مجله سنجش و ایمنی پرتو

مجله سنجش و ایمنی پرتو

تأثیر تغییرپذیری کانتورینگ گره‌های لنفاوی لگن بر پوشش PTV و دوز OARها در IMRT پروستات: تحلیل آماری DVH

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مریم یافتیان 1
الهام سعیدزاده 1
حسین عربی 2
فرشید باباپور مفرد 3
1 گروه مهندسی هسته‌ای-پرتوپزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 بخش پزشکی هسته‌ای و تصویربرداری مولکولی، بیمارستان دانشگاهی ژنو، ژنو، سوئیس
3 گروه مهندسی هسته ای- پرتوپزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
10.22052/rsm.2026.259497.1174
چکیده
پرتودرمانی گره‌های لنفاوی لگنی با تکنیک (IMRT) در برخی بیماران مبتلا به سرطان پروستات انجام می‌شود. تغییرپذیری بین ناظران در تعیین حدود مناطق این گره‌ها می‌تواند بر پوشش حجم هدف و دوز دریافتی اندام‌های در معرض خطر (OARs) اثرگذار باشد. هدف این مطالعه ارزیابی نظام‌مند پیامدهای دوزیمتریک ناشی از تغییرپذیری کانتورینگ بین ناظران مستقل بود. در این مطالعه گذشته‌نگر، سه متخصص رادیوانکولوژی به‌طور مستقل حجم هدف بالینی گره‌های لنفاوی لگنی را در ۶۰ بیمار مبتلا به سرطان پروستات کانتور کردند. برای هر کانتور، پارامترهای DVH شامل حجم، شاخص 95%V و میانگین دوز حجم هدف برنامه‌ریزی‌شده (PTV)، و میانگین/حداکثر دوز اندام‌های در معرض خطر (مثانه، رکتوم، روده باریک و سرهای فمور) محاسبه شد. تفاوت‌های بین سه ناظر با تحلیل واریانس با اندازه‌گیری‌های تکراری و توافق با ضریب همبستگی درون‌کلاسی (ICC) ارزیابی شد. میانگین حجم کانتورهای گره‌های لنفاوی برای سه ناظر به‌ترتیب 259.18±11.65، 263.70±11.41 و 267.16±11.40 cm³ بود. شاخص 95%V برای PTV بسیار پایدار ماند (p=0.178). در مورد اندام‌های در معرض خطر، D_mean مثانه و رکتوم پایدار بود، اما D_max هردو معنادارمتفاوت بود (p<0.001) . روده باریک بیشترین حساسیت را نشان داد، با D_mean و D_max معنادار. (p<0.001) D_meanسرهای فمور نیز معنادار متفاوت بود (p<0.001)، در حالی‌که D_max پایدار ماند (P=0.851). نتیجه‌گیری تغییرپذیری کانتورینگ تأثیر محدودی بر پوشش PTV داشت، اما اثر معنادار بر میانگین دوز PTV و شاخص‌های دوزیمتریک OARها، به‌ویژه روده باریک و حداکثر دوز مثانه‌ و رکتوم، داشت. اجرای دستورالعمل‌های استاندارد کانتورینگ و بازبینی ساختاریافته همتایانه برای کاهش این تغییرپذیری بین‌فردی ضروری است.
کلیدواژه‌ها
سرطان پروستات
پرتودرمانی با تکنیک IMRT
تعریف حدود گره‌های لنفاوی لگن
DVH

عنوان مقاله English

Impact of Pelvic Lymph Node Contouring Variability on PTV Coverage and OAR Dose in Prostate IMRT: DVH-based Statistical Analysis

نویسندگان English

Maryam Yaftian 1
Elham Saeedzadeh 1
Hossein Arabi 2
Farshid Babapour -Mofrad 3
1 Department of Radiation Medical Engineering, SR.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Division of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, Geneva University Hospital, Geneva, Switzerland
3 Department of Radiation Medical Engineering, SR.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده English

