Medical PhysicsVolume 21, Issue 4 p. 581-618 Open Access Comprehensive QA for radiation oncology: Report of AAPM Radiation Therapy Committee Task Group 40 Gerald J. Kutcher, Gerald J. Kutcher Department of Medical Physics, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, New York, New York 10021Search for more papers by this authorLawrence Coia, Lawrence Coia Department of Radiation Oncology, Fox Chase Cancer Center/University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19111Search for more papers by this authorMichael Gillin, Michael Gillin Radiation Therapy Department, Medical College of Wisconsin, Milwaukee, Wisconsin 53226Search for more papers by this authorWilliam F. Hanson, William F. Hanson Radiological Physics Center, Department of Radiation Physics, University of Texas M.D. Anderson Cancer Center, Houston, Texas 77030Search for more papers by this authorSteven Leibel, Steven Leibel Department of Radiation Oncology, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, New York, New York 10021Search for more papers by this authorRobert J. Morton, Robert J. Morton Siemens Medical Laboratories, Inc., Concord, California 94520Search for more papers by this authorJatinder R. Palta, Jatinder R. Palta Department of Radiation Oncology, University of Florida, Gainesville, Florida 32610-0385Search for more papers by this authorJames A. Purdy, James A. Purdy Radiation Oncology Division, Mallinckrodt Institute of Radiology, Washington University School of Medicine, St. Louis, Missouri 63110Search for more papers by this authorLawrence E. Reinstein, Lawrence E. Reinstein Department of Radiation Oncology Health & Science Center, University Hospital at Stony Brook, Stony Brook, New York 11794-7028Search for more papers by this authorGoran K. Svensson, Goran K. Svensson Radiation Therapy Department, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts 02115Search for more papers by this authorMona Weller, Mona Weller Radiation Oncology, Hahnemann University, Philadelphia, Pennsylvania 19102-1192Search for more papers by this authorLinda Wingfield, Linda Wingfield Central Arkansas Radiation Therapy Institute, Little Rock, Arkansas 72215Search for more papers by this author Gerald J. Kutcher, Gerald J. Kutcher Department of Medical Physics, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, New York, New York 10021Search for more papers by this authorLawrence Coia, Lawrence Coia Department of Radiation Oncology, Fox Chase Cancer Center/University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19111Search for more papers by this authorMichael Gillin, Michael Gillin Radiation Therapy Department, Medical College of Wisconsin, Milwaukee, Wisconsin 53226Search for more papers by this authorWilliam F. Hanson, William F. Hanson Radiological Physics Center, Department of Radiation Physics, University of Texas M.D. Anderson Cancer Center, Houston, Texas 77030Search for more papers by this authorSteven Leibel, Steven Leibel Department of Radiation Oncology, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, New York, New York 10021Search for more papers by this authorRobert J. Morton, Robert J. Morton Siemens Medical Laboratories, Inc., Concord, California 94520Search for more papers by this authorJatinder R. Palta, Jatinder R. Palta Department of Radiation Oncology, University of Florida, Gainesville, Florida 32610-0385Search for more papers by this authorJames A. Purdy, James A. Purdy Radiation Oncology Division, Mallinckrodt Institute of Radiology, Washington University School of Medicine, St. Louis, Missouri 63110Search for more papers by this authorLawrence E. Reinstein, Lawrence E. Reinstein Department of Radiation Oncology Health & Science Center, University Hospital at Stony Brook, Stony Brook, New York 11794-7028Search for more papers by this authorGoran K. Svensson, Goran K. Svensson Radiation Therapy Department, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts 02115Search for more papers by this authorMona Weller, Mona Weller Radiation Oncology, Hahnemann University, Philadelphia, Pennsylvania 19102-1192Search for more papers by this authorLinda Wingfield, Linda Wingfield Central Arkansas Radiation Therapy Institute, Little Rock, Arkansas 72215Search for more papers by this author First published: April 1994 https://doi.org/10.1118/1.597316Citations: 852AboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onFacebookTwitterLinked InRedditWechat Citing Literature Volume21, Issue4April 1994Pages 581-618 RelatedInformation

Purpose: Three-dimensional conformal radiation therapy (3D-CRT) is a technique designed to deliver prescribed radiation doses to localized tumors with high precision, while effectively excluding the surrounding normal tissues. It facilitates tumor dose escalation which should overcome the relative resistance of tumor clonogens to conventional radiation dose levels. The present study was undertaken to test this hypothesis in patients with clinically localized prostate cancer. Methods and Materials: A total of 743 patients with clinically localized prostate cancer were treated with 3D-CRT. As part of a phase I study, the tumor target dose was increased from 64.8 to 81 Gy in increments of 5.4 Gy. Tumor response was evaluated by post-treatment decrease of serum prostate-specific antigen (PSA) to levels of ≤1.0 ng/ml and by sextant prostate biopsies performed ≥2.5 years after completion of 3D-CRT. PSA relapse-free survival was used to evaluate long-term outcome. The median follow-up was 3 years (range: 1–7.6 years). Results: Induction of an initial clinical response was dose-dependent, with 90% of patients receiving 75.6 or 81.0 Gy achieving a PSA nadir ≤1.0 ng compared with 76% and 56% for those treated with 70.2 Gy and 64.8 Gy, respectively (p < 0.001). The 5-year actuarial PSA relapse-free survival for patients with favorable prognostic indicators (stage T1-2, pretreatment PSA ≤10.0 ng/ml and Gleason score ≤6) was 85%, compared to 65% for those with intermediate prognosis (one of the prognostic indicators with a higher value) and 35% for the group with unfavorable prognosis (two or more indicators with higher values) (p < 0.001). PSA relapse-free survival was significantly improved in patients with intermediate and unfavorable prognosis receiving ≥75.6 Gy (p < 0.05). A positive biopsy at ≥2.5 years after 3D-CRT was observed in only 1/15 (7%) of patients receiving 81.0 Gy, compared with 12/25 (48%) after 75.6 Gy, 19/42 (45%) after 70.2 Gy, and 13/23 (57%) after 64.8 Gy (p < 0.05). Conclusions: The data provide evidence for a significant effect of dose escalation on the response of human prostate cancer to irradiation and defines new standards for curative radiotherapy in this disease.

Abstract

 An estimation of normal tissue complication probability factors is important, particularly for evaluating 3-dimensional treatment plans. A method has been developed to calculate complication probability factors for non-uniformly irradiated normal organs using dose volume histograms and complication probabilities for uniform partial organ irradiation. In the effective volume method each volume element of the histogram is considered independently and subject to a power law dose volume relationship. Thus, a non-uniform dose volume histogram is reduced to a uniform one with an effective volume, and a dose equal to the maximum dose to the organ. The complication probability is then obtained from known complication probabilities for uniform partial organ irradiation. The effective volume histogram transformation method is shown to obey various boundary conditions, and is illustrated by comparing probability calculations for alternative 3-dimensional treatment plans for the pelvis. In addition, the limitations of this histogram reduction method are discussed and compared to other calculational techniques. The use of probability factor calculations in treatment plan evaluation, and their role in numerical scoring is explored.

New tools are needed to help in evaluating 3-D treatment plans because of the large volume of data. One technique which may prove useful is the application of complication probability calculations. A method of calculating complication probabilities for inhomogeneously irradiated normal tissues is presented in this paper. The method uses clinical estimates of tolerance doses for a few discreet conditions of uniform partial organ irradiation, an empirical fit of a continuous function to these data, and a technique (the effective volume method) for transforming nonuniform dose-volume histograms into equivalent uniform histograms. The behavior of the effective volume histogram reduction method for various boundary conditions is reviewed. The use of complication probabilities in evaluating treatment plans is presented, using examples from an NCI 3-D treatment planning contract.

Medical PhysicsVolume 18, Issue 1 p. 73-109 Open Access Clinical electron-beam dosimetry: Report of AAPM Radiation Therapy Committee Task Group No. 25 Faiz M. Khan, Faiz M. Khan AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorKaren P. Doppke, Karen P. Doppke AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorKenneth R. Hogstrom, Kenneth R. Hogstrom AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorGerald J. Kutcher, Gerald J. Kutcher AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorRavinder Nath, Ravinder Nath AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorSatish C. Prasad, Satish C. Prasad AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorJames A. Purdy, James A. Purdy AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorMartin Rozenfeld, Martin Rozenfeld AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorBarry L. Werner, Barry L. Werner AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this author Faiz M. Khan, Faiz M. Khan AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorKaren P. Doppke, Karen P. Doppke AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorKenneth R. Hogstrom, Kenneth R. Hogstrom AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorGerald J. Kutcher, Gerald J. Kutcher AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorRavinder Nath, Ravinder Nath AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorSatish C. Prasad, Satish C. Prasad AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorJames A. Purdy, James A. Purdy AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorMartin Rozenfeld, Martin Rozenfeld AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this authorBarry L. Werner, Barry L. Werner AAPM Task Group No. 25Search for more papers by this author First published: January 1991 https://doi.org/10.1118/1.596695Citations: 335AboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Citing Literature Volume18, Issue1January 1991Pages 73-109 RelatedInformation