc }} (%) 53.31 ± 8.95 53.31 ± 8.95 53.31+-8.9553.31 \pm 8.95 61.97 ± 15.24 61.97 ± 15.24 61.97+-15.2461.97 \pm 15.24 . 11 . 58 . 09 . 69 . 69
D rectum.2cc D rectum.2cc  D_("rectum.2cc ")\mathrm{D}_{\text {rectum.2cc }} (%) 73.12 ± 3.83 73.12 ± 3.83 73.12+-3.8373.12 \pm 3.83 72.24 ± 3.68 72.24 ± 3.68 72.24+-3.6872.24 \pm 3.68 . 18 . 34 . 38 . 69 . 58
D mucosa.0.1cc D mucosa.0.1cc  D_("mucosa.0.1cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa.0.1cc }} (%) 217.28 ± 38.29 217.28 ± 38.29 217.28+-38.29217.28 \pm 38.29 259.09 ± 47.71 259.09 ± 47.71 259.09+-47.71259.09 \pm 47.71 < . 005 . 07 . 47 . 03 . 09
DHI 0.78 ± 0.13 0.78 ± 0.13 0.78+-0.130.78 \pm 0.13 0.67 ± 0.12 0.67 ± 0.12 0.67+-0.120.67 \pm 0.12 <. 005 . 13 . 09 . 01 . 09
COIN 0.84 ± 0.06 0.84 ± 0.06 0.84+-0.060.84 \pm 0.06 0.81 ± 0.09 0.81 ± 0.09 0.81+-0.090.81 \pm 0.09 . 17 . 81 . 38 . 23 . 30
CCLI 0.63 ± 0.27 0.63 ± 0.27 0.63+-0.270.63 \pm 0.27 0.70 ± 0.22 0.70 ± 0.22 0.70+-0.220.70 \pm 0.22 . 40 . 30 . 17 . 38 . 30
Parameter MVC 25 mm MVC 30 mm p^((1)) p^((2)) p^((3)) p^((4)) p^((5)) V_("PtV. "90) (%) 95.78+-3.36 94.14+-4.86 . 33 . 81 . 94 . 30 . 38 D_("PTV. "90) (%) 98.26+-5.62 97.97+-10.17 . 93 . 94 . 81 . 69 . 69 V_("PTV. "98) (%) 90.47+-4.61 90.30+-6.09 . 96 . 94 . 81 . 81 . 94 D_("PTV. "98) (%) 85.79+-8.60 81.01+-13.82 . 23 . 69 . 94 . 38 . 30 V_("PTV. "100) (%) 88.41+-4.95 88.97+-6.36 . 83 . 94 . 69 . 94 . 94 V_("PTV. "150) (%) 19.27+-11.16 29.08+-11.64 < .005 . 23 . 17 . 01 . 17 D_("bladder.2cc ") (%) 53.31+-8.95 61.97+-15.24 . 11 . 58 . 09 . 69 . 69 D_("rectum.2cc ") (%) 73.12+-3.83 72.24+-3.68 . 18 . 34 . 38 . 69 . 58 D_("mucosa.0.1cc ") (%) 217.28+-38.29 259.09+-47.71 < . 005 . 07 . 47 . 03 . 09 DHI 0.78+-0.13 0.67+-0.12 <. 005 . 13 . 09 . 01 . 09 COIN 0.84+-0.06 0.81+-0.09 . 17 . 81 . 38 . 23 . 30 CCLI 0.63+-0.27 0.70+-0.22 . 40 . 30 . 17 . 38 . 30| Parameter | MVC 25 mm | MVC 30 mm | $p^{(1)}$ | $p^{(2)}$ | $p^{(3)}$ | $p^{(4)}$ | $p^{(5)}$ | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | $\mathrm{V}_{\text {PtV. } 90}$ (%) | $95.78 \pm 3.36$ | $94.14 \pm 4.86$ | . 33 | . 81 | . 94 | . 30 | . 38 | | $\mathrm{D}_{\text {PTV. } 90}$ (%) | $98.26 \pm 5.62$ | $97.97 \pm 10.17$ | . 93 | . 94 | . 81 | . 69 | . 69 | | $\mathrm{V}_{\text {PTV. } 98}$ (%) | $90.47 \pm 4.61$ | $90.30 \pm 6.09$ | . 96 | . 94 | . 81 | . 81 | . 94 | | $\mathrm{D}_{\text {PTV. } 98}$ (%) | $85.79 \pm 8.60$ | $81.01 \pm 13.82$ | . 23 | . 69 | . 94 | . 38 | . 30 | | $\mathrm{V}_{\text {PTV. } 100}$ (%) | $88.41 \pm 4.95$ | $88.97 \pm 6.36$ | . 83 | . 94 | . 69 | . 94 | . 94 | | $\mathrm{V}_{\text {PTV. } 150}$ (%) | $19.27 \pm 11.16$ | $29.08 \pm 11.64$ | $<.005$ | . 23 | . 17 | . 01 | . 17 | | $\mathrm{D}_{\text {bladder.2cc }}$ (%) | $53.31 \pm 8.95$ | $61.97 \pm 15.24$ | . 11 | . 58 | . 09 | . 69 | . 69 | | $\mathrm{D}_{\text {rectum.2cc }}$ (%) | $73.12 \pm 3.83$ | $72.24 \pm 3.68$ | . 18 | . 34 | . 38 | . 69 | . 58 | | $\mathrm{D}_{\text {mucosa.0.1cc }}$ (%) | $217.28 \pm 38.29$ | $259.09 \pm 47.71$ | < . 005 | . 07 | . 47 | . 03 | . 09 | | DHI | $0.78 \pm 0.13$ | $0.67 \pm 0.12$ | <. 005 | . 13 | . 09 | . 01 | . 09 | | COIN | $0.84 \pm 0.06$ | $0.81 \pm 0.09$ | . 17 | . 81 | . 38 | . 23 | . 30 | | CCLI | $0.63 \pm 0.27$ | $0.70 \pm 0.22$ | . 40 | . 30 | . 17 | . 38 | . 30 |

optimization method.  μέθοδος βελτιστοποίησης.
