DOSSIER Radiothérapie stéréotaxique Radiochirurgie Place de la radiochirurgie dans le traitement des métastases cérébrales The place of radiosurgery for the treatment of brain metastases F. Nataf*, M. Bollet**, A. Toledano**, M. Schlienger*** F. Nataf L a radiochirurgie (RC) a été progressivement reconnue comme une arme efficace et incontournable dans le traitement des métastases cérébrales (MC). De très nombreuses études ont petit à petit précisé la place de cette technique à côté de la chirurgie, de la radiothérapie fractionnée panencéphalique et de la chimiothérapie. Récemment, une excellente revue de ces études a permis d’élaborer des recommandations fondées sur les preuves (1), pour consolider les données publiées et préciser à quel moment, de quelle façon et quels patients doivent être traités par la radiochirurgie. Méthodes * Service de neurochirurgie, centre hospitalier Sainte-Anne, Paris. ** Service d’oncologie-radiothérapie, clinique Hartmann/hôpital américain de Paris, Levallois-Perret. *** Service de radiothérapie, hôpital Tenon, Paris. La radiochirurgie consiste à réaliser une irradiation focalisée d’une lésion intracrânienne avec une exposition minimale du parenchyme cérébral adjacent. Cela peut être obtenu en croisant des faisceaux de rayons, le point de convergence de ces rayons définissant la cible à traiter. Ce traitement est réalisé en une seule séance et nécessite la mise en place d’un cadre stéréotaxique afin de conserver une position identique de la tête du patient (et donc de la cible à traiter) entre le repérage précis de la lésion et l’irradiation proprement dite. Il ne peut être envisagé qu’au sein d’une équipe multidisciplinaire associant neurochirurgien, neuroradiologue, physicien et radiothérapeute. La radiochirurgie implique une seule fraction, et lorsque la dose est répartie en plusieurs fractions, on parle de radiothérapie stéréotaxique fractionnée. Plusieurs types de rayonnements sont utilisés dans la RC : les rayons X (produits par un accélérateur linéaire), les rayons gamma (produits par 312 | La Lettre du Cancérologue • Vol. XXII - n° 9 - octobre 2013 un isotope radioactif du cobalt : le 60Co) et les protons (produits par un synchrocyclotron). La RC des métastases cérébrales est actuellement très majoritairement partagée entre le Gamma Knife® et les Linac (Linear Accelerator). La RC Linac, inventée en 1981 par O. Betti, utilise des rayons X produits par un accélérateur linéaire ; la source est unique et mobile autour de la cible, produisant le croisement de plusieurs arcs de rayons. Des améliorations ont progressivement été apportées, qui ont permis d’optimiser la précision de l’irradiation, avec notamment l’utilisation des microcollimateurs multilames, de la modulation d’intensité et de tracking (Novalis®). La RC par Gamma-Unit (Gamma Knife®), inventée en 1951 par L. Leksell, utilise dans sa dernière version des rayons gamma produits par 192 sources fixes de cobalt radioactif inclus dans un casque porte-collimateurs, produisant un croisement de minifaisceaux linéaires. Le CyberKnife®, inventé par J. Adler, est un miniaccélérateur linéaire fixé sur un bras robotisé permettant la convergence de minifaisceaux circulaires de rayons X avec tracking des mouvements de la tête du patient. Il peut être utilisé dans la radiochirurgie des MC, mais également sur le corps entier (notamment sur le poumon, la prostate et le pancréas). L’effet radiobiologique des rayons X et des rayons gamma est le même sur les tissus biologiques. Efficacité clinique et place de la radiochirurgie Les buts de tout traitement d’une ou de plusieurs métastases cérébrales sont de rendre maximales Résumé Mots-clés La radiochirurgie consiste à réaliser une irradiation focalisée en une seule séance sur une cible intracrânienne et nécessite la mise en place d’un cadre stéréotaxique. Plusieurs méthodes permettent d’y parvenir, principalement par accélérateur linéaire et Gamma-unit. Sa place dans le traitement des métastases cérébrales a été progressivement précisée, dans un but curatif, à côté de la chirurgie