ozgehan onay igrt radiationtheraphy

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ CERRAHPAŞA TIP FAKÜLTESİ RADYASYON ONKOLOJİSİ AD.

IGRT

30.12.2015

Uz.Fiz.Özgehan Onay

1895’te Wilhelm Conrad Röntgen’ in x ışınlarını,

1896’da Antoine Henri Becquerel’ in Uranyum tuzlarını,

1898’de Curie’ lerin Radyum’ u keşfi,

1919 yılında Ernest Rutherford’ ın yapay radyoaktiviteyi bulması, Bu buluşlardan sonra, iyonize radyasyon tıpta az da olsa

uygulama alanı bulsa da ağır yan etkiler nedeniyle 1920’li yıllara dek etkin bir şekilde kullanılamamıştır.

Radyoterapi ‘nin Tarihçesi

Small tubes containing radium salts are strapped to a woman's face to treat what was either lupus or rodent

ulcer, 1905.

Radyoterapi ‘nin Tarihçesi

X-ray apparatus used for treatment of epithelioma

of the face, 1915. The

tube is in a localizing shield; and a perforated sheet of metal is securely fashioned to the surface by adhesive plaster.

Radyoterapi ‘nin Tarihçesi

Radyoterapinin Tarihçesi

İlk kez 1922’ de lokal ileri larenks kanserinin radyoterapi ile

önemli komplikasyonlar olmadan iyileşebildiği Coutard tarafından Paris Uluslararası Onkoloji Kongresi’nde gösterilmiştir

1934’ de Coutard günümüzdeki radyoterapinin

temelini teşkil eden doz-zaman ilişkisi kavramını içeren uzun süreli fraksiyone tedavi yöntemini geliştirmiştir.

II. Dünya Savaşı’ ndan sonra radyobiyoloji hızlı bir gelişme

sürecine girmiş, fraksiyone radyoterapi ile hücre sağkalım eğrileri elde edilmiştir.

Radyoterapinin Tarihçesi

The first patient to receive radiation therapy from the medical linear accelerator at Stanford was a 2-year-old boy.

The original linear accelerator in operation

Betatron 1943 yılında kullanılmaya başlamış, Kobalt-60 teleterapi cihazları ise 1950’ den sonra tüm Dünya’ ya yayılmış ve sonrasında Lineer hızlandırıcılar geliştirilmiştir.

Radyoterapinin Tarihçesi

Radyolojinin Tarihçesi

Thariat, J. et al. (2012) Past, present, and future of radiotherapy for the benefit of patients

Nat. Rev. Clin. Oncol. doi:10.1038/nrclinonc.2012.203

Radyoterapinin Tarihçesi

Radyoterapi

MLC

MLC = Multi Leaf Collimator

Sağlıklı dokuları korumak amacı ile cihazın kafa kısmına yerleştirilen tungsten alaşımdan yapılmış yaprakcıklar.

Cihazdan cihaza farklılıklar göstermektedir.

Radyoterapi İş Akışı

Radyoterapi İş Akışı

Radyoterapi İş Akışı

Radyoterapi İş Akışı

Pet – Bt – MR Etegrasyonu

2D Tedavi

PTV

Radyoterapi İş Akışı

3D Tedavi

PTV

Radyoterapi İş Akışı

IMRT Tedavi

PTV

Radyoterapi İş Akışı

Tedavi Simulasyon

Radyoterapi İş Akışı

Isodoz Eğrileri

Radyoterapi İş Akışı

Sağlıklı dokulara minimum, hedef hacme maksimum dozu vermemizi sağlayan optimum tedavi planı oluşturulması hedeflenir.

Radyoterapi İş Akışı

Radyoterapi İş Akışı

IGRT

• IGRT Nedir?

• Radyoeterapi öncesinde, sırasında ve sonrasında organ ve tümör hareketlerinin kontrolüyle, sağlıklı dokulara maksimum koruma sağlarken, hedef hacimlerin istenen dozu almasını sağlamaktır.

IGRT

Neden IGRT?

• Konvansiyonel tedavide alanlar büyüktü,

• 3D-KRT ve IMRT ile alanlar küçüldü, Doz gradienti arttı,

• Hataların önemi arttı(Sistematik, Randomize hatalar),

• Küçülen marjlarla daha yüksek dozlara çıkılmak istendi,

• Hasta immobilizasyonu mükemmel değil,

• TPS ve gerçek geometri arasında oluşabilecek farklar var,

• Asıl amaç marjları küçültmek!!!

• Tedavi planlanmasında, organ hareketleri ve hedef belirleme gibi belirsizlikleri (Sistematik Hata) en aza indirerek tedavinin doğru planlanmasını sağlamak

• Tedavi öncesinde ve sırasında, hedefin ve organların hareketlerini izlemek, set up doğruluğunu arttırmak (Randomize Hata) ve planlanan tedavinin doğru uygulanmasını sağlamak

• Marjları küçülterek, yan etkileri azaltırken hedef volüme verilebilecek en yüksek dozu vermek.

