Task Group 101 of the AAPM has prepared this report for medical physicists, clinicians, and therapists in order to outline the best practice guidelines for the external‐beam radiation therapy technique referred to as stereotactic body radiation therapy (SBRT). The task group report includes a review of the literature to identify reported clinical findings and expected outcomes for this treatment modality. Information is provided for establishing a SBRT program, including protocols, equipment, resources, and QA procedures. Additionally, suggestions for developing consistent documentation for prescribing, reporting, and recording SBRT treatment delivery is provided.

To report tumor control and toxicity for patients treated with image-guided intensity-modulated radiotherapy (RT) for spinal metastases with high-dose single-fraction RT.A total of 103 consecutive spinal metastases in 93 patients without high-grade epidural spinal cord compression were treated with image-guided intensity-modulated RT to doses of 18-24 Gy (median, 24 Gy) in a single fraction between 2003 and 2006. The spinal cord dose was limited to a 14-Gy maximal dose. The patients were prospectively examined every 3-4 months with clinical assessment and cross-sectional imaging.The overall actuarial local control rate was 90% (local failure developed in 7 patients) at a median follow-up of 15 months (range, 2-45 months). The median time to local failure was 9 months (range, 2-15 months) from the time of treatment. Of the 93 patients, 37 died. The median overall survival was 15 months. In all cases, death was from progression of systemic disease and not local failure. The histologic type was not a statistically significant predictor of survival or local control. The radiation dose was a significant predictor of local control (p = 0.03). All patients without local failure also reported durable symptom palliation. Acute toxicity was mild (Grade 1-2). No case of radiculopathy or myelopathy has developed.High-dose, single-fraction image-guided intensity-modulated RT is a noninvasive intervention that appears to be safe and very effective palliation for patients with spinal metastases, with minimal negative effects on quality of life and a high probability of tumor control.

PurposeSpinal stereotactic radiosurgery (SRS) is increasingly used to manage spinal metastases. However, target volume definition varies considerably and no consensus target volume guidelines exist. This study proposes consensus target volume definitions using common scenarios in metastatic spine radiosurgery.Methods and MaterialsSeven radiation oncologists and 3 neurological surgeons with spinal radiosurgery expertise independently contoured target and critical normal structures for 10 cases representing common scenarios in metastatic spine radiosurgery. Each set of volumes was imported into the Computational Environment for Radiotherapy Research. Quantitative analysis was performed using an expectation maximization algorithm for Simultaneous Truth and Performance Level Estimation (STAPLE) with kappa statistics calculating agreement between physicians. Optimized confidence level consensus contours were identified using histogram agreement analysis and characterized to create target volume definition guidelines.ResultsMean STAPLE agreement sensitivity and specificity was 0.76 (range, 0.67-0.84) and 0.97 (range, 0.94-0.99), respectively, for gross tumor volume (GTV) and 0.79 (range, 0.66-0.91) and 0.96 (range, 0.92-0.98), respectively, for clinical target volume (CTV). Mean kappa agreement was 0.65 (range, 0.54-0.79) for GTV and 0.64 (range, 0.54-0.82) for CTV (P<.01 for GTV and CTV in all cases). STAPLE histogram agreement analysis identified optimal consensus contours (80% confidence limit). Consensus recommendations include that the CTV should include abnormal marrow signal suspicious for microscopic invasion and an adjacent normal bony expansion to account for subclinical tumor spread in the marrow space. No epidural CTV expansion is recommended without epidural disease, and circumferential CTVs encircling the cord should be used only when the vertebral body, bilateral pedicles/lamina, and spinous process are all involved or there is extensive metastatic disease along the circumference of the epidural space.ConclusionsThis report provides consensus guidelines for target volume definition for spinal metastases receiving upfront SRS in common clinical situations. Spinal stereotactic radiosurgery (SRS) is increasingly used to manage spinal metastases. However, target volume definition varies considerably and no consensus target volume guidelines exist. This study proposes consensus target volume definitions using common scenarios in metastatic spine radiosurgery. Seven radiation oncologists and 3 neurological surgeons with spinal radiosurgery expertise independently contoured target and critical normal structures for 10 cases representing common scenarios in metastatic spine radiosurgery. Each set of volumes was imported into the Computational Environment for Radiotherapy Research. Quantitative analysis was performed using an expectation maximization algorithm for Simultaneous Truth and Performance Level Estimation (STAPLE) with kappa statistics calculating agreement between physicians. Optimized confidence level consensus contours were identified using histogram agreement analysis and characterized to create target volume definition guidelines. Mean STAPLE agreement sensitivity and specificity was 0.76 (range, 0.67-0.84) and 0.97 (range, 0.94-0.99), respectively, for gross tumor volume (GTV) and 0.79 (range, 0.66-0.91) and 0.96 (range, 0.92-0.98), respectively, for clinical target volume (CTV). Mean kappa agreement was 0.65 (range, 0.54-0.79) for GTV and 0.64 (range, 0.54-0.82) for CTV (P<.01 for GTV and CTV in all cases). STAPLE histogram agreement analysis identified optimal consensus contours (80% confidence limit). Consensus recommendations include that the CTV should include abnormal marrow signal suspicious for microscopic invasion and an adjacent normal bony expansion to account for subclinical tumor spread in the marrow space. No epidural CTV expansion is recommended without epidural disease, and circumferential CTVs encircling the cord should be used only when the vertebral body, bilateral pedicles/lamina, and spinous process are all involved or there is extensive metastatic disease along the circumference of the epidural space. This report provides consensus guidelines for target volume definition for spinal metastases receiving upfront SRS in common clinical situations.

Purpose

 To compare toxicity profiles and biochemical tumor control outcomes between patients treated with high–dose image-guided radiotherapy (IGRT) and high–dose intensity-modulated radiotherapy (IMRT) for clinically localized prostate cancer. 

Materials and Methods

 Between 2008 and 2009, 186 patients with prostate cancer were treated with IGRT to a dose of 86.4 Gy with daily correction of the target position based on kilovoltage imaging of implanted prostatic fiducial markers. This group of patients was retrospectively compared with a similar cohort of 190 patients who were treated between 2006 and 2007 with IMRT to the same prescription dose without, however, implanted fiducial markers in place (non-IGRT). The median follow-up time was 2.8 years (range, 2–6 years). 

Results

 A significant reduction in late urinary toxicity was observed for IGRT patients compared with the non-IGRT patients. The 3-year likelihood of grade 2 and higher urinary toxicity for the IGRT and non-IGRT cohorts were 10.4% and 20.0%, respectively (p = 0.02). Multivariate analysis identifying predictors for grade 2 or higher late urinary toxicity demonstrated that, in addition to the baseline Internatinoal Prostate Symptom Score, IGRT was associated with significantly less late urinary toxicity compared with non-IGRT. The incidence of grade 2 and higher rectal toxicity was low for both treatment groups (1.0% and 1.6%, respectively; p = 0.81). No differences in prostate-specific antigen relapse-free survival outcomes were observed for low- and intermediate-risk patients when treated with IGRT and non-IGRT. For high-risk patients, a significant improvement was observed at 3 years for patients treated with IGRT compared with non-IGRT. 

Conclusions

 IGRT is associated with an improvement in biochemical tumor control among high-risk patients and a lower rate of late urinary toxicity compared with high–dose IMRT. These data suggest that, for definitive radiotherapy, the placement of fiducial markers and daily tracking of target positioning may represent the preferred mode of external-beam radiotherapy delivery for the treatment of prostate cancer.

Purpose: Commercial CT‐based image‐guided radiotherapy (IGRT) systems allow widespread management of geometric variations in patient setup and internal organ motion. This document provides consensus recommendations for quality assurance protocols that ensure patient safety and patient treatment fidelity for such systems. Methods: The AAPM TG‐179 reviews clinical implementation and quality assurance aspects for commercially available CT‐based IGRT, each with their unique capabilities and underlying physics. The systems described are kilovolt and megavolt cone‐beam CT, fan‐beam MVCT, and CT‐on‐rails. A summary of the literature describing current clinical usage is also provided. Results: This report proposes a generic quality assurance program for CT‐based IGRT systems in an effort to provide a vendor‐independent program for clinical users. Published data from long‐term, repeated quality control tests form the basis of the proposed test frequencies and tolerances. Conclusion: A program for quality control of CT‐based image‐guidance systems has been produced, with focus on geometry, image quality, image dose, system operation, and safety. Agreement and clarification with respect to reports from the AAPM TG‐101, TG‐104, TG‐142, and TG‐148 has been addressed.

In radiation therapy (RT), if an immobilization device is lost or damaged, the patient may need to be brought back for resimulation, device fabrication, and treatment planning, causing additional imaging radiation exposure, inconvenience, cost, and delay. We describe a simulation-free method for replacing lost or damaged RT immobilization devices.