et de la radiothérapie panencéphalique notamment. Son efficacité comparable à celle de la chirurgie et l’irradiation minime du parenchyme cérébral adjacent la font proposer en première intention pour les métastases (1 à 3) de petit volume, chez des patients en bon état général avec une tumeur primitive contrôlée en extracérébral. Sa toxicité retardée est faible mais doit être connue afin d’adapter au mieux la stratégie thérapeutique pour chaque patient, par rapport à la chirurgie et à l’irradiation panencéphalique. Radiochirurgie Radiothérapie stéréotaxique Radiothérapie panencéphalique Cerveau Métastase Neurochirurgie la survie et la qualité de vie d’un patient, tout en contrôlant l’évolution de sa maladie localisée dans le cerveau. La publication récente de recommandations thérapeutiques fondée sur une large revue de la littérature et de l’étude de leur qualité a permis de préciser le rôle de la RC chez un patient porteur de MC (2). Comme souvent dans le cas de maladies complexes, le traitement doit être individualisé. Pour cette raison, différentes combinaisons thérapeutiques incluant la RC sont passées en revue. Radiochirurgie associée à l’irradiation de l’encéphale in toto Historiquement, l’irradiation de l’encéphale in toto (IET) a joué un rôle important dans le traitement des MC. De façon conceptuelle, il n’est pas illogique d’irradier un cerveau dans sa totalité lorsqu’un cancer a montré sa capacité à coloniser et à croître dans le système nerveux central, et de nombreuses séries ont montré l’efficacité de l’IET en termes de survie et de contrôle local (3). Une irradiation plus focalisée et réalisée en une seule séance représente également une arme efficace contre les MC. Les données de la littérature montrent clairement qu’une association de l’IET à la RC augmente significativement le contrôle local chez les patients ayant 4 métastases cérébrales, par rapport à l’IET seule (4, 5). Par ailleurs, cette association augmente également la survie des patients qui sont indépendants sur le plan fonctionnel (score de Karnofsky [Karnofsky Performance Status] (KPS) supérieur ou égal à 70) et qui sont porteurs d’une métastase cérébrale unique (5). Cet avantage semble également exister chez les patients ayant des métastases cérébrales multiples (6, 7), mais cela reste à confirmer par une étude prospective en ce sens. chez les patients ayant eu seulement la RC (8). Cela plaide pour un suivi rapproché par imagerie (tous les 3 mois semblant être un bon compromis) chez ces derniers patients (1). Des études ont également comparé la RC seule versus l’IET seule. Elles ont inclus des patients porteurs de 1 à 3 métastases et ont analysé le suivi et le devenir des patients sur la base de l’âge, du KPS et de l’extension systémique, qui sont des facteurs validés corrélés à la survie (8, 10-12). De façon intéressante, ces études ont montré un taux de survie supérieur chez les patients ayant eu la RC seule. Cela n’a toutefois pas été étudié dans un essai randomisé et prospectif. La qualité de survie, et notamment la survenue de troubles neurocognitifs, est étudiée plus loin, mais plaide en faveur de la RC seule si le nombre de MC est faible. Radiochirurgie et exérèse chirurgicale Peu de séries comparent directement l’efficacité de l’association RC + IET par rapport à l’association chirurgie + IET (13-15). Pour les lésions traitables par les 2 méthodes, les données de durée de survie semblent montrer une efficacité comparable. Cependant, les données de taille (plus de 3 cm), de topographie (métastase profonde ou zone corticale éloquente) doivent toujours être prises en compte puisque ces variables n’ont pas été étudiées de façon précise. Peu de séries ont comparé la RC seule par rapport à l’association chirurgie + IET dans les métastases cérébrales (11, 16, 17). Lorsqu’elles sont analysées en même temps, peu de conclusions peuvent en être tirées quant à la survie (1). La RC (à la place de la résection) + l’IET est certainement une option thérapeutique, et de futures études sur ce sujet sont très souhaitables et très