Elective pelvic nodal irradiation using intensity-modulated radiation therapy (IMRT) is widely utilized in selected prostate cancer patients. Interobserver variability in pelvic lymph node contouring may affect target dose coverage and organs at risk (OARs) sparing. This study systematically evaluated the dosimetric consequences of interobserver contouring variability among three independent radiation oncologists. In this retrospective treatment planning study, three radiation oncologists independently delineated the clinical target volume (CTV) for pelvic lymph nodes in 60 prostate cancer patients. For each observer-specific contour set, dose–volume histogram (DVH) parameters were generated for the planning target volume (PTV) and selected OARs (bladder, rectum, small bowel, and femoral heads). Primary endpoints included pelvic nodal volume, PTV V95%, PTV D_mean, as well as OAR D_mean and D_max. Interobserver differences were evaluated using repeated-measures ANOVA, and agreement was quantified using the intraclass correlation coefficient (ICC). Bland–Altman analysis and boxplots were employed to characterize interobserver variability. Mean pelvic lymph node contour volumes were 259.18 ± 11.65 cm³ for Observer 1, 263.70 ± 11.41 cm³ for Observer 2, and 267.16 ± 11.40 cm³ for Observer 3 respectively. Target coverage remained highly robust across observers, with no statistically significant difference in PTV V95% (p=0.178). Regarding OARs, bladder and rectum D_mean remained stable across observers, whereas bladder and rectum D_max differed significantly (both p<0.001). The small bowel exhibited the greatest dosimetric sensitivity, demonstrating significant differences in both D_mean and D_max (both p<0.001). Femoral head D_mean also varied significantly p<0.001), whereas femoral head D_max remained stable (p=0.851). Interobserver contouring variability had minimal impact on PTV coverage, but significantly influenced PTV D_mean and several OAR dosimetric parameters, particularly small bowel exposure and peak doses to the bladder and rectum. These findings emphasize the necessity of implementing standardized contouring guidelines and structured peer-review processes to mitigate clinically relevant dosimetric variation.

