The goal of this review is to summarize the rationale for and feasibility of hippocampal sparing techniques during brain irradiation. Radiotherapy is the most effective non-surgical treatment of brain tumors and with the improvement in overall survival for these patients over the last few decades, there is an effort to minimize potential adverse effects leading to possible worsening in quality of life, especially worsening of neurocognitive function. The hippocampus and associated limbic system have long been known to be important in memory formation and pre-clinical models show loss of hippocampal stem cells with radiation as well as changes in architecture and function of mature neurons. Cognitive outcomes in clinical studies are beginning to provide evidence of cognitive effects associated with hippocampal dose and the cognitive benefits of hippocampal sparing. Numerous feasibility planning studies support the feasibility of using modern radiotherapy systems for hippocampal sparing during brain irradiation. Although results of the ongoing phase II and phase III studies are needed to confirm the benefit of hippocampal sparing brain radiotherapy on neurocognitive function, it is now technically and dosimetrically feasible to create hippocampal sparing treatment plans with appropriate irradiation of target volumes. The purpose of this review is to provide a brief overview of studies that provide a rationale for hippocampal avoidance and provide summary of published feasibility studies in order to help clinicians prepare for clinical usage of these complex and challenging techniques.

Aims. Unilateral sparing of the dominant (left) hippocampus during whole brain radiotherapy (WBRT) could mitigate cognitive decline, especially verbal memory, similar to the widely investigated bilateral hippocampus avoidance (HA-WBRT). The aim of this planning study is dosimetrical comparison of HA-WBRT with only left hippocampus sparing (LHA-WBRT) plans. Methods. HA-WBRT plans for 10 patients were prepared in accordance with RTOG 0933 trial and served as baseline for comparisons with several LHA-WBRT plans prepared with an effort: 1) to maintain the same left hippocampus dosimetry ("BEST PTV") and 2) to maintain same dosimetry in planning target volume as in HA-WBRT ("BEST LH"). Results. All HA-WBRT plans met RTOG 0933 protocol criteria with a mean Conformity index 1.09 and mean Homogeneity index (HI) 0.21. Mean right and left hippocampal D100% was 7.8 Gy and 8.5 Gy and mean Dmax 14.0 Gy and 13.8 Gy, respectively. "BEST PTV" plans reduced HI by 31.2% (P=0.005) which is mirrored by lower PTV_D2% (-0.8 Gy, P=0.005) and higher PTV_D98% (+1.3 Gy, P=0.005) as well as decreased optic pathway's Dmax by 1 Gy. In "BEST LH", mean D100% and Dmax for the left hippocampus were significantly reduced by 11.2% (P=0.005) and 10.9% (P=0.005) respectively. Conclusions. LHA-WBRT could improve target coverage and/or further decrease in dose to spared hippocampus. Future clinical trials must confirm whether statistically significant reduction in left hippocampal dose is also clinically significant.