attendues. Summary Radiosurgery (RS) allows to perform a focalized irradiation in a single fraction on an intracranial target, and includes the placement of a stereotactic frame. Several methods are available and both linear accelerator and gamma unit are used for RS as well. Place of RS has been precised gradually for the treatment of brain metastases, mainly beside surgery and whole brain radiothérapy (WBRT). Its efficacy comparable to surgery and minimal irradiation of surrounding brain parenchyma led to propose RS as first time treatment for small volume metastases (1-3) and for patients in good condition with well-controlled extracerebral primitive tumor. Its delayed toxicity is low but has to be known in order to precise the place of RS for each patient with surgery and WBRT. Keywords Radiosurgery Stereotactic radiotherapy Whole brain radiotherapy Brain Metastasis Neurosurgery Radiochirurgie seule La RC seule a été comparée à la RC associée à l’IET en termes de survie (8, 9). Les meilleures données disponibles ont montré un taux de survie équivalent entre ces 2 attitudes thérapeutiques, avec cependant un taux un peu plus important de récurrence Troubles neurocognitifs et radiochirurgie Les causes de la dégradation des fonctions supérieures des patients porteurs de métastases céré- La Lettre du Cancérologue • Vol. XXII - n° 9 - octobre 2013 | 313 DOSSIER Radiothérapie stéréotaxique Radiochirurgie Place de la radiochirurgie dans le traitement des métastases cérébrales brales et traités par IET reste toujours un sujet de controverse. Dans une étude prospective randomisée récente, H. Aoyama et al. ont comparé le MMSE (Mini Mental State Examination) chez des patients ayant 1 à 4 métastases et ayant reçu soit la RC seule, soit la RC + l’IET (18). Les auteurs concluent que bien que les effets de l’IET sur les fonctions supérieures soient indiscutables, le contrôle tumoral était le facteur le plus important dans la stabilisation des fonctions supérieures. Dans une étude prospective randomisée encore plus récente (20), 58 patients ayant 1 à 3 métastases de découverte récente ont reçu de façon aléatoire soit la RC seule, soit la RC + l’IET. Les tests sur les fonctions supérieures étaient bien plus détaillés que le seul MMSE de l’étude précédente. L’étude a été arrêtée de façon prématurée en raison de la probabilité de 96 % pour les patients ayant reçu l’IET de voir leurs fonctions supérieures altérées dans les 4 mois suivant le traitement. Les investigateurs recommandaient un traitement par RC initiale associé à un suivi rapproché par imagerie pour ce type de patients. Pour limiter ces risques neurocognitifs, l’intérêt potentiel de la protection des hippocampes lors de l’IET a été souligné et plusieurs essais sont actuellement en cours. Tableau I. Recursive partitioning analysis (21). Classe I Âge < 65 ans, KPS ≥ 70, Tumeur primitive contrôlée, Pas de métastases extracrâniennes Classe II Tous les patients ni en classe I, ni en classe III Classe III KPS < 70 KPS : Karnofsky Performance Status. Tableau II. Graded prognostic assessment (24). Score 0 0,5 1 Âge > 60 50-59 < 50 KPS < 70 70-80 90-100 Nombre de MC >3 2-3 1 Présentes – Absentes Métastases extracérébrales KPS : Karnofsky Performance Status ; MC : métastases cérébrales. 314 | La Lettre du Cancérologue • Vol. XXII - n° 9 - octobre 2013 Complications Un des avantages supposés de la RC sur l’exérèse chirurgicale est son caractère moins invasif. Cependant, les risques de la RC ne sont pas nuls et doivent être connus et compris avant qu’elle soit proposée comme modalité thérapeutique. Dans une étude récente de B.J. Williams et al. (20), les complications de la RC Linac de 316 métastases cérébrales chez 273 patients ont été analysées. Toutes les complications, de la plus bénigne à la plus grave, ont été revues, avec un taux global de 40 %. Un nouveau déficit neurologique grave est survenu dans 11 % des cas (34 sur 316 métastases). L’apparition de crises d’épilepsie a été notée dans 13 % des cas. La plupart des complications sont survenues plus de 30 jours après