کلیدواژه‌ها English

Prostate cancer
Intensity-modulated radiation therapy (IMRT)
Pelvic lymph node delineation
Dose&‌‌‌ndash
volume histogram (DVH)
1. O. De Hertogh, G. Le Bihan, T. Zilli, S. Palumbo, M. Jolicoeur, G. Crehange, T. Derashodian, G. Roubaud, C. Salembier, S. Supiot, O. Chapet, V. Achard, P. Sargos, Consensus Delineation Guidelines for Pelvic Lymph Node Radiation Therapy of Prostate Cancer: On Behalf of the Francophone Group of Urological Radiation Therapy (GFRU). Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 118 (2024) 29-40.
2. W. A. Hall, E. Paulson, B. J. Davis, D. E. Spratt, T. M. Morgan, D. Dearnaley, A. C. Tree, J. A. Efstathiou, M. Harisinghani, A. B. Jani, M. K. Buyyounouski, T. M. Pisansky, P. T. Tran, R. J. Karnes, R. C. Chen, F. L. Cury, J. M. Michalski, S. A. Rosenthal, B. F. Koontz, A. C. Wong, P. L. Nguyen, T. A. Hope, F. Feng, H. M. Sandler, C. A. F. Lawton, NRG Oncology Updated International Consensus Atlas on Pelvic Lymph Node Volumes for Intact and Postoperative Prostate Cancer. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 109 (2021) 174-185.
3. A. Dal Pra, P. Dirix, V. Khoo, C. Carrie, C. Cozzarini, V. Fonteyne, P. Ghadjar, A. Gomez-Iturriaga, V. Panebianco, A. Zapatero, A. Bossi, T. Wiegel. ESTRO ACROP guideline on prostate bed delineation for postoperative radiotherapy in prostate cancer. Clin. Transl. Radiat. Oncol. 41 (2023) 100638.
4. G. Ortner, X. Hoderlein, F. Barbato, D. Beyersdorff, L. Budäus, I. A. Burger, M. Eiber, M. Graefen, B. Hadaschik, A. Haese, K. Herrmann, L. Maack, I. Maric, A. Mattei, I. Rauscher, G. Salomon, M. Sauer, L. Schimmöller, A. Schlaefer, H.-P. Schlemmer, S. K. B. Spohn, L. Umutlu, J. Walz, C. Würnschimmel, D. Koehler, T. Maurer, The Pelvic Rosetta Classification Project: An Interdisciplinary Proposal for a Lymph Node Map of the Pelvis in Prostate Cancer. J. Nucl. Med. 67 (2026) 154-159.
5. P. Darby, E. Kilgour, C. K. Then, A. Bromiley, J. McLellan, A. E. Kiltie, Inter-observer variability in radiotherapy contouring with the use of autocontouring software: A systematic review. Clin. Transl. Radiat. Oncol. 58 (2026) 101144.
6. W. Zheng, X. Yang, Z. Cheng, J. Lian, E. Li, S. Mo, Y. Liu, S. Huang, Interobserver and sequence variability in the delineation of pelvic organs at risk on magnetic resonance images. Radiol. Oncol. 59 (2025) 139-146.
7. B. Hentschel, W. Oehler, D. Strauss, A. Ulrich, A. Malich, Definition of the CTV prostate in CT and MRI by using CT-MRI image fusion in IMRT planning for prostate cancer. Strahlenther. Onkol. 187 (2011) 183-190. doi: 10.1007/s00066-010-2179-1.
8. M. P. Jones, J. Martin, K. Foo, P. Estoesta, L. Holloway, M. Jameson, The impact of contour variation on tumour control probability in anal cancer. Radiat. Oncol. 13 (2018) 97. doi: 10.1186/s13014-018-1033-y.
9. A. Barghi, C. Johnson, A. Warner, G. Bauman, J. Battista, G. Rodrigues, Impact of Contouring Variability on Dose-Volume Metrics used in Treatment Plan Optimization of Prostate IMRT. Cureus 5 (2013) e144.
10. D. Giavarina, Understanding Bland Altman analysis. Biochem. Med. (Zagreb) 25 (2015) 141-151. doi: 10.11613/BM.2015.015.
11. R. Zaki, A. Bulgiba, R. Ismail, N. A. Ismail, Statistical Methods Used to Test for Agreement of Medical Instruments Measuring Continuous Variables in Method Comparison Studies: A Systematic Review. PLoS One 7 (2012) e37908. doi: 10.1371/journal.pone.0037908.
12. K. Han, L. Ryu, Statistical Methods for the Analysis of Inter-Reader Agreement Among Three or More Readers. Korean J. Radiol. 25 (2024) 325-327. doi: 10.3348/kjr.2023.0965.
13. C. Chamunyonga, K. Mengersen, C. Hargrave, Inter-observer variation in radiation oncology contouring: A scoping review of contour comparison methods, and reporting of impact on the organ at risk plan dose variations. Radiography (Lond.) 32 (2026) 103295.
14. L. Gómez, C. Andrés, A. Ruiz, Dosimetric impact in the dose–volume histograms of rectal and vesical wall contouring in prostate cancer IMRT treatments. Rep. Pract. Oncol. Radiother. 22 (2017) 223-230.
15. Y. Li, P. Li, W. Hsi, Z. Hong, S. Fu, Q. Zhang, Normal tissue complication probability (NTCP) models of acute urinary toxicity (AUT) following carbon ion radiotherapy (CIRT) for prostate cancer. Radiother. Oncol. 156 (2021) 69-79.
16. O. Yariv, K. Camphausen, A. V. Krauze, Small Bowel Dose Constraints in Radiation Therapy—Where Omics-Driven Biomarkers and Bioinformatics Can Take Us in the Future. BioMedInformatics 4 (2024) 158-172.
17. A. Augurio, G. Macchia, L. Caravatta, M. Lucarelli, F. Di Gugliemo, A. Vinciguerra, B. Seccia, V. De Sanctis, R. Autorino, C. Delle Curti, S. Meregalli, E. Perrucci, D. Raspanti, A. Cerrotta, Contouring of emerging organs-at-risk (OARS) of the female pelvis and interobserver variability: A study by the Italian association of radiotherapy and clinical oncology (AIRO). Clin. Transl. Radiat. Oncol. 43 (2023) 100688.
18. A. N. Viswanathan, E. D. Yorke, L. B. Marks, P. J. Eifel, W. U. Shipley, Radiation Dose–Volume Effects of the Urinary Bladder. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 76 (2010) S116-S122.
19. S. K. Vinod, M. Min, M. G. Jameson, L. C. Holloway, A review of interventions to reduce inter-observer variability in volume delineation in radiation oncology. J. Med. Imaging Radiat. Oncol. 60 (2016) 393-406.
20. S. H. Choi, J. W. Park, Y. Cho, G. Yang, H. I. Yoon, Automated Organ Segmentation for Radiation Therapy: A Comparative Analysis of AI-Based Tools Versus Manual Contouring in Korean Cancer Patients. Cancers (Basel) 16 (2024) 3670.
21. P. Lambin, R. T. H. Leijenaar, T. M. Deist, J. Peerlings, E. E. C. de Jong, J. van Timmeren, S. Sanduleanu, R. T. H. M. Larue, A. J. G. Even, A. Jochems, Y. van Wijk, H. Woodruff, J. van Soest, T. Lustberg, E. Roelofs, W. van Elmpt, A. Dekker, F. M. Mottaghy, J. E. Wildberger, S. Walsh, Radiomics: the bridge between medical imaging and personalized medicine. Nat. Rev. Clin. Oncol. 14 (2017) 749-762.
22. J. Cacicedo, A. Navarro-Martin, S. Gonzalez-Larragan, B. De Bari, A. Salem, M. Dahele, Systematic review of educational interventions to improve contouring in radiotherapy. Radiother. Oncol. 144 (2020) 86-92.
مجله سنجش و ایمنی پرتو
دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 58
تابستان 1405
صفحه 117-127