In this study we experienced that a small tweaking of the optimization weights changes the obtained results only slightly, with the changes far below the total dosimetric uncertainty of about 8 % ( k = 1 ) 8 % ( k = 1 ) 8%(k=1)8 \%(\mathrm{k}=1) estimated for the SVC-based HDR BT delivery technique [29]. Median values of the final optimization weights were all equal to the starting weights given in Tables 1 and 2, except those related to the minimum surface dose to PTV PLAN which were at the end higher. This is a clear indication that it was usually possible to further stress and increase target coverage, at the same time preserving all OARs. As a general rule, the adjustments of surface and volume dose objectives ∖ ∖ \\\backslash constraints control conformity and homogeneity of the dose distribution, respectively [30]. This rule was confirmed in this study, where the optimization strategies involving a volume dose constraint to the PTV (i.e., homogIPSA and HIPO) resulted in a significantly higher DHI.
Σε αυτή τη μελέτη διαπιστώσαμε ότι μια μικρή τροποποίηση των βαρών βελτιστοποίησης αλλάζει ελάχιστα τα αποτελέσματα, με τις αλλαγές να είναι πολύ χαμηλότερες από τη συνολική δοσιμετρική αβεβαιότητα περίπου 8 % ( k = 1 ) 8 % ( k = 1 ) 8%(k=1)8 \%(\mathrm{k}=1) που εκτιμάται για την τεχνική παροχής HDR BT με βάση το SVC [29]. Οι διάμεσες τιμές των τελικών βαρών βελτιστοποίησης ήταν όλες ίσες με τα αρχικά βάρη που παρατίθενται στους πίνακες 1 και 2, εκτός από εκείνες που σχετίζονται με την ελάχιστη επιφανειακή δόση στο PTV PLAN, οι οποίες ήταν στο τέλος υψηλότερες. Αυτό αποτελεί σαφή ένδειξη ότι ήταν συνήθως δυνατή η περαιτέρω καταπόνηση και η αύξηση της κάλυψης του στόχου, με ταυτόχρονη διατήρηση όλων των OAR. Κατά γενικό κανόνα, οι προσαρμογές των στόχων επιφανειακής δόσης και δόσης όγκου ∖ ∖ \\\backslash περιορισμοί ελέγχουν τη συμμόρφωση και την ομοιογένεια της κατανομής της δόσης, αντίστοιχα [30]. Αυτός ο κανόνας επιβεβαιώθηκε στην παρούσα μελέτη, όπου οι στρατηγικές βελτιστοποίησης που περιλαμβάνουν περιορισμό δόσης όγκου στο PTV (δηλ. homogIPSA και HIPO) οδήγησαν σε σημαντικά υψηλότερο DHI.
An accurate and appropriate dose reporting is of utmost importance for possible retrospective investigations and for intercomparison of results achieved by different groups [11]. Regarding the high doses, our work shows just a moderate correlation between D mucosa,0.1cc D mucosa,0.1cc  D_("mucosa,0.1cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc }} and V PTV,150 V PTV,150  V_("PTV,150 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,150 }} or DHI, demonstrating the importance of providing this value as a further independent quantifier of the very high doses to the vaginal mucosa. However, differently from V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} and DHI, D mucosa,0.1cc D mucosa,0.1cc  D_("mucosa,0.1cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc }}, is rarely reported in literature despite its potential link to BT-related morbidities. The maximum dose (Dmax) to the mucosa was instead not provided in this work, differently from other published papers [15,31]. In fact, no maximum point-dose reporting is recommended by the ICRU 89 report [28] due to the related calculation limitations and uncertainties [29]; only a near maximum absorbed dose as represented by the D 0.1 cc D 0.1 cc D_(0.1cc)D_{0.1 \mathrm{cc}} can be based on a sufficient number of sampling points for reproducible calculation.