le traitement. Les variables les plus fortement associées à ces complications étaient la progression de la tumeur primitive et la topographie de la métastase en zone éloquente. Enfin, la dépendance à la corticothérapie a été notée chez 32 % des patients, ce taux diminuant progressivement au fil du temps pour atteindre 8 % à 1 an de la RC. Sélection des patients La RC doit être envisagée comme option de traitement pour tout patient porteur de métastases cérébrales. Les risques doivent évidemment être mis en balance des avantages potentiels de la méthode, en considérant les variables prédictives de l’évolution de la maladie cancéreuse cérébrale et systémique, afin de guider au mieux les indications. L’âge du patient doit toujours être pris en compte, car ce facteur a une influence pronostique bien établie dans de nombreuses études. Les classifications RPA (Recursive Partitioning Analysis) [21, 22] et GPA (Graded Prognostic Assessment) [23, 24] incluent toutes les 2 l’âge comme facteur pronostique clé chez les patients porteurs de MC. L’âge limite de la classe 1 du RPA (tableau I) est de 65 ans, alors qu’il est stratifié dans la sixième décade de la vie dans les classes du GPA (tableau II). Le KPS (25) au moment de la découverte de la première MC devrait également être pris en compte dans la décision thérapeutique. Pour de multiples raisons (21, 22, 26, 27), ce score apparaît comme un facteur pronostique très puissant dans de nombreux scores et échelles, car l’autonomie d’un patient et ses capacités fonctionnelles influencent très nettement sa survie. DOSSIER De la même façon, le contrôle de la tumeur primitive et de l’extension systémique doit être incluse dans toute discussion thérapeutique d’un patient porteur de MC. La connaissance de ces données permet une compréhension de la maladie cancéreuse chez un patient donné et, dans une certaine mesure, de préciser le pronostic. Lorsque l’extension systémique est faible ou contrôlée, les patients tirent un grand bénéfice d’un traitement agressif sur les MC. En revanche, lorsque l’extension est majeure, la survie des patients n’est pas suffisamment longue pour apprécier les effets d’un traitement agressif avec un contrôle local, et un traitement conservateur ou palliatif est alors souvent choisi. Les paramètres spécifiques à la ou les tumeurs, et notamment leur nombre, font partie du GPA (24) et du Score Index for Radiosurgery (SIRS) [27] qui permettent d’évaluer les possibilités et les risques de traiter des MC multiples en une seule séance. Les éléments de preuve tirés de la littérature indiquent que les patients ayant jusqu’à 4 métastases peuvent bénéficier d’un traitement focal par RC si les autres paramètres comme le KPS, l’âge et l’extension systémique sont pris en compte. La topographie de la tumeur et la taille doivent également être analysées avant d’établir le plan de traitement. En effet, les lésions de grand volume (supérieures ou égales à 3 cm ou à 10 cc), avec une partie kystique, ou responsables d’un œdème vasogénique avec un effet de masse important, seront plutôt des candidates à une exérèse chirurgicale éventuellement suivie d’une radiothérapie qu’à une RC première. La notion de radiosensibilité nous semble également importante. Les MC réputées radiorésistantes sont principalement les mélanomes, les adénocarcinomes du rein et les sarcomes, avec, à un moindre degré, les carcinomes rectocoliques. Cette notion découle d’études sur la radiothérapie fractionnée mais ce raisonnement ne s’applique pas à la radiochirurgie. En d’autres termes, une IET sur une MC radiorésistante reste un traitement palliatif, et cela doit inciter, lorsque le nombre de MC radiorésistantes est faible, à se tourner vers une RC. Cette notion a été cependant relativement peu étudiée dans les séries de MC. Considérations techniques Souvent, la dose à l’isodose de référence est appliquée sur la base des recommandations du Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) [28]. Selon ces recommandations, la dose totale dépend de la taille de la MC, et notamment du plus