IGRT’de 2D verