Medical PhysicsVolume 20, Issue 6 p. 1709-1719 Free Access Tomotherapy: A new concept for the delivery of dynamic conformal radiotherapy T. Rock Mackie, T. Rock Mackie Department of Medical Physics and Human Oncology, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorTimothy Holmes, Timothy Holmes Department of Medical Physics, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorStuart Swerdloff, Stuart Swerdloff Department of Medical Physics, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorPaul Reckwerdt, Paul Reckwerdt Department of Medical Physics and Human Oncology, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorJoseph O. Deasy, Joseph O. Deasy Department of Medical Physics and Human Oncology, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorJames Yang, James Yang Department of Medical Physics, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorBhudatt Paliwal, Bhudatt Paliwal Department of Medical Physics and Human Oncology, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorTimothy Kinsella, Timothy Kinsella Department of Human Oncology, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this author T. Rock Mackie, T. Rock Mackie Department of Medical Physics and Human Oncology, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorTimothy Holmes, Timothy Holmes Department of Medical Physics, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorStuart Swerdloff, Stuart Swerdloff Department of Medical Physics, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorPaul Reckwerdt, Paul Reckwerdt Department of Medical Physics and Human Oncology, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorJoseph O. Deasy, Joseph O. Deasy Department of Medical Physics and Human Oncology, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorJames Yang, James Yang Department of Medical Physics, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorBhudatt Paliwal, Bhudatt Paliwal Department of Medical Physics and Human Oncology, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this authorTimothy Kinsella, Timothy Kinsella Department of Human Oncology, University of Wisconsin, Madison, WisconsinSearch for more papers by this author First published: November 1993 https://doi.org/10.1118/1.596958Citations: 819AboutPDF 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 Abstract Tomotherapy, literally “slice therapy,” is a proposal for the delivery of radiation therapy with intensity-modulated strips of radiation. The proposed method employs a linear accelerator, or another radiation-emitting device, which would be mounted on a ring gantry like a CT scanner. The patient would move through the bore of the gantry simultaneously with gantry rotation. The intensity modulation would be performed by temporally modulated multiple independent leaves that open and close across the slit opening. At any given time, any leaf would be (1) closed, covering a portion of the slit, (2) open, allowing radiation through, or (3) changing between these states. This method would result in the delivery of highly conformal radiation. Overall treatment times should be comparable with contemporary treatment delivery times. The ring gantry would make it convenient to mount a narrow multisegmented megavoltage detector system for beam verification and a CT scanner on the treatment unit. Such a treatment unit could become a powerful tool for treatment planning, conformal treatment, and verification using tomographic images. The physical properties of this treatment delivery are evaluated and the fundamental design specifications are justified. Citing Literature Volume20, Issue6November 1993Pages 1709-1719 This article also appears in:Advances in Radiation Treatment Delivery and Quality Assurance RelatedInformation

Background After brain metastasis resection, whole brain radiotherapy decreases local recurrence, but might cause cognitive decline. We did this study to determine if stereotactic radiosurgery (SRS) to the surgical cavity improved time to local recurrence compared with that for surgical resection alone. Methods In this randomised, controlled, phase 3 trial, we recruited patients at a single tertiary cancer centre in the USA. Eligible patients were older than 3 years, had a Karnofsky Performance Score of 70 or higher, were able to have an MRI scan, and had a complete resection of one to three brain metastases (with a maximum diameter of the resection cavity ≤4 cm). Patients were randomly assigned (1:1) with a block size of four to either SRS of the resection cavity (within 30 days of surgery) or observation. Patients were stratified by histology of the primary tumour, metastatic tumour size, and number of metastases. The primary endpoint was time to local recurrence in the resection cavity, assessed by blinded central review of brain MRI scans by the study neuroradiologist in the modified intention-to-treat population that analysed patients by randomised allocation but excluded patients found ineligible after randomisation. Participants and other members of the treatment team (excluding the neuroradiologist) were not masked to treatment allocation. The trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT00950001, and is closed to new participants. Findings Between Aug 13, 2009, and Feb 16, 2016, 132 patients were randomly assigned to the observation group (n=68) or SRS group (n=64), with 128 patients available for analysis; four patients were ineligible (three from the SRS group and one from the observation group). Median follow-up was 11·1 months (IQR 4·8–20·4). 12-month freedom from local recurrence was 43% (95% CI 31–59) in the observation group and 72% (60–87) in the SRS group (hazard ratio 0·46 [95% CI 0·24–0·88]; p=0·015). There were no adverse events or treatment-related deaths in either group. Interpretation SRS of the surgical cavity in patients who have had complete resection of one, two, or three brain metastases significantly lowers local recurrence compared with that noted for observation alone. Thus, the use of SRS after brain metastasis resection could be an alternative to whole-brain radiotherapy. Funding National Institutes of Health.

Spinal stereotactic body radiation therapy (SBRT) is increasingly used to manage spinal metastases, yet the technique's effectiveness in controlling the symptom burden of spinal metastases has not been well described. We investigated the clinical benefit of SBRT for managing spinal metastases and reducing cancer-related symptoms.149 patients with mechanically stable, non-cord-compressing spinal metastases (166 lesions) were given SBRT in a phase 1-2 study. Patients received a total dose of 27-30 Gy, typically in three fractions. Symptoms were measured before SBRT and at several time points up to 6 months after treatment, by the Brief Pain Inventory (BPI) and the M D Anderson Symptom Inventory (MDASI). The primary endpoint was frequency and duration of complete pain relief. The study is completed and is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT00508443.Median follow-up was 15·9 months (IQR 9·5-30·3). The number of patients reporting no pain from bone metastases, as measured by the BPI, increased from 39 of 149 (26%) before SBRT to 55 of 102 (54%) 6 months after SBRT (p<0·0001). BPI-reported pain reduction from baseline to 4 weeks after SBRT was clinically meaningful (mean 3·4 [SD 2·9] on the BPI pain-at-its-worst item at baseline, 2·1 [2·4] at 4 weeks; effect size 0·47, p=0·00076). These improvements were accompanied by significant reduction in opioid use during the first 6 months after SBRT (43 [28·9%] of 149 patients with strong opioid use at baseline vs 20 [20·0%] of 100 at 6 months; p=0·011). Ordinal regression modelling showed that patients reported significant pain reduction according to the MDASI during the first 6 months after SBRT (p=0·00003), and significant reductions in a composite score of the six MDASI symptom interference with daily life items (p=0·0066). Only a few instances of non-neurological grade 3 toxicities occurred: nausea (one event), vomiting (one), diarrhoea (one), fatigue (one), dysphagia (one), neck pain (one), and diaphoresis (one); pain associated with severe tongue oedema and trismus occurred twice; and non-cardiac chest pain was reported three times. No grade 4 toxicities occurred. Progression-free survival after SBRT was 80·5% (95% CI 72·9-86·1) at 1 year and 72·4% (63·1-79·7) at 2 years.SBRT is an effective primary or salvage treatment for mechanically stable spinal metastasis. Significant reductions in patient-reported pain and other symptoms were evident 6 months after SBRT, along with satisfactory progression-free survival and no late spinal cord toxicities.National Cancer Institute of the US National Institutes of Health.