Η ακριβής και κατάλληλη αναφορά της δόσης είναι υψίστης σημασίας για πιθανές αναδρομικές έρευνες και για τη μεταξύ τους σύγκριση των αποτελεσμάτων που επιτυγχάνονται από διαφορετικές ομάδες [11]. Όσον αφορά τις υψηλές δόσεις, η εργασία μας δείχνει μόνο μια μέτρια συσχέτιση μεταξύ D mucosa,0.1cc D mucosa,0.1cc  D_("mucosa,0.1cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc }} και V PTV,150 V PTV,150  V_("PTV,150 ")\mathrm{V}_{\text {PTV,150 }} ή DHI, καταδεικνύοντας τη σημασία της παροχής αυτής της τιμής ως περαιτέρω ανεξάρτητου ποσοτικού προσδιορισμού των πολύ υψηλών δόσεων στον κολπικό βλεννογόνο. Ωστόσο, σε αντίθεση με το V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} και το DHI, το D mucosa,0.1cc D mucosa,0.1cc  D_("mucosa,0.1cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc }} , αναφέρεται σπάνια στη βιβλιογραφία, παρά τη δυνητική σύνδεσή του με νοσηρότητες που σχετίζονται με τη ΒΤ. Η μέγιστη δόση (Dmax) στον βλεννογόνο δεν δόθηκε αντίθετα στην παρούσα εργασία, σε αντίθεση με άλλες δημοσιευμένες εργασίες [15,31]. Στην πραγματικότητα, δεν συνιστάται η αναφορά μέγιστης σημειακής δόσης από την έκθεση ICRU 89 [28] λόγω των σχετικών περιορισμών και αβεβαιοτήτων υπολογισμού [29]- μόνο μια σχεδόν μέγιστη απορροφούμενη δόση, όπως αντιπροσωπεύεται από το D 0.1 cc D 0.1 cc D_(0.1cc)D_{0.1 \mathrm{cc}} , μπορεί να βασιστεί σε επαρκή αριθμό σημείων δειγματοληψίας για αναπαραγώγιμο υπολογισμό.
In our study, the average D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1 cc D_("mucosa, "0.1cc)D_{\text {mucosa, } 0.1 \mathrm{cc}} values resulted to be higher than 200 % 200 % 200%200 \% of the prescribed dose for all four optimization methods. They resulted of the same order of magnitude of those reported in Lapuz et al. [15], with surfIPSA resulting in their work in an average D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1  cc  D_("mucosa, "0.1" cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa, } 0.1 \text { cc }} of 219 % 219 % 219%219 \%. Unfortunately, other recently published papers dealing with MVC-based BT [10],[12],[31] do not provide quantification of this variable. Nevertheless, Bahadur et al. [10] and Glaser et al. [31] agree that MVC gives a higher vaginal surface dose with respect to SVC and that this has to be properly considered. On the contrary, Vargo et al. [12] didn’t even use a specific vaginal constraint for planning, however patients were selected for disease thickness of 7 mm or less to avoid increasing the vaginal dose. In the current study, maximum disease thickness was 8 mm or less, whereas in Lapuz et al. [15] the PTV usually extended from the applicator to a depth of 5 mm .
Στη μελέτη μας, οι μέσες τιμές D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1 cc D_("mucosa, "0.1cc)D_{\text {mucosa, } 0.1 \mathrm{cc}} ήταν υψηλότερες από 200 % 200 % 200%200 \% της συνταγογραφούμενης δόσης και για τις τέσσερις μεθόδους βελτιστοποίησης. Προέκυψαν της ίδιας τάξης μεγέθους με αυτές που αναφέρθηκαν στους Lapuz et al. [15], με το surfIPSA να οδηγεί στην εργασία τους σε μια μέση D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1  cc  D_("mucosa, "0.1" cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa, } 0.1 \text { cc }} της 219 % 219 % 219%219 \% . Δυστυχώς, άλλες πρόσφατα δημοσιευμένες εργασίες που ασχολούνται με ΒΤ με βάση το MVC [10],[12],[31] δεν παρέχουν ποσοτικοποίηση αυτής της μεταβλητής. Παρ' όλα αυτά, οι Bahadur και συν. [10] και Glaser και συν. [31] συμφωνούν ότι η MVC παρέχει υψηλότερη δόση κολπικής επιφάνειας σε σχέση με την SVC και ότι αυτό πρέπει να λαμβάνεται δεόντως υπόψη. Αντιθέτως, οι Vargo και συν. [12] δεν χρησιμοποίησαν καν συγκεκριμένο κολπικό περιορισμό για τον σχεδιασμό, ωστόσο επιλέχθηκαν ασθενείς με πάχος νόσου 7 mm ή λιγότερο για να αποφευχθεί η αύξηση της κολπικής δόσης. Στην παρούσα μελέτη, το μέγιστο πάχος νόσου ήταν 8 mm ή λιγότερο, ενώ στους Lapuz et al. [15] το PTV εκτεινόταν συνήθως από τον εφαρμοστή σε βάθος 5 mm .