IGRT ‘ de Amaç

Asıl amaç marjları küçültmek

Marjları nasıl küçültebiliriz?

• Hedef hacmin yer değişimi takip edilerek set-up ve internal marjlar küçültülebilir.

PTV:CTV+SM+IM

Hedefin muhtemel yerleşimini ve hata paylarını hesaba katıp oluşturulan geniş PTV yerine, tedavi boyunca her gün hedefin nerede olduğunu görüntü eşliğinde belirleyerek yeterli hacime belirlenen dozu verebilmeyi amaçlarız. PTV: Planning target volume, CTV: Clinic target volume, SM: Set-up margin, IM: Internal margin

Hedef Hacim Tanımlaması

Bölgelere Göre Hareketler

• Baş boyunda; tümörün küçülmesi, kilo kaybı ile maskenin bollaşması, ödem..

• Akciğerde; solunum, tümörün küçülmesi, ödem,..

• Memede; günlük pozisyon değişimi, solunum, kalp hareketi,...

• Pelviste; mesane ve rektum dolu – boşluğu, bağırsak hareketleri..

Adaptif Radyoterapi

Görüntüleme Teknikleri

Görüntüleme Çeşitleri

• Port film • MV portal imagers • In-room ultrasound localization • Marker-based localization • Fluoroscopic tracking • Flat panel imaging (EPID) • KV digital imaging • CT – on rail • KV-CBCT • MV-CBCT

1980’ler

1990’lar

2000’ler

Görüntüleme Teknikleri

• On-line

– tedaviden hemen önce görüntü alınarak düzeltme yapılır, hasta düzeltilmiş olarak tedavi olur.

• Off-line

– tedavi öncesi görüntüleme yapılır, düzeltme yapılmaz.

• On-line, Real- time

MV Görüntüleme : EPID EPID

(Electronic Portal Imaging Device)

MV Görüntüleme : EPID EPID

(Electronic Portal Imaging Device)

MV Görüntüleme : EPID EPID

(Electronic Portal Imaging Device)

MV Görüntüleme : EPID EPID

(Electronic Portal Imaging Device)

MV-CBCT

6MV foton ışını kullanılır.

Gantri rotasyonu sırasında MV flat panel dedektör ile portal görüntüler alır

Başlama pozisyonu 2700, (2000-2100) 110-1200 ye kadar dönerek aldığı portal görüntüleri birleştirir.

Görüntülerin alınması 45sn rekonstrüksiyon vs.

toplam 2 dak.

Planlama sisteminden gelen görüntülerle alınan görüntü çakıştırılarak set up düzeltmesi yapılır.

Max. alan açıklığı xyz:27cm

Hasta dozu 2-10 cGy

MV-CBCT

MV-CBCT

Tedavi Pozisyonunda 3D görüntüleme ve doz dağılımı

Tomoterapi MV-CT

MV-CT

Tedavi Pozisyonunda 3D görüntüleme ve doz dağılımı

MV-CT

MV-CBCT

Üç boyutlu volümetrik görüntüleme

Yüksek Z değerli maddelerde artefakt yok

Alınan görüntüler doz hesaplamalarında

kullanılabilir

Anatomi ve doz dağılımı çakışması yapılabilir

Sistemin izomerkez QA için tek bir ışın aksının

kontrolü yeterli

Ancak hastaya verilen doz YÜKSEK! (0,3 - 3 Gy)

kV Tabanlı Görüntüleme Sistemleri

kV-CBCT Varian-OBI (On Board Imaging)

Elekta-XVI (x-ray Volumetric Imaging)

In room CT (Tedavi odasında kV CT)

Stereoskopik kV görüntüleme Brainlab exac trac

Cyberknife

Varian-OBI (On Board Imaging)

Linak Konsol

4D Integrated

Tedavi Konsolu

On-Board

Görüntüleme

Konsolu

RPM Respiratory

Gating Konsol

Varian-OBI (On Board Imaging)

Varian-OBI (On Board Imaging)

In-Room CT

Stereoskopik kV ile IGRT

ExacTrac X-Ray 6D image-guided

radiotherapy (IGRT) sistem

Infrared (IR) optik pozisyonlama sistemi

(ExacTrac)

Radyografik kV x-ray görüntüleme

sistemi(X-Ray 6D)

Tavanda asılı iki flat panel dedektör.

Zeminde dedektörlere dik açıda yerleştirilmiş X-ışını tüplerinden

oluşur. Hastanın pozisyonunu tedavi sırasında takip eden optik infrared traking sistem bu konfigürasyona entegre edilmiş Sistem Novalis Linac la kullanılıyorsa, Masa x,y,z hareketine ek olarak her yöne 6 derece rotasyon hareketi ile otomatik pozisyonlanabilir. 6 DOF (six degree of freedom) Tüm linaklara ilave edilebilir.

