PURPOSE: Recent papers suggested a correlation between the risk of distant metastasis (DM) and dose outside the PTV, though conclusions in different publications conflicted. This study resolves these conflicts and provides a compelling explanation of prognostic factors. MATERIALS AND METHODS: A dataset of 478 NSCLC patients treated with SBRT (IMRT or VMAT) was analyzed. We developed a deep learning model for DM prediction and explainable AI was used to identify the most significant prognostic factors. Subsequently, the prognostic power of the extracted features and clinical details were analyzed using conventional statistical methods. RESULTS: Treatment technique, tumor features, and dosiomic features in a 3 cm wide ring around the PTV (PTV3cm) were identified as the strongest predictors of DM. The Hazard Ratio (HR) for Dmean,PTV3cm was significantly above 1 (p < 0.001). There was no significance of the PTV3cm dose after treatment technique stratification. However, the dose in PTV3cm was found to be a highly significant DM predictor (HR > 1, p = 0.004) when analyzing only VMAT patients with small and spherical tumors (i.e., sphericity > 0.5). CONCLUSIONS: The main reason for conflicting conclusions in previous papers was inconsistent datasets and insufficient consideration of confounding variables. No causal correlation between the risk of DM and dose outside the PTV was found. However, the mean dose to PTV3cm can be a significant predictor of DM in small spherical targets treated with VMAT, which might clinically imply considering larger PTV margins for smaller, more spherical tumors (e.g., if IGTV > 2 cm, then margin ≤ 7 mm, else margin > 7 mm).
- MeSH
- celková dávka radioterapie * MeSH
- deep learning * MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- metastázy nádorů MeSH
- nádory plic * patologie radioterapie MeSH
- nemalobuněčný karcinom plic * radioterapie patologie MeSH
- plánování radioterapie pomocí počítače metody MeSH
- prognóza MeSH
- radiochirurgie * metody MeSH
- radioterapie s modulovanou intenzitou metody MeSH
- senioři MeSH
- Check Tag
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
BACKGROUND: Stereotactic ablative radiotherapy (SABR) is the standard treatment for medically inoperable early-stage non-small cell lung cancer (ES-NSCLC), but which patients benefit from stereotactic radiotherapy is unclear. The aim of this study was to analyze prognostic factors for early mortality. METHODS: From August 2010 to 2022, 617 patients with medically inoperable, peripheral or central ES-NSCLC were treated with SABR at our institution. We retrospectively evaluated the data from 172 consecutive patients treated from 2018 to 2020 to analyze the prognostic factors associated with overall survival (OS). The biological effective dose was > 100 Gy10 in all patients, and 60 Gy was applied in 3-5 fractions for a gross tumor volume (GTV) + 3 mm margin when the tumor diameter was < 1 cm; 30-33 Gy was delivered in one fraction. Real-time tumor tracking or an internal target volume approach was applied in 96% and 4% of cases, respectively. In uni- and multivariate analysis, a Cox model was used for the following variables: ventilation parameter FEV1, histology, age, T stage, central vs. peripheral site, gender, pretreatment PET, biologically effective dose (BED), and age-adjusted Charlson comorbidity index (AACCI). RESULTS: The median OS was 35.3 months. In univariate analysis, no correlation was found between OS and ventilation parameters, histology, PET, or centrality. Tumor diameter, biological effective dose, gender, and AACCI met the criteria for inclusion in the multivariate analysis. The multivariate model showed that males (HR 1.51, 95% CI 1.01-2.28; p = 0.05) and AACCI > 5 (HR 1.56, 95% CI 1.06-2.31; p = 0.026) were significant negative prognostic factors of OS. However, the analysis of OS showed that the significant effect of AACCI > 5 was achieved only after 3 years (3-year OS 37% vs. 56%, p = 0.021), whereas the OS in one year was similar (1-year OS 83% vs. 86%, p = 0.58). CONCLUSION: SABR of ES-NSCLC with precise image guidance is feasible for all medically inoperable patients with reasonable performance status. Early deaths were rare in our real-life cohort, and OS is clearly higher than would have been expected after best supportive care.