Results concerning the achieved overall dosimetric and planning parameters (i.e., independent of the applied optimization algorithms) for the two studied MVC diameters showed highly significant lower DHI and higher V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} and D mucosa,0.1cc D mucosa,0.1cc  D_("mucosa,0.1cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc }} for the 30 mm MVC applicator. At a first sight this may be inconsistent with what expected in the theory, in light of the inverse relationship between the dose to the vaginal mucosa and the cylinder size [31]. However, these results point out the importance of the tumor thickness, extension and location on the achieved dose homogeneity, in addition to the applicator diameter [31]. In fact, the PTVs of the studied population treated with the 30 mm MVC applicator were on average thicker, shorter and more apically located than those treated with the 25 mm MVC, all conditions being unfavorable for achieving a good dose homogeneity. Significant differences between the same parameters resulted also with the application of the homogIPSA optimization algorithm, whereas for the other three algorithms no significant differences between dosimetric and planning parameters were identified. To better investigate the impact of the applicator diameter alone on the vaginal mucosa dose, in particular with different optimization methods, further studies with a larger number of patients are required.
Τα αποτελέσματα σχετικά με τις επιτυγχανόμενες συνολικές δοσιμετρικές και σχεδιαστικές παραμέτρους (δηλ. ανεξάρτητα από τους εφαρμοζόμενους αλγορίθμους βελτιστοποίησης) για τις δύο μελετώμενες διαμέτρους MVC έδειξαν εξαιρετικά σημαντική χαμηλότερη DHI και υψηλότερες V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} και D mucosa,0.1cc D mucosa,0.1cc  D_("mucosa,0.1cc ")\mathrm{D}_{\text {mucosa,0.1cc }} για τον εφαρμοστή MVC 30 mm. Εκ πρώτης όψεως αυτό μπορεί να μην συνάδει με τα αναμενόμενα στη θεωρία, υπό το πρίσμα της αντίστροφης σχέσης μεταξύ της δόσης στον κολπικό βλεννογόνο και του μεγέθους του κυλίνδρου [31]. Ωστόσο, τα αποτελέσματα αυτά επισημαίνουν τη σημασία του πάχους, της έκτασης και της θέσης του όγκου στην επιτυγχανόμενη ομοιογένεια της δόσης, εκτός από τη διάμετρο του εφαρμοστή [31]. Πράγματι, τα PTVs του μελετώμενου πληθυσμού που αντιμετωπίστηκαν με τον εφαρμοστή MVC των 30 mm ήταν κατά μέσο όρο παχύτερα, κοντύτερα και πιο ακρορριζικά τοποθετημένα από εκείνα που αντιμετωπίστηκαν με τον MVC των 25 mm, όλες οι συνθήκες ήταν δυσμενείς για την επίτευξη καλής ομοιογένειας της δόσης. Σημαντικές διαφορές μεταξύ των ίδιων παραμέτρων προέκυψαν επίσης με την εφαρμογή του αλγορίθμου βελτιστοποίησης homogIPSA, ενώ για τους άλλους τρεις αλγορίθμους δεν εντοπίστηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ δοσιμετρικών παραμέτρων και παραμέτρων σχεδιασμού. Για την καλύτερη διερεύνηση της επίδρασης της διαμέτρου του εφαρμοστή και μόνο στη δόση του κολπικού βλεννογόνου, ιδίως με διαφορετικές μεθόδους βελτιστοποίησης, απαιτούνται περαιτέρω μελέτες με μεγαλύτερο αριθμό ασθενών.
Nevertheless, the main purpose of this study was to compare the dosimetric performance of forward and inverse planning methods for MVC-based vaginal cancer treatments. To the best of our knowledge,
Παρόλα αυτά, ο κύριος σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να συγκρίνει τη δοσιμετρική απόδοση των μεθόδων εμπρόσθιου και αντίστροφου σχεδιασμού για θεραπείες καρκίνου του κόλπου με MVC. Εξ όσων γνωρίζουμε,
this is the first study mutually comparing forward planning, HIPO and IPSA optimization methods applied to MVC-based HDR BT. All methods provided acceptable target coverage and similar doses to the OARs, the latter ones being all within the predefined constraints. With a closer look at the differences between target coverage, values of V PTV , 90 V PTV , 90 V_(PTV,90)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 90} and V PTV , 100 V PTV , 100 V_(PTV,100)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 100} were significantly lower for surfIPSA and HIPO, respectively. DPO + GrO showed better results than surfIPSA and HIPO for some PTV parameters. Nevertheless, these differences should not be interpreted as “clinically” significant because they are all related to the steep gradient of the DVH in the range between 90 % 90 % 90%90 \% and 100 % 100 % 100%100 \% of the prescribed dose. The conformity of the dose to the targets resulted also particularly high for all four methods, with all average COIN values well over 0.6, which is considered as the lowest threshold for an acceptable vaginal BT treatment [5]. In fact, the lowest one resulted in 0.79 ± 0.09 0.79 ± 0.09 0.79+-0.090.79 \pm 0.09 for surfIPSA. HIPO and homogIPSA had the additional advantage of significantly improving dose homogeneity to the target, achieving significantly lower V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} and higher DHI values than the other two optimization methods. HomogIPSA, which was intended as an evolution of the surfiPSA method proposed by Lapuz et al. [15], delivered also the lowest D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1 cc D_("mucosa, "0.1cc)D_{\text {mucosa, } 0.1 \mathrm{cc}}. In fact, objective of homogIPSA was not only to achieve acceptable target coverage, but also to limit at the same time the dose to the vaginal mucosa. Despite the lack of guidelines for vaginal dose constraints, in light of these results homogIPSA seems to be the preferable inverse optimization method. Further studies on a larger cohort of patients should however be carried on to validate these findings and possibly further refine the starting dose objectives and constraints.
