Análise do planejamento radioterápico de estereotaxia pulmonar baseado em densitovolumetria

Abstract

Introdução: O câncer de pulmão é um dos tumores malignos de maior incidência no Brasil e tratado frequentemente com radioterapia em estágios avançados. Nos tumores pulmonares em estágios clínicos iniciais, a técnica estereotática (SBRT) tem oferecido bons resultados em aumento de controle local e sobrevida. No entanto, proteger o tecido pulmonar sadio é crucial, dado o risco de efeitos adversos, como pneumonite por radiação. As restrições de dose recomendadas na literatura não distinguem entre pulmões saudáveis e com áreas não funcionais, como no enfisema ou fibrose, considerando pacientes portadores de doença pulmonar grave nas mesmas condições de pacientes sem alterações funcionais. A densitometria pulmonar pode ser usada para diferenciar as áreas de tecido pulmonar sadio, fornecendo informações sobre a condição clínica do paciente, que deverão ser levadas em conta durante o planejamento do tratamento radioterápico. Objetivos: Verificar a possibilidade de redução de dose de radiação no volume de tecido pulmonar normal, classificado com dados de densitovolumetria, que recebe doses de 5Gy, 10Gy, 20Gy, 30Gy e 50Gy, a partir de um novo planejamento. Além disso, propor um novo planejamento visando entradas de campos onde há tecido não funcionante e/ou modulando a intensidade do feixe de radiação a fim de minimizar a exposição do tecido classificado como normal, e comparar a quantidade de tecido pulmonar preservado entre os planejamentos feitos antes e depois da densitovolumetria. Métodos: O estudo de coorte mista avaliou tomografias de 39 pacientes com câncer de pulmão submetidos à SBRT entre 2017-2022. As áreas pulmonares foram classificadas como enfisema, tecido normal ou fibrose para ajustar e comparar planos radioterápicos, visando otimizar a proteção do tecido saudável. Os novos planos foram desenvolvidos com base na modulação da dose e na reconfiguração dos campos de tratamento, visando em uma adequada distribuição da dose e redução da exposição em tecido pulmonar classificado como normal. Resultados e Discussão: Foram utilizados esquemas de dose de 60Gy em 3 frações (64,1%) para tumores periféricos e 50Gy em 5 frações (25,6%) para tumores centrais. As técnicas de planejamento incluíram VMAT (76%), 3DCRT (7,7%), e uma abordagem híbrida (15,6%). A densitovolumetria pulmonar revelou variações significativas nos volumes de tecido normal, enfisema e fibrose entre os pacientes. Na tomografia em inspiração, enfisema grave foi identificado em 15% dos pacientes. Novos planejamentos, ajustados com base nos dados de densitovolumetria, mostraram uma redução significativa na dose recebida em tecidos normais para volumes recebendo até 30Gy, especialmente nos pulmões ipsilaterais e lobos irradiados, mantendo a adequada cobertura dos alvos. Esses resultados destacam a importância de personalizar o planejamento de SBRT considerando as características pulmonares específicas dos pacientes. Considerações Finais e Conclusões: Este estudo ampliou o uso de ferramentas disponíveis no protocolo de SBRT. Observou-se que os achados na TC em respiração livre diferem significativamente dos achados na TC em inspiração, indicando a necessidade de ajustar os limiares de densidade para proteger o parênquima pulmonar saudável. Estudos futuros devem focar em amostras prospectivas para determinar limiares mais precisos, visando otimizar o planejamento radioterápico e minimizar complicações pulmonares.

Introduction: Lung cancer is one of the most common malignant tumors and is frequently treated with radiotherapy in advanced stages. In early-stage lung tumors, stereotactic body radiation therapy (SBRT) has shown good results in increasing local control and survival. However, protecting healthy lung tissue is crucial due to the risk of adverse effects such as radiation pneumonitis. The dose constraints recommended in the literature do not differentiate between healthy lungs and lungs with non-functional areas, as seen in emphysema or fibrosis, treating patients with severe lung disease under the same conditions as those without functional alterations. Pulmonary densitometry can be used to differentiate areas of healthy lung tissue, providing information on the patient's clinical condition, which should be considered during radiotherapy planning. Objectives: To assess the possibility of reducing the radiation dose to the volume of normal lung tissue, classified using densitometry data, which receives doses of 5Gy, 10Gy, 20Gy, 30Gy, and 50Gy, through new planning. Additionally, to propose a new plan aiming at field entries where there is non-functional tissue and/or modulating the intensity of the radiation beam to minimize exposure to the tissue classified as normal, and to compare the amount of lung tissue preserved between the plans made before and after densitometry. Methods: The study is a mixed cohort study that evaluated CT scans of 39 lung cancer patients treated with SBRT between 2017 and 2022. Pulmonary areas were classified as emphysema, normal tissue, or fibrosis to adjust and compare radiotherapy plans, aiming to optimize the protection of healthy tissue. The new plans were developed based on dose modulation and reconfiguration of treatment fields, aiming for appropriate dose distribution and reduced exposure to lung tissue classified as normal. Results and Discussion: Dose schemes of 60Gy in 3 fractions (64.1%) for peripheral tumors and 50Gy in 5 fractions (25.6%) for central tumors were used. Planning techniques included VMAT (76%), 3DCRT (7.7%), and a hybrid approach (15.6%). Pulmonary densitometry revealed significant variations in the volumes of normal tissue, emphysema, and fibrosis among patients. In inspiratory CT, severe emphysema was identified in 15% of patients. New plans, adjusted based on densitometry data, showed a significant reduction in the dose received by normal tissues for volumes receiving up to 30Gy, especially in ipsilateral lungs and irradiated lobes, while maintaining adequate target coverage. These results highlight the importance of personalizing SBRT planning by considering the specific pulmonary characteristics of patients. Conclusions: This study expanded the use of tools available in the SBRT protocol. It was observed that findings in free-breathing CT scans significantly differ from those in inspiratory CT, indicating the need to adjust density thresholds to protect healthy lung parenchyma. Future studies should focus on prospective samples to determine more accurate thresholds, aiming to optimize radiotherapy planning and minimize pulmonary complications.