Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 56-68.

Ultra-hypofractionated radiotherapy (UHF-RT) mandates more accuracy in each part of the treatment cycle to maximize cure rates and minimize toxicities. In vivo dosimetry (IVD) is a direct method for verifying overall treatment accuracy. More than 90% of breast cancer patients have skin toxicity during or after RT. We used the NTCP model, which is a prediction model used in RT, to estimate the risk of complications. This study aimed uncertainties in the delivered doses of Hypofractionated (HF-RT) and UHF-RT and to analyze the accuracy of the workflow to pave the way for a wide-scale use of UHF-RT. This study also calculate the skin NTCP for each patient (treated with HF-RT or UHF-RT) and correlate their scores with patients’ follow-up data on acute skin reactions. A total 65 breast cancer patients, 33 patients of them undergo in vivo measurements, including 16 HF-RT and 17 UHF-RT, who are treated with 3D conformal radiotherapy (3D-CRT), where 89 treatment fields are analyzed for dose verification. This work developed initial validation measurements for UHF-RT on an anthropomorphic breast phantom for the first time. For the remaining 32 breast cancer patients, acute skin reactions are evaluated and documented. The computed NTCP scores are correlated with patients’ follow-up outcomes. The overall in vivo measurements for the studied cases showed that 83.5% of the measured doses were within ±5% and only 1.8% of the measured doses were
±10% of the calculated doses. No significant difference (P < 0.05) is reported

between the calculated and measured dose for the UHF cohort (P = 0.733), but there is a significant difference in the HF cohort (P = 0.004). The mean of NTCP shows that UHF cohorts, compared to the HF cohort, significantly decreased the skin surface. Grade 0 and Grade 1 (G0 and G1) are the dominant reactions that appeared in both UHF cohorts, while G1 and G2 are the most dominant in the HF cohort. No acute skin reaction ≥ G3 is found. Breast IVD is an adequate tool for treatment verification that improves the accuracy of the treatment cycle. The use of the NTCP model as an evaluation tool is useful in principle, with predictive and preliminary results for the evaluation of skin toxicity. 26 Gy of UHF-RT is the optimal regimen in terms of acute skin toxicity. UHF-RT may contribute to reducing long waiting lists, increasing patient convenience, and saving the available resources for breast cancer patients.

المقدمة/ يتطلب العلاج الإشعاعي بجرعات فائقة التجزئة دقة أكبر في كل جزء من دورة العلاج لزيادة نسب الشفاء وتقليل السمية. مراقبة جرعة الديود في الجسم الحي هي طريقة مباشرة للتحقق من دقة العلاج بشكل عام. أكثر من % 90من مرضى سرطان الثدي يعانون من سمية الجلد أثناء أو بعد العلاج الإشعاعي .لقد استخدمنا نموذج احتمالية حدوث مضاعفات للأنسجة السليمة وهو نموذج تنبؤي مستخدم في العلاج الإشعاعي لتقدير مخاطر الآثار الجانبية .هذه الدراسة تهدف إلى تقديرعدم اليقين في الجرعات المقدمة من العلاج بالجرعات صغيرة التجزئة وجرعات فائقة نقص التجزئة بالاضافة الى تحليل دقة سير العمل لفتح الباب أمام استخدام العلاج الإشعاعي بجرعات فائقة نقص التجزئة على نطاق واسع. هذه الدراسة ايضا تقوم بحساب احتمالية حدوث مضاعفات للأنسجة السليمة للجلد لكل مريض تم علاجه بجرعات صغيرة وفائقة التجزئة وربط درجاتهم ببيانات متابعة المرضى بشأن ردود الجلد الحادة.
الطرق/تتم قياسات الجسم الحي على 33مري ًضا بسرطان الثدي تم علاجهم بالعلاج الإشعاعي 16صغير التجزئة و 17فائق التجزئة المتوافق ثلاثي الأبعاد حيث تم تحليل 89حقل اشعاعي للتحقق من الجرعة. تم تطوير قياسات التحقق الأولي لجرعات فائقة نقص التجزئة على نموذج صدر شبحي محاكي للنموذج البشري لأول مرة. تم تقييم وتوثيق مجموع 32من ردود الجلد الحادة لمرضى سرطان الثدي. ليتم بعد ذلك مقارنة احتماليات حدوث مضاعفات للأنسجة السليمة مع نتائج المتابعة المرضى. النتائج/ أظهرت قياسات الديود للحالات تحت الدراسة أن % 83.5من الجرعات المقاسة كانت ضمن % ،±5وأن % 1.8فقط من الجرعات المقاسة كانت ضمن% ±10من الجرعات المحسوبة. لم يتم الإبلاغ عن فرق مؤثر < (P )0.05بين الجرعة المحسوبة والجرعة المقاسة لمجموعة العلاج بجرعات فائقة التجزئة )،(P = 0.733 ولكن هناك فرق مؤثر في مجموعة العلاج بجرعات صغيرة التجزئة ).(P = 0.004
يبين متوسط احتمالية حدوث مضاعفات للأنسجة السليمة في مجموعات العلاج بجرعات فائقة نقص التجزئة، مقارنة بمجموعة علاج بجرعات صغيرة التجزئة، انخفضت إلى حد كبيرالخاص بسطح
الجلد .أما G0و G1فهما التفاعلان السائدان اللذان ظهرا في كل في مجموعات العلاج بجرعات فائقة نقص التجزئة، في حين أن G1و G2هما الأكثر هيمنة في فئة علاج بجرعات صغيرة التجزئة. ولم يتم العثور على أي رد فعل جلدي حاد في .G3الاستنتاج/ قياس جرعة الثدي بالدايود في الجسم الحي أداة كافية للتحقق من وصول الجرعة بدقة التي تحسن من دقة دورة العلاج. واستخدام نموذج احتمالية حدوث مضاعفات للأنسجة السليمة كأداة تقييم مفيد من حيث المبدأ، مع نتائج تنبؤية وتمهيدية لتقييم السمية الجلدية. 26جراي من العلاج بجرعات فائقة نقص التجزئة هو النظام الأمثل حيث يعتبر الاقل في السمية الجلدية الحادة. وقد يسهم هذا البروتوكول العلاجي في الحد من قوائم الانتظار الطويلة، وزيادة راحة المرضى، وتوفير الموارد المتاحة لمرضى سرطان الثدي

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.