To evaluate the impact of dwell time deviation constraint (DTDC) on the quality of IPSA-optimized treatment plans in comparison with graphical plans using plan quality scores (PQS).

Seventy optimized plans (graphical & IPSA with different DTDC values) of ten cervical cancer patients were generated. Various DVH parameters like D₉₀, V₁₀₀, V₁₅₀, V₂₀₀, V₃₀₀ were compared to evaluate the impact of DTDC on target coverage and high dose regions inside target for different plans. Similarly, for the OAR dose, values of D_2cc were compared. Various planning parameters like CI, COIN, DHI, DNR, ODI, EI and gain factor (GF) for different OARs were calculated. Based on these indices a plan quality score (PQS) was formulated and calculated. PQS values were used to see the impact of DTDC on plan quality of IPSA in comparison with dosimetric quality of graphical plan.

We have found that target coverage is similar for IPSA and graphically optimized treatment plans. However, dose homogeneity was improved in IPSA compared to graphical optimization whereas conformality was better in graphically optimized plans. OAR dose was less in IPSA plans. High-dose regions inside the target were also reduced in IPSA comparatively. However, IPSA plans optimized with various values of DTDC did not necessarily reduce high-dose regions beyond 0.6. Plan quality scores (PQS) were 6.31, 6.31, 6.34, and 6.17 for the graphically optimized plan, IPSA with DTDC values of 0.0, 0.4, and 1.0 respectively.

We found that IPSA is dosimetrically advantageous over graphical optimization. IPSA with a DTDC value of 0.4 improved overall plan quality. However, DTDC value beyond 0.6 produces dosimetrically sub-optimal plans hence the use of DTDC should be very selective and limited.

Évaluer l’impact de la contrainte d’écart de temps d’arrêt de la source (DTDC) sur la qualité des plans de traitement optimisés IPSA (Inverse Planning by Simulated Annealing) par rapport aux plans graphiques utilisant des scores de qualité de plan (PQS).

Soixante-dix plans optimisés (graphiques et IPSA avec différentes valeurs de DTDC) de dix patientes atteintes d’un cancer du col de l’utérus ont été générés. Divers paramètres de l’histogramme dose-volume tels que la D90 (dose reçue par 90 % du volume), les V₁₀₀, V₁₅₀, V₂₀₀, V₃₀₀ (Vx: volume recevant x Gy) ont été comparés pour évaluer l’impact de la DTDC sur la couverture de la cible et les régions à forte dose à l’intérieur de la cible pour différents plans. De même, pour les organes à risque, les valeurs de D2cc (dose reçue par 2cc) ont été comparées. Divers paramètres de planification tels que les Coverage Index (CI), Conformity Index (COIN), Dose Homogeneity Index (DHI), Dose Non-uniformity index (DNR), Over-Dose Volume index (ODI), External Volume index (EI) et le facteur de gain (GF) ont été calculés pour différents organes à risque. Sur la base de ces indices, un score de qualité du plan (PQS) a été formulé et calculé. Les valeurs de PQS ont été utilisées pour voir l’impact de la DTDC sur la qualité du plan de l’IPSA par rapport à la qualité dosimétrique du plan graphique.

Nous avons constaté que la couverture cible est similaire pour les plans de traitement IPSA et graphiquement optimisés. Cependant, l’homogénéité de la dose était améliorée dans l’IPSA par rapport à l’optimisation graphique, tandis que la conformité était meilleure dans les plans optimisés graphiquement. La dose dans les organes à risque était moindre dans les plans IPSA. Les régions à forte dose à l’intérieur de la cible ont également été réduites dans l’IPSA comparativement. Cependant, les plans IPSA optimisés avec diverses valeurs de DTDC ne réduisaient pas nécessairement les régions à forte dose au-delà de 0,6. Les scores de qualité du plan (PQS) étaient de 6,31, 6,31, 6,34 et 6,17 pour le plan optimisé graphiquement IPSA, avec des valeurs de DTDC respectivement de 0,0, 0,4 et 1,0 r.

Nous avons constaté que l’IPSA est dosimétriquement avantageux par rapport à l’optimisation graphique. L’IPSA avec une valeur de DTDC de 0,4 a amélioré la qualité globale du plan. Cependant, une valeur de DTDC au-delà de 0,6 produit des plans dosimétriquement sous-optimaux, par conséquent l’utilisation de la DTDC doit être très sélective et limitée.