grand diamètre : 24 Gy si la métastase mesure moins de 2,0 cm, 18 Gy si elle est comprise entre 2,1 et 3,0 cm, et 15 Gy si elle est comprise entre 3,1 et 4 cm. Cette dose doit être pondérée sur la dose intégrale reçue par la tumeur et le tissu sain adjacent. Le volume cible, et donc la détermination de l’isocentre, reposent sur l’IRM avec injection. La tête du patient est immobilisée par un cadre stéréotaxique lors du CT-scanner, dont les images sont fusionnées de façon optimale avec celles de l’IRM. La qualité des images utilisées lors du repérage stéréotaxique doit être au moins égale à celle des images ayant servi au diagnostic, à l’évaluation du nombre, de la topographie et de la taille des MC. L’épaisseur des coupes d’IRM et du scanner ne doit pas être supérieure à 3 mm, 1 mm étant optimal. La détermination du volume cible est fondée sur la prise de contraste en IRM, et éventuellement plus étendue en cas de contact méningé. L’isodose de référence tient compte de la technologie utilisée (50 % pour le Gamma Knife®, 70 % pour un Linac avec collimateurs sphériques, et plus souvent 90 à 95 % pour un Linac avec microcollimateurs multilames. Cette isodose est appliquée sur le Planning Target Volume (PTV) qui correspond à la prise de contraste en IRM augmentée d’une marge de “sécurité” de 1 mm. Cette marge peut être diminuée ou supprimée en cas de volume important, ou en cas de localisation très fonctionnelle et/ou radiosensible telle que le tronc cérébral, le faisceau pyramidal, le trigone ou les voies optiques. De la dose prescrite sur le PTV dépend la dose minimale, qui est prédictive du contrôle local. Les histogrammes dose-volume permettent de repérer les éventuels sous-dosages lésionnels et les surdosages du tissu sain voisin. Un index de conformité défini comme le volume de tissu recevant la dose prescrite (tumeur + parenchyme cérébral) divisé par le volume de cerveau normal recevant la dose prescrite ne doit pas être supérieur à 2. Cela signifie que le volume de parenchyme cérébral sain recevant cette dose ne doit pas être supérieur au volume lésionnel. Les patients porteurs de MC multiples doivent recevoir théoriquement la dose adaptée au volume de leur tumeur. Cependant, les MC sont parfois proches l’une de l’autre. Dans ce cas, le RTOG recommande une dose qui ne doit pas excéder 13 Gy. Une autre possibilité est d’englober les 2 MC dans un volume unique et d’adapter à ce nouveau La Lettre du Cancérologue • Vol. XXII - n° 9 - octobre 2013 | 315 DOSSIER Radiothérapie stéréotaxique Radiochirurgie Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts. Place de la radiochirurgie dans le traitement des métastases cérébrales volume les doses en conséquence. La taille de la MC traitée peut également influer sur la dose prescrite pour les autres MC : une MC volumineuse recevra une dose intégrale qui permettra de limiter les doses prescrites aux autres MC afin de diminuer le risque de réaction parenchymateuse cérébrale postradique. Au fil du temps, la RC s’est clairement imposée comme un traitement non plus palliatif, mais curatif des MC. Elle a donc pris une partie de la place de la chirurgie des MC. Elle doit cependant être incluse dans un projet thérapeutique reposant sur un raisonnement multidisciplinaire qui évalue la maladie générale, les MC et le patient. ■ Références bibliographiques 1. Linskey ME, Andrews DW, Asher AL et al. The role of stereotactic radiosurgery in the management of patients with newly diagnosed brain metastases: a systematic review and evidence-based clinical practice guideline. J Neurooncol 2010;96(1):45-68. 2. Betzler M. Reassure your patient with metastases--the diagnosis is not necessarily a death sentence. MMW Fortschr Med 2005;147(1-2):20-1. 3. Gaspar LE, Mehta MP, Patchell RA et al. The role of whole brain radiation therapy in the management of newly diagnosed brain metastases: a systematic review and evidence-based clinical practice guideline. J Neurooncol 2010;96(1):17-32. 4. Andrews DW, Scott CB, Sperduto PW et al. 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