αυτή είναι η πρώτη μελέτη που συγκρίνει αμοιβαία τις μεθόδους βελτιστοποίησης forward planning, HIPO και IPSA που εφαρμόζονται σε MVC-based HDR BT. Όλες οι μέθοδοι παρείχαν αποδεκτή κάλυψη του στόχου και παρόμοιες δόσεις με τις OAR, ενώ οι τελευταίες ήταν όλες εντός των προκαθορισμένων περιορισμών. Με μια πιο προσεκτική ματιά στις διαφορές μεταξύ της κάλυψης στόχου, οι τιμές των V PTV , 90 V PTV , 90 V_(PTV,90)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 90} και V PTV , 100 V PTV , 100 V_(PTV,100)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 100} ήταν σημαντικά χαμηλότερες για τις surfIPSA και HIPO, αντίστοιχα. Το DPO + GrO έδειξε καλύτερα αποτελέσματα από το surfIPSA και το HIPO για ορισμένες παραμέτρους PTV. Παρ' όλα αυτά, οι διαφορές αυτές δεν πρέπει να ερμηνεύονται ως "κλινικά" σημαντικές, διότι όλες σχετίζονται με την απότομη κλίση του DVH στην περιοχή μεταξύ 90 % 90 % 90%90 \% και 100 % 100 % 100%100 \% της συνταγογραφούμενης δόσης. Η συμμόρφωση της δόσης με τους στόχους προέκυψε επίσης ιδιαίτερα υψηλή και για τις τέσσερις μεθόδους, με όλες τις μέσες τιμές COIN να είναι πολύ πάνω από 0,6, η οποία θεωρείται ως το χαμηλότερο όριο για μια αποδεκτή κολπική θεραπεία ΒΤ [5]. Στην πραγματικότητα, το χαμηλότερο προέκυψε 0.79 ± 0.09 0.79 ± 0.09 0.79+-0.090.79 \pm 0.09 για την surfIPSA. Η HIPO και η homogIPSA είχαν το πρόσθετο πλεονέκτημα της σημαντικής βελτίωσης της ομοιογένειας της δόσης στο στόχο, επιτυγχάνοντας σημαντικά χαμηλότερες V PTV , 150 V PTV , 150 V_(PTV,150)\mathrm{V}_{\mathrm{PTV}, 150} και υψηλότερες τιμές DHI από τις άλλες δύο μεθόδους βελτιστοποίησης. Η homogIPSA, η οποία προοριζόταν ως εξέλιξη της μεθόδου surfiPSA που προτάθηκε από τους Lapuz et al. [15], παρείχε επίσης τη χαμηλότερη D mucosa, 0.1 cc D mucosa,  0.1 cc D_("mucosa, "0.1cc)D_{\text {mucosa, } 0.1 \mathrm{cc}} . Στην πραγματικότητα, στόχος της homogIPSA δεν ήταν μόνο η επίτευξη αποδεκτής κάλυψης στόχου, αλλά και ο ταυτόχρονος περιορισμός της δόσης στον κολπικό βλεννογόνο. Παρά την έλλειψη κατευθυντήριων γραμμών για τους περιορισμούς της κολπικής δόσης, υπό το πρίσμα αυτών των αποτελεσμάτων η homogIPSA φαίνεται να είναι η προτιμότερη μέθοδος αντίστροφης βελτιστοποίησης. Ωστόσο, θα πρέπει να διεξαχθούν περαιτέρω μελέτες σε μεγαλύτερη ομάδα ασθενών για να επικυρωθούν τα ευρήματα αυτά και ενδεχομένως να βελτιωθούν περαιτέρω οι στόχοι και οι περιορισμοί της αρχικής δόσης.

5. Conclusions  5. Συμπεράσματα

In this study three different optimization methods (i.e., DPO + GrO DPO + GrO DPO+GrO\mathrm{DPO}+\mathrm{GrO}, IPSA with two different strategies and HIPO) for MVC-based vaginal cancer HDR BT treatments were compared. All the investigated optimization methods provided similar results in terms of target coverage and OAR sparing. In addition, HIPO and homogIPSA showed a significantly higher dose homogeneity. In particular, in light of its additionally defined objectives, homogIPSA resulted also the most effective in reducing hot spots to the vaginal mucosa. This is the evidence that once acceptable target coverage and main OAR sparing are achieved, a refinement and extension of the optimization strategies can still lead to improved solutions. This is true in particular with HDR BT applications with a high number of degrees of freedom, as it is the case of MVC applicators, where a more effective distribution of source dwelling times between central and peripheral catheters allowed to additionally reduce the very high doses to the vaginal mucosa.