- MeSH
- analýza přežití MeSH
- kohortové studie MeSH
- lidé MeSH
- malobuněčný karcinom plic * patologie MeSH
- nádory plic * radioterapie chirurgie MeSH
- nemalobuněčný karcinom plic * radioterapie chirurgie MeSH
- radiochirurgie * metody MeSH
- retrospektivní studie MeSH
- staging nádorů MeSH
- výsledek terapie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
PURPOSE: Radiotherapy outcome modelling often suffers from class imbalance in the modelled endpoints. One of the main options to address this issue is by introducing new synthetically generated datapoints, using generative models, such as Denoising Diffusion Probabilistic Models (DDPM). In this study, we implemented DDPM to improve performance of a tumor local control model, trained on imbalanced dataset, and compare this approach with other common techniques. METHODS: A dataset of 535 NSCLC patients treated with SBRT (50 Gy/5 fractions) was used to train a deep learning outcome model for tumor local control prediction. The dataset included complete treatment planning data (planning CT images, 3D planning dose distribution and patient demographics) with sparsely distributed endpoints (6-7 % experiencing local failure). Consequently, we trained a novel conditional 3D DDPM model to generate synthetic treatment planning data. Synthetically generated treatment planning datapoints were used to supplement the real training dataset and the improvement in the model's performance was studied. Obtained results were also compared to other common techniques for class imbalanced training, such as Oversampling, Undersampling, Augmentation, Class Weights, SMOTE and ADASYN. RESULTS: Synthetic DDPM-generated data were visually trustworthy, with Fréchet inception distance (FID) below 50. Extending the training dataset with the synthetic data improved the model's performance by more than 10%, while other techniques exhibited only about 4% improvement. CONCLUSIONS: DDPM introduces a novel approach to class-imbalanced outcome modelling problems. The model generates realistic synthetic radiotherapy planning data, with a strong potential to increase performance and robustness of outcome models.
Východiska: Stereotaktická radioterapie (stereotactic body radiation therapy – SBRT) či stereotaktická ablativní radioterapie (stereotactic ablative radiotherapy – SABR) se stala standardem léčby u pacientů s časným stadiem nemalobuněčného karcinomu plic (early-stage non-small cell lung cancer – ES-NSCLC), kteří nejsou způsobilí k chirurgickému zákroku nebo operaci odmítají. SBRT je metoda zevní radioterapie, která přesně dodává vysokou dávku záření v jedné nebo několika léčebných frakcích. Režimy s biologicky ekvivalentní dávkou ≥ 100 Gy jsou spojeny s dobrou lokální kontrolou a celkovým přežitím, vyšším než u konvenčně frakcionované radioterapie. V indikaci SBRT stále existují sporné oblasti, kde jsou údaje omezené – indikace u starších a komorbidních pacientů, indikace léčby bez histologické verifikace, léčba centrálních/ultracentrálních lézí, indikace u tumorů větších než 5 cm, indikace u operabilních pacientů. Rovněž optimální postup při sledování pacientů po SBRT pro ES-NSCLC zůstává nejasný, vč. frekvence zobrazování, použití PET-CT a požadavků na biopsii. CT změny po SBRT se liší od změn po konvenční radioterapii a je obtížné je odlišit od recidivy nádoru. Vzhledem k vysoké míře lokální kontroly po SBRT plic jsou data o léčbě lokálního selhání nedostatečná. Cíl: Cílem sdělení je shrnout současné poznatky o významu SBRT v indikaci časného karcinomu plic nemalobuněčného typu.
Background: Stereotactic body radiation therapy (SBRT) is now a standard treatment option for patients with early-stage non-small cell lung cancer (ES-NSCLC) who are unfit for surgery or refuse to undergo an operation. SBRT is a method of external beam radiotherapy that accurately delivers a high dose of irradiation in one or few treatment fractions. Intensive regimens of biologically effective dose ≥ 100 Gy are associated with good local control and overall survival, higher than in conventionally fractionated radiotherapy. There are still controversial areas in the SBRT indication where data are limited – indications for elderly and comorbid patients, indications for treatment without histological verification, treatment of central/ultracentral lesions, indications for tumors larger than 5 cm, indications for operable patients. The optimal follow-up practice of these patients also remains unclear, including the frequency of imaging, the use of PET-CT, and requirements for biopsy. CT changes after SBRT differ from those following conventional radiotherapy and it is difficult to distinguish them from tumor recurrence. Due to the high local control achieved with lung SBRT, data on the treatment of local failure are insufficient. Purpose: The aim of the publication is to demonstrate the current information and the importance of SBRT for patients with ES-NSCLC.