1 Klinika radiační onkologie, Masarykův onkologický ústav, Brno 2 Klinika radiační onkologie, LF MU, Brno 3 CEITEC -Středoevropský technologický institut, Masarykova univerzita, Brno Souhrn Východiska: Extrakraniální stereotaktická radioterapie (stereotactic body radiother apy -SBRT) je způsob léčby lokalizovaných nádorových lézí aplikací vysokých dávek ionizujícího záření v malém počtu frakcí pomocí speciálně vybavených lineárních urychlovačů a s využitím mo derních imobilizačních pomůcek a zobrazovacích metod. Jde o speciální techniky moderní radioterapie. SBRT je velmi dobře tolerovaná, neinvazivní, krátkodobá léčba, která nevyžaduje hospitalizaci ani žádnou složitou speciální přípravu. Oproti standardním radioterapeutickým technikám umožňuje díky své přesnosti aplikovat výrazně vyšší dávky záření. Dodržením dáv kových limitů klesá riziko poškození zdravých tkání a orgánů v okolí ozářeného objemu na minimum. Principem SBRT je aplikace ablativní dávky záření, která způsobí nekrózu ozářeného ložiska. Jako ablativní metoda nabízí neinvazivní alternativu k chirurgické resekci či radiofrek venční ablaci. Cíl: Cílem tohoto přehledového článku je přinést čtenáři základní přehled in dikací SBRT, používaných dávek záření a možných nežádoucích účinků, nikoli detailní popis přípravy ozařovacích plánů či samotného provedení léčby (jako je např. diskuze o možnostech fixace pa cientů, o managementu dýchacích pohybů nebo o strategii řízení léčby obrazem). Součástí přehledového článku je také diskuze o vzácnějších indikacích SBRT, jako jsou karci nomy slinivky břišní nebo hepatocelulární karcinom. Závěr: Pokroky v obrazové navigaci, plá nování a aplikaci dávky záření vedly k úspěšnému zavedení SBRT do léčebných schémat řady primárních nádorů i oligometastatického onemocnění. Tam, kde není resekce možná, popř. ji pa cient odmítne, je vždy vhodné o SBRT uvažovat. V léčbě primárních nádorů plic či prostaty má SBRT kurativní potenciál. Vysokodávkované ozáření oligometastáz různých primárních ná dorů může vést k dlouhodobému přežití bez příznaků nemoci (dis ease free survival -DFS), popř. může pomoci oddálit nasazení toxické systémové léčby, a tím podstatně zlepšit kvalitu života onkologických pa cientů. Klíčová slovaradioterapie -extrakraniální stereotaktická radioterapie -přehled -ablativní radioterapie -ná dory plic -nádory prostaty -oligometastatické onemocnění Tato práce byla částečně podpořena Minister stvem zdravotnictví ČR -Koncepční rozvoj vý zkumné organizace (MMCI 00209805). Výsledky tohoto výzkumu byly získány v rámci projektu CEITEC 2020 (LQ1601) s finančním příspěvkem Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR v rámci zvláštní podpory z prostředků Národ ního programu pro udržitelnost II.

Localized, metastasis-directed stereotactic body radiation therapy (SBRT) of oligometastatic disease (OD) is currently rapidly evolving standard of care in many institutions. Further reports of outcomes are required to strengthen the level of evidence in the absence of comparative trials evaluating different practical procedures. The aim of this prospective single institutional study is to analyse, in unselected cohort of patients from real-world clinical practice, the long-term survival, tumor control outcomes and safety of SBRT in OD (radical ablative radiotherapy with biological equivalent dose BED 10 >100 Gy). In addition to standard toxicity and survival parameters, we report unique outcomes as FFWD-Freedom from widespread dissemination, FFNT-Freedom from the need of subsequent treatment and functional survival with Karnofsky performance status higher than 70%. A total of 110 patients were prospectively evaluated, 60% and 40% were treated for lung and liver oligometastatic disease, respectively. No grade 3 or 4 acute toxicities (CTCAE) were reported. With median follow up of 22.2 months and 2-year overall survival of 88.3%, four patients (6.1%) experienced local progression in the lung SBRT cohort. In the liver SBRT cohort, median follow up was 33 months, 2-year overall survival was 68.5% and 11 patients (25%) experienced local and 36 (81.8%) distal progression. Higher BED 10 of 150-170 Gy compared to 100-150 Gy was an independent positive prognostic factor for local progression-free survival for all patients with hazard ratio 0.25. This confirms SBRT ablative radiobiology effects to be independent of OD primary histology and location. The best outcomes in terms of FFNT were observed in the multivariable analysis of patients with 1-2 lung OD compared to both the liver OD cohort and patients with more than 2 lung metastases. Better FFNT in the liver SBRT cohort was observed in patients with 1-2 liver metastases and in patients whose liver OD was irradiated by higher BED 10. In conclusion, SBRT is a suitable option for patients who are not surgical candidates; with approximately 30% of patients not requiring subsequent treatment 2 years after SBRT. We believe that this treatment represents a safe and effective option for oligometastatic involvement in patients with various primary tumors.

No abstract