Στην παρούσα μελέτη συγκρίθηκαν τρεις διαφορετικές μέθοδοι βελτιστοποίησης (δηλαδή, DPO + GrO DPO + GrO DPO+GrO\mathrm{DPO}+\mathrm{GrO} , IPSA με δύο διαφορετικές στρατηγικές και HIPO) για θεραπείες HDR BT για τον καρκίνο του κόλπου με MVC. Όλες οι μέθοδοι βελτιστοποίησης που διερευνήθηκαν παρείχαν παρόμοια αποτελέσματα όσον αφορά την κάλυψη του στόχου και την εξοικονόμηση του OAR. Επιπλέον, η HIPO και η homogIPSA παρουσίασαν σημαντικά υψηλότερη ομοιογένεια δόσης. Ειδικότερα, υπό το πρίσμα των επιπλέον καθορισμένων στόχων της, η homogIPSA κατέληξε επίσης στην αποτελεσματικότερη μείωση των θερμών σημείων στον κολπικό βλεννογόνο. Αυτή είναι η απόδειξη ότι, αφού επιτευχθεί αποδεκτή κάλυψη του στόχου και εξοικονόμηση της κύριας OAR, μια βελτίωση και επέκταση των στρατηγικών βελτιστοποίησης μπορεί ακόμη να οδηγήσει σε βελτιωμένες λύσεις. Αυτό ισχύει ιδίως για εφαρμογές HDR BT με υψηλό αριθμό βαθμών ελευθερίας, όπως είναι η περίπτωση των εφαρμογών MVC, όπου μια αποτελεσματικότερη κατανομή των χρόνων παραμονής της πηγής μεταξύ κεντρικών και περιφερειακών καθετήρων επέτρεψε την πρόσθετη μείωση των πολύ υψηλών δόσεων στον κολπικό βλεννογόνο.

References  Αναφορές

[1] Petignat P, Jolicoeur M, Alobaid A, Drouin P, Gauthier P, Provencher D, et al. Salvage treatment with high-dose-rate brachytherapy for isolated vaginal endometrial cancer recurrence. Gynecol Oncol 2006;101:445-9.
[2] Beriwal S, Heron DE, Mogus R, Edwards RP, Kelley JL, Sukumvanich P. High-dose rate brachytherapy (HDRB) for primary or recurrent cancer in the vagina. Radiat Oncol 2008;13:7.
[2] Beriwal S, Heron DE, Mogus R, Edwards RP, Kelley JL, Sukumvanich P. Βραχυθεραπεία υψηλής δόσης (HDRB) για πρωτοπαθή ή υποτροπιάζοντα καρκίνο στον κόλπο. Radiat Oncol 2008;13:7.
[3] Stryker JA. Radiotherapy for vaginal carcinoma: a 23 -year review. Br J Radiol 2000;73:1200-5.
[3] Stryker JA. Ακτινοθεραπεία για το καρκίνωμα του κόλπου: ανασκόπηση 23 ετών. Br J Radiol 2000;73:1200-5.
[4] Lian J, Dundas G, Carlone M, Ghosh S, Pearcey R. Twenty-year review of radiotherapy for vaginal cancer: an institutional experience. Gynecol Oncol 2008;111:298-306.
[4] Lian J, Dundas G, Carlone M, Ghosh S, Pearcey R. Εικοσαετής ανασκόπηση της ακτινοθεραπείας για τον καρκίνο του κόλπου: μια θεσμική εμπειρία. Gynecol Oncol 2008;111:298-306.
[5] Beriwal S, Demanes DJ, Erickson B, Jones E, De Los Santos JF, Cormack RA, et al. American Brachytherapy Society consensus guidelines for interstitial brachytherapy for vaginal cancer. Brachytherapy 2012;11:68-75.
[6] Ricotti R, Vavassori A, Bazani A, Ciardo D, Pansini F, Spoto R, et al. 3D-printed applicators for high dose rate brachytherapy: dosimetric assessment at different infill percentage. Phys Med 2016;32:1698-706.
[6] Ricotti R, Vavassori A, Bazani A, Ciardo D, Pansini F, Spoto R, et al. 3D-εκτυπωμένοι εφαρμογείς για βραχυθεραπεία υψηλού ρυθμού δόσης: δοσιμετρική αξιολόγηση σε διαφορετικά ποσοστά πλήρωσης. Phys Med 2016;32:1698-706.
[7] Demanes DJ, Rege S, Rodriguez RR, Schutz KL, Altieri GA, Wong T. The use and advantages of a multi-channel vaginal cylinder in high-dose-rate brachytherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1999;44:211-9.
[8] Tanderup K, Lindegaard JC. Multi-channel intracavitary vaginal brachytherapy using three-dimensional optimization of source geometry. Radiother Oncol 2004;70:81-5.
[8] Tanderup K, Lindegaard JC. Ενδοκολπική κολπική βραχυθεραπεία πολλαπλών καναλιών με χρήση τρισδιάστατης βελτιστοποίησης της γεωμετρίας της πηγής. Radiother Oncol 2004;70:81-5.
[9] Cerrotta A, Carrara M, Borroni M, Tenconi C, Pignoli E, Fallai C. Comparing classic and multichannel cylindrical vaginal applicators in intracavitary gynaecologic brachytherapy. Radiother Oncol 2012;103:S108-9.
[9] Cerrotta A, Carrara M, Borroni M, Tenconi C, Pignoli E, Fallai C. Σύγκριση κλασικών και πολυκαναλικών κυλινδρικών κολπικών εφαρμογέων στην ενδοκολπική γυναικολογική βραχυθεραπεία. Radiother Oncol 2012;103:S108-9.
