Target Motion Variability and On-Line Positioning Accuracy during External-Beam Radiation Therapy of Prostate Cancer with an Endorectal Balloon Device

Purpose:To prospectively define the setup error and the interfraction prostate localization accuracy of the planning target volume (PTV) in the presence of an endorectal balloon (ERB) device.Patients and Methods:Weekly portal images (PIs) of 15 patients undergoing external-beam radiotherapy were analyzed. Displacements of the isocenter and the center of the ERB were measured. The setup and target motion variability were assessed with regard to the position variability of the ERB.Results:The setup error was random and target motion variability was largest in the craniocaudal direction. The mean displacement of the isocenter was 2.1 mm (± 1.2 mm SD [standard deviation]), 2.4 mm (± 2.2 mm SD), and 3.8 mm (± 4.0 mm SD) in the left-right, craniocaudal, and anteroposterior directions, respectively (p = 0.1). The mean displacement of the ERB was 2.0 mm (± 1.4 mm SD), 4.1 mm (± 2.0 mm SD), and 3.8 mm (± 3.3 mm SD; p = 0.03). Setup margin and internal margin contributed equally to the PTV margin. Cumulative placement insecurity of the field and the ERB together was 4.0 mm (± 2.1 mm SD) laterally, 6.4 mm (± 2.5 mm SD) craniocaudally, and 7.7 mm (± 7.0 mm SD) anteroposteriorly. The 95% CIs (confidence intervals) were 2.9–5.2 mm, 5.1–7.8 mm, and 3.8–11.5 mm. In 35% of cases, the estimation of the dorsal margin exceeded 1 cm.Conclusion:Margin estimate dorsally may exceed 1 cm and on-line position verification with an ERB cannot be recommended for dose escalation > 70 Gy.Ziel:Analyse des Positionierungsfehlers und der Lokalisationsgenauigkeit der Prostata zwischen den Bestrahlungen unter der Verwendung eines endorektalen Ballons (ERB) zwecks Positionierungshilfe.Patienten und Methodik:Die sequentiellen Einstellungsaufnahmen von 15 Patienten, die in kurativer Absicht eine externe Radiotherapie erhielten, wurden analysiert. Die Positionierungsvariabilität des ERB wurde unter Berücksichtigung der Lagevariabilität des Set-up und des Zielvolumens gemessen.Ergebnisse:Der Einstellungsfehler (systemischer Fehler) zeigte keine Prädispositionen in x-, y- oder z-Richtung. Die Bewegungsvariabilität in kraniokaudaler Richtung war am größten. Die Lagevariabilität des Feldzentrums betrug 2,1 mm (± 1,2 mm), 2,4 mm (± 2,2 mm) und 3,8 mm (± 4,0 mm) in seitlicher, kraniokaudaler und anteroposteriorer Richtung (p = 0,1). Der ERB zeigte eine Lagevariabilität von 2 mm (± 1,4 mm), 4,1 mm (± 2,0 mm) und 3,8 mm (± 3,3 mm) seitlich, kraniokaudal und anteroposterior (p = 0,03). Die Positionsvariabilität des Feldzentrums in Bezug auf die Lokalisation des ERB war vernachlässigbar. Zur kumulativen Zielunsicherheit trugen der systemische und der spezifische Fehler gleichermaßen bei. Die durchschnittliche Lageunsicherheit des Feldes und des Ballons gemeinsam betrug 4,0 mm (± 2,1 mm) lateral, 6,4 mm (± 2,5 mm) kraniokaudal und 7,7 mm (± 7,0 mm) anteroposterior. Die 95%-Konfidenzintervalle betrugen 2.9–5.2 mm, 5.1–7.8 mm, und 3.8–11.5 mm. Der geschätzte Sicherheitsabstand in dorsaler Richtung lag in 35% der Fälle bei > 1 cm.Schlussfolgerung:Um einen Sicherheitsrand von < 1 cm gegen dorsal zu erzielen, reicht ein ERB allein nicht aus. Für Therapien mit Dosen > 70 Gy empfehlen sich zusätzliche Positionierungs- und Positionsverifikationssysteme, um den dorsalen Sicherheitsabstand klein halten zu können.