Brain Lab, ExacTrac

Stereoskopik kV ile IGRT ExacTrac X-Ray 6D image-guided radiotherapy (IGRT) sistem

Infrared (IR) optik pozisyonlama sistemi (ExacTrac)

Radyografik kV x-ray görüntüleme sistemi(X-Ray 6D)

Tavanda asılı iki flat panel dedektör.

Zeminde dedektörlere dik açıda yerleştirilmiş X-ışını

tüplerinden oluşur. Hastanın pozisyonunu tedavi sırasında takip eden optik infrared traking sistem bu konfigürasyona entegre edilmiş Sistem Novalis Linac la kullanılıyorsa, Masa x,y,z hareketine ek olarak her yöne 6 derece rotasyon hareketi ile otomatik pozisyonlanabilir. 6 DOF (six degree of freedom) Tüm linaklara ilave edilebilir.

Brain Lab, ExacTrac

Bu metod intrakranyal hedefler için kullanılır.

Görüntü, yüksek kontrast kemik bilgisi kullanılarak elde edilir.

6D denmesinin nedeni, düzeltmelerin 3 translasyonel hareket (x,y,z) ve 3 rotasyonel hareket için yapılmasıdır.

Tedavi boyunda belirlenen ışın aralıklarında görüntü alınır ve bu görüntüler planlama bilgisayarından gelen DRR’lar ile

karşılaştırılır.

Stereoskopik kV ile IGRT

Bu metod omurga içindeki ya da omurga yakınındaki hedefler için kullanılır.

6D izleme yönteminde olduğu gibi görüntü elde etme, yüksek kontrast kemik bilgisine dayanmaktadır.

İzlenecek iskelet yapısı, tedavi planı esnasında CT görüntülerinde referans noktası olarak belirlenir. Referans noktası, hedefe yakın ve yeterli iskelet özellikleri taşıyan bir bölgeden seçilmelidir. Bu algoritma, bir dikdörtgen izleme gridinin 81 noktasında alınan görüntüleri kullanarak, rotasyonal ve doğrusal yönlerdeki yer değişim miktarlarını hesaplar.

Stereoskopik kV ile IGRT

X-ray sistem optik takip sistemi ile entegre

ExacTrac x-ray

Optik takip sistemi + X-Ray sistemi software yardımı ile on line takip

Eksternal markerlarla eş zamanlı takip yapılırken, Internal markerlar kV görüntüleme ile doğrulama için kullanılır.

Belirlenen limitin dışına çıktığında ışın kesilir.

MV CT vs CB CT

MV CT vs CB CT

USG ile IGRT

Avantajları Ek doz verilmiyor,

genellikle prostat uygulamalarında kullanılır.

Dezavantajları Uygulama sırasında probun

bastırılması prostatın yer değiştirmesine neden olur.

CT görüntüleri ile karşılaştırıldığında görüntü kalitesinin her zaman iyi olmaması

Farklı kişiler tarafından farklı yorumlanma olasılığı yüksek.

Real Time USG ile IGRT

Real Time USG ile IGRT

Real Time USG ile IGRT

Real Time USG ile IGRT

Radyofrekans Tabanlı IGRT

Solunum Takip Sistemleri

-Gögüs Duvarı yada abdomen hareketlerini solunumla ilişkilendiren sistemler

-Real-Time Position Managament (RPM)

-Kemerli Sistemler

-Spirometre

-Vücut Yüzeyi Tarama Sistemi

RPM

Kızıl ötesi kamera

İki yada 6 noktalı kızılötesi yansıtıcılı aparat

RPM

Optik izleme yazılımı

4D -CT

RPM

RPM ile hasta tedavisinde için hastaya takılan gözlük yardımıyla hastanın kendi nefes döngüsünü izleterek senkronize solunumu yakalayabilmek amaçlanmaktadır.

Kemerli Sistemler ile IGRT

Abdominal kemer Gözlük sistemi Kemere monte edilen sensor Wave Desk (Sinyal alıcı kutu) Toplanan bilgiler özel bir yazılımla eşleştirilir

Spirometre

Hastaya solunum kontrolü eğitimi verilir. Derin inspirasyonda nefesini tutarak planlanır ve tedavi olur. Elindeki butonla nefesini tutamayacağı zaman tedavi cihazını durdurabilir.

Vücut Yüzeyi Tarama Sistemi

27.12.15

Vücut Yüzeyi Tarama Sistemi

Vücut Yüzeyi Tarama Sistemi ile Solunum Takibi

MR ile IGRT

MR ile IGRT

Teşekkürler