[10] Bahadur AY, Constantinescu C, Hassouna AH, Eltaher MM, Ghassal NM, Nesreen AA. Single versus multichannel applicator in high-dose-rate vaginal brachytherapy optimized by inverse treatment planning. J Contemp Brachytherapy 2014;6:362-70.
[10] Bahadur AY, Constantinescu C, Hassouna AH, Eltaher MM, Ghassal NM, Nesreen AA. Εφαρμογέας ενός έναντι πολλαπλών καναλιών στην κολπική βραχυθεραπεία υψηλού ρυθμού δόσης που βελτιστοποιείται με αντίστροφο σχεδιασμό θεραπείας. J Contemp Brachytherapy 2014;6:362-70.
[11] Carrara M, Romanyukha A, Tenconi C, Mazzeo D, Cerrotta A, Borroni M, et al. Clinical application of MOSkin dosimeters to rectal wall in vivo dosimetry in gynecological HDR brachytherapy. Phys Med 2017. http://dx.doi.org/10.1016/j. ejmp.2017.05.003.
[12] Vargo JA, Kim H, Houser CJ, Sukumvanich P, Olawaiye AB, Kelley JL, et al. Imagebased multichannel vaginal cylinder brachytherapy for vaginal cancer. Brachytherapy 2015;14:9-15.
[13] Kim H, Rajagopalan MS, Houser C, Beriwal S. Dosimetric comparison of multichannel vaginal cylinder high-dose-rate brachytherapy to one single channel vaginal cylinder for patients with vaginal cancer. Brachytherapy 2013;12:559.
[13] Kim H, Rajagopalan MS, Houser C, Beriwal S. Δοσιμετρική σύγκριση της βραχυθεραπείας πολλαπλών καναλιών κολπικού κυλίνδρου υψηλής δόσης με έναν κολπικό κύλινδρο ενός καναλιού για ασθενείς με καρκίνο του κόλπου. Brachytherapy 2013;12:559.
[14] Palmqvist T, Wanderas AD, Marthnisen ABL, Sundset M, Langdal I, Danielsen S, et al. Dosimetric evaluation of manually and inversely optimized treatment planning for high dose brachytherapy of cervical cancer. Acta Oncol 2014;53:1012-8.
[15] Lapuz C, Dempsey C, Capp A, O’Brien PC. Dosimetric comparison of optimization methods for multichannel intracavitary brachytherapy for superficial vaginal tumors. Brachytherapy 2013;12:637-44.
[15] Lapuz C, Dempsey C, Capp A, O'Brien PC. Δοσιμετρική σύγκριση μεθόδων βελτιστοποίησης για ενδοκαναλική βραχυθεραπεία πολλαπλών καναλιών για επιφανειακούς κολπικούς όγκους. Brachytherapy 2013;12:637-44.
[16] Lessard E, Pouliot J. Inverse planning anatomy-based dose optimization for HDRBrachytherapy of the prostate using fast simulated annealing algorithm and dedicated objective function. Med Phys 2001;28:773-9.
[16] Lessard E, Pouliot J. Βελτιστοποίηση της δόσης με βάση την ανατομία σε αντίστροφο σχεδιασμό για HDRBραχυθεραπεία του προστάτη με χρήση γρήγορου αλγορίθμου προσομοιωμένης ανόπτησης και ειδικής αντικειμενικής συνάρτησης. Med Phys 2001;28:773-9.
[17] Karabis A, Giannouli S, Baltas D. HIPO: a hybrid inverse treatment planning optimization algorithm in HDR brachytherapy. Radiother Oncol 2005;76:529.
[17] Karabis A, Giannouli S, Baltas D. HIPO: ένας υβριδικός αλγόριθμος βελτιστοποίησης αντίστροφου σχεδιασμού θεραπείας στην HDR βραχυθεραπεία. Radiother Oncol 2005;76:529.
[18] Au SP, Grigsby PW. The irradiation tolerance dose of the proximal vagina. Radiother Oncol 2003;67:77-85.
[18] Au SP, Grigsby PW. Η δόση ανοχής ακτινοβολίας του εγγύς κόλπου. Radiother Oncol 2003;67:77-85.
[19] Kirchheiner K, Nout AR, Tanderup K, Lindegaard JC, Westerveld H, Haie-Meder C, et al. Manifestation pattern of early-late vaginal morbidity after definitive radiation (chemo)therapy and image-guided adaptive brachytherapy for locally advanced cervical cancer: an analysis from the EMBRACE study. Int Radiat Oncol Biol Phys 2014;1:88-95.
[20] Trnková P, Pötter R, Baltas D, Karabis A, Fidarova E, Dimopoulos J, et al. New inverse planning technology for image-guided cervical cancer brachytherapy: description and evaluation within a clinical frame. Radiother Oncol 2009;93:331-40.
[21] Rivard MJ, Coursey BM, De Werd LA, Hanson WF, Huq MS, Ibbott GS, et al. Update of AAPM Task Group No. 43 Report: a revised AAPM protocol for brachytherapy dose calculations. Med Phys 2004;31:633-74.