- Klíčová slova
- časné stadium nemalobuněčného karcinomu plic,
- MeSH
- lidé MeSH
- nemalobuněčný karcinom plic * chirurgie radioterapie MeSH
- radiochirurgie * metody MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- Klíčová slova
- cemiplimab,
- MeSH
- doba přežití bez progrese choroby MeSH
- humanizované monoklonální protilátky * aplikace a dávkování farmakologie terapeutické užití MeSH
- lidé MeSH
- nemalobuněčný karcinom plic * chirurgie farmakoterapie radioterapie MeSH
- senioři MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
- Klíčová slova
- osimertinib, Tagrisso,
- MeSH
- doba přežití bez progrese choroby MeSH
- epidermální růstový faktor analýza genetika MeSH
- inhibitory tyrosinkinasy * aplikace a dávkování terapeutické užití MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- nemalobuněčný karcinom plic * diagnóza farmakoterapie radioterapie MeSH
- protinádorové látky terapeutické užití MeSH
- staging nádorů metody MeSH
- Check Tag
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Protinádorová imunoterapie s využitím checkpoint inhibitorů přináší pacientům s nemalobuněčným karcinomem plic (non-small cell lung cancer, NSCLC) ve stadiu III významné zlepšení léčebných výsledků. V případě přibližně 20-25 % operabilních případů vede neoadjuvantní chemoimunoterapie k několikanásobnému zvýšení četnosti velmi významných až kompletních patologických regresí nádoru v resekátu ve srovnání s chemoterapií samotnou. Bylo prokázáno i významné prodloužení doby do návratu nemoci. Také adjuvantní imunoterapie ve srovnání s placebem po operaci a chemoterapii prodloužila významně dobu do progrese onemocnění, a to zejména u pacientů s vysokou expresí ligandu programované buněčné smrti 1 (programmed cell death-ligand 1, PD-L1). Obě perioperační modality očekávají registraci jako standardní postup. V případě inoperabilního stadia III je konsolidační léčba imunoterapií standardem téměř se zdvojnásobením dlouhodobého přežívání. Terčová léčba osimertinibem adjuvantně u operovaných pacientů s NSCLC a mutací receptoru epidermálního růstového faktoru (epidermal growth factor receptor, EGFR) je první indikací tohoto druhu u nemetastazujícího onemocnění. Přínos pooperační radioterapie u nemocných s postižením mediastinálních uzlin je podle posledních publikovaných výsledků zpochybněn.
Antitumor immunotherapy using checkpoint inhibitors brings significant improvement in treatment outcomes for patients with stage III non-small cell lung cancer (NSCLC). In the case of approximately 20-25% of operable tumors, neoadjuvant chemoimmunotherapy leads to a several-fold increase in the frequency of major or complete pathological tumor regressions in the resected specimens compared to chemotherapy alone. A significant prolongation of the time to disease progression was also demonstrated. Adjuvant immunotherapy also significantly increased time to progression compared to placebo after surgery and chemotherapy, especially in high programmed cell death-ligand 1 (PD-L1) expressors. Both perioperative modalities expect registration as standard procedure. In the case of inoperable stage III, consolidation treatment with immunotherapy is the standard with a doubling of long-term survival. Adjuvant osimertinib targeted therapy in operated epidermal growth factor receptor (EGFR) mutated NSCLC is the first indication of this kind in non-metastatic disease. The benefit of postoperative radiotherapy in patients with involvement of the mediastinal nodes is questioned according to the latest published results.
- MeSH
- adjuvantní radioterapie metody MeSH
- biologická terapie metody MeSH
- imunoterapie metody MeSH
- inhibitory kontrolních bodů terapeutické užití MeSH
- lidé MeSH
- nemalobuněčný karcinom plic * chirurgie radioterapie terapie MeSH
- protokoly protinádorové kombinované chemoterapie antagonisté a inhibitory terapeutické užití MeSH
- randomizované kontrolované studie jako téma MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Nemaiobuněčný karcinom plic (non-small cell lung cancer, NSCLC) je v přibližně 50 % případů diagnostikován ve stadiu lokalizovaného nebo lokálně pokročilého onemocnění. Základními léčenými modalitami jsou operace a chemoradioterapie. Riziko recidivy je vysoké, zvyšuje se s klinickým stadiem. Adjuvantní nebo neoadjuvantní chemoterapie zlepšují výsledky pětiletého celkového přežití o 5-15 %. Imunoterapie checkpoint inhibitory přinesla významné zlepšení výsledků léčby pokročilého NSCLC ve smyslu dlouhodobého celkového přežití. Přínos byl významný i u lokálně pokročilého neoperabilního NSCLC po chemoradioterapii. Tento článek si klade za cíl shrnout nejvýznamnější data hodnotící účinek checkpoint inhibitorů v neoadjuvantní a adjuvantní léčbě NSCLC.
Non-small cell lung cancer (NSCLC) is diagnosed in half of cases at the stage of localized or locally advanced disease. The main treatment modalities are surgery and chemoradiotherapy. The risk of recurrence is high, increasing with the clinical stage. Adjuvant or neoadjuvant chemotherapy improves five-year overall survival by 5-15%. Immunotherapy with check-point inhibitors brought a significant improvement in the results of the treatment of advanced NSCLC in terms of overall survival. The benefit was also significant in locally advanced inoperable NSCLC after chemoradiotherapy. This article aims to summarize the most important data evaluating the effect of check-point inhibitors in neoadjuvant and adjuvant treatment of NSCLC.
- MeSH
- analýza přežití MeSH
- imunoterapie MeSH
- inhibitory kontrolních bodů terapeutické užití MeSH
- lidé MeSH
- nemalobuněčný karcinom plic * chirurgie radioterapie terapie MeSH
- neoadjuvantní terapie metody MeSH
- nivolumab farmakologie terapeutické užití MeSH
- protokoly protinádorové kombinované chemoterapie MeSH
- randomizované kontrolované studie jako téma MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
PURPOSE: Brain metastases represent a major indication for stereotactic radiosurgery (SRS), but further study is needed regarding repeat SRS (SRS2) after local or marginal recurrence after prior SRS (SRS1). We report local tumor control (LC) after SRS2 and identify predictors of radiation necrosis (RN) and symptomatic RN (SRN). METHODS AND MATERIALS: Patients had biopsy-proven non-small cell lung cancer and at least 1 brain metastasis previously treated with SRS. SRS2 was performed from 2015 to 2020 and required overlap of the prescription isodose lines with those from SRS1. Patients treated with preoperative SRS were excluded. Primary endpoints were LC by Response Assessment in Neuro-oncology criteria, RN, and SRN. RESULTS: From 8 institutions, 102 patients with 123 treated lesions were included. SRS2 was performed at a median 12 months after SRS1. SRS2 delivered a median 18 Gy (interquartile range [IQR], 16-18) margin dose to the 50% (IQR, 50%-70%) isodose line, maximum dose of 30.5 Gy (IQR, 25.0-36.0), and V12Gy of 3.38 cm3 (IQR, 0.83-7.64). One-year and 2-year LC were 79% and 72%, respectively. Local tumor control was improved with tumor volume ≤1 cm3 (P < .005). There were 25 (20%) cases of RN and 9 (7%) cases of SRN. For SRS1 and SRS2, SRN rates were higher with maximum doses ≥40 Gy or SRS2 V12Gy >9 cm3 (P < .025 for each). SRS1 and SRS2 maximum dose ≥40 Gy was also predictive of increased RN (P < .05 for each). Prior immunotherapy was not predictive of RN or SRN. CONCLUSIONS: Repeat SRS afforded a high rate of local tumor control and a low rate of SRN. At SRS2, V12Gy ≤9 cm3 and maximum dose <40 Gy may reduce the risks of RN and SRN. These results are most applicable to lesions with approximately 1 cm3 volume and 1-year interval between SRS courses.
