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Dosimetric analysis and clinical outcomes of brachial plexus as an organ-at-risk in head-and-neck cancer patients treated with intensity-modulated radiotherapy
Abstract
Objectives: To document the dose received by brachial plexus (BP) in patients treated with intensity-modulated radiotherapy (IMRT) for head-and-neck squamous cell carcinoma (HNSCC) and report the incidence of brachial plexopathy.
Methods: Newly diagnosed patients of HNSCC treated with radical or adjuvant IMRT were included in this retrospective study. No dosimetric constraints were applied for BP maximum dose equivalent dose (EQD2 α/β = 3). Patients with minimum 6-month follow-up were included and patients with suspicion of plexopathy were evaluated further.
Results: Sixty-seven patients were eligible and 127 BP were analyzed. The mean BP maximum dose (BPmax) was 62.4 Gy (+6.9), while mean BP volume was 28.1 cc (+4.1). Proportion of patients receiving BPmax >66 and >70 Gy were 34.7% and 14.2%. The mean BPmax for T4 tumors was significantly higher than T1 tumors (65 vs. 57.5 Gy, P = 0.005) but when adjusted for N-category, T-category was not independently significant in accounting for BPmax >66 or >70 Gy. Mean BPmax for N0 versus N2+ was 59.8 versus 65.6 Gy (P = 0.0001) and N1 versus N2+ was 61.6 versus 65.6 Gy (P = 0.018). After adjusting for T-category, patients with N2+ had a mean 4.2 Gy higher BPmax than N0-N1 (P = 0.0001). Stage III–IV patients had a mean six Gy higher BPmax doses than Stage I–II disease (P = 0.0001). With a median follow-up of 28 months (interquartile range 16–42), no patient had brachial plexopathy.
Conclusion: Clinically significant plexopathy was not seen in spite of majority having over 2-years follow-up and a third of patients having dose above the recommended tolerance. Only nodal category independently influenced dose to the brachial plexii.
Résumé
La chimioradiothérapie concomitante améliore le taux de contrôle des cancers localement évolués des voies aérodigestives supérieures et la chimiothérapie de référence est actuellement le cisplatine. Ces résultats sont obtenus au prix d’une majoration des toxicités. Pour limiter les risques de toxicité, des contraintes de doses dans les organes à risque ont été établies initialement pour la radiothérapie bidimensionnelle, puis affinées pour la radiothérapie tridimensionnelle et l’irradiation conformationnelle avec modulation d’intensité (RCMI). Pour les toxicités aiguës de grade ≥ 3, les données de la littérature confirment que la chimioradiothérapie concomitante augmente significativement les risques de mucite et de dysphagie. Des contraintes appliquées sur un volume muqueux hors volume cible prévisionnel (PTV), les muscles constricteurs du pharynx et le larynx limitent cet impact négatif. Pour la toxicité tardive, la chimioradiothérapie concomitante aggrave significativement les risques de fibrose cervicale postopératoire et de perte d’audition. Pour d’autres organes à risque, il semble que la chimiothérapie concomitante potentialise les effets tardifs de la radiothérapie, même si les résultats sont moins marquants (plexus brachial, mandibule, muscles constricteurs du pharynx et glande parotide). L’impact clinique pourrait être lié à un effet différentiel plus marqué pour des doses inférieures aux contraintes habituelles et celui-ci s’effacerait lorsque ces seuils seraient dépassés comme cela semble être le cas pour les glandes parotides. En attendant d’avoir des données plus robustes, il paraît souhaitable d’appliquer le principe de délivrer la dose la plus faible possible dans les organes à risque.
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