[22] Osman AFI, Maalej N, UI-Rahman K, Rahman WA. Heterogeneity and scatter effects on Ir-192 brachytherapy dose distribution. Phys Med 2016;32:1210-5.
[22] Osman AFI, Maalej N, UI-Rahman K, Rahman WA. Επιδράσεις της ετερογένειας και της διασποράς στην κατανομή της δόσης βραχυθεραπείας Ir-192. Phys Med 2016;32:1210-5.
[23] Dinkla AM, van der Laarse R, Kaljouw E, Pieters BR, Koedooder K, van Wieringen N, et al. A comparison of inverse optimization algorithms for HDR/PDR prostate brachytherapy treatment planning. Brachytherapy 2015;14:279-88.
[24] Wu A, Ulin K, Sternick ES. A dose homogeneity index for evaluating 192Ir interstitial breast implants. Med Phys 1998;15:104-7.
[24] Wu A, Ulin K, Sternick ES. Ένας δείκτης ομοιογένειας δόσης για την αξιολόγηση των διασωληνωμένων εμφυτευμάτων μαστού 192Ir. Med Phys 1998;15:104-7.
[25] Baltas D, Kolotas C, Geramani K, Mould RF, Ioannidis G, Kekchidi MA, et al. A conformal index (COIN) to evaluate implant quality and dose specification in brachytherapy. Int J Rad Oncol Biol Phys 1998;40:515-24.
[26] International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) 38 report. Dose and Volume Specification for Reporting Intracavitary Therapy in Gynecology; 1985.
[26] Έκθεση 38 της Διεθνούς Επιτροπής Μονάδων και Μετρήσεων Ακτινοβολίας (ICRU). Προδιαγραφές δόσης και όγκου για την αναφορά της ενδοκοιλιακής θεραπείας στη γυναικολογία, 1985.
[27] Small Jr W, Beriwal S, Demanes DJ, Dusenbery KE, Eifel P, Erickson B, et al. American Brachytherapy Society consensus guidelines for adjuvant vaginal cuff brachytherapy after hysterectomy. Brachytherapy 2012;11:58-67.
[28] International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) 89 report. Prescribing, Recording, and Reporting Brachytherapy for Cancer of the Cervix; 2016.
[28] Έκθεση 89 της Διεθνούς Επιτροπής Μονάδων και Μετρήσεων Ακτινοβολίας (ICRU). Prescribing, Recording, and Reporting Brachytherapy for Cancer of the Cervix- 2016.
[29] Kirisits C, Rivard MJ, Baltas D, Ballester F, De Brabandere M, van der Laarse R, et al. Review of clinical brachytherapy uncertainties: Analysis guidelines of GEC-ESTRO and the AAPM. Radiother Oncol 2014;110:199-212.
[29] Kirisits C, Rivard MJ, Baltas D, Ballester F, De Brabandere M, van der Laarse R, et al: Ανάλυση κατευθυντήριων γραμμών της GEC-ESTRO και της AAPM. Radiother Oncol 2014;110:199-212.
[30] Lessard E, Hsu IC, Pouliot J. Inverse planning for interstitial gynecologic template brachytherapy: truly anatomy-based planning. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2002;54:1243-51.
[30] Lessard E, Hsu IC, Pouliot J. Αντίστροφος σχεδιασμός για τη διατομική γυναικολογική βραχυθεραπεία προτύπων: πραγματικά σχεδιασμός με βάση την ανατομία. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2002;54:1243-51.
[31] Glaser SM, Kim H, Beriwal S. Multichannel vaginal cylinder brachytherapy-Impact of tumor thickness and location on dose to organs at risk. Brachytherapy 2015;14:913-8.
[31] Glaser SM, Kim H, Beriwal S. Πολυκαναλική κολπική κυλινδρική βραχυθεραπεία-Επιρροή του πάχους και της θέσης του όγκου στη δόση στα όργανα κινδύνου. Brachytherapy 2015;14:913-8.
    • Corresponding author at: Medical Physics Unit, Dept. of Diagnostic Imaging and Radiotherapy, Fondazione IRCCS Istituto Nazionale dei Tumori, Via Venezian, 1 , 20133 Milano, Italy.
      Ανταποκρινόμενος συγγραφέας στο: Istituto Nazionale dei Tumori, Via Venezian, 1 , 20133 Milano, Italy.
    E-mail address: mauro.carrara@istitutotumori.mi.it (M. Carrara).
    Διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου: mauro.carrara@istitutotumori.mi.it (M. Carrara).
    1 1 ^(1){ }^{1} This work was partially carried out when the author was working for the: Medical Physics Unit, Dept. of Diagnostic Imaging and Radiotherapy Fondazione IRCCS Istituto Nazionale dei TumoriVia Venezian, 1, 20133 Milano, Italy.
    1 1 ^(1){ }^{1} Η εργασία αυτή πραγματοποιήθηκε εν μέρει όταν ο συγγραφέας εργαζόταν για το: Ιατρική Φυσική, Τμήμα Διαγνωστικής Απεικόνισης και Ακτινοθεραπείας Fondazione IRCCS Istituto Nazionale dei TumoriVia Venezian, 1, 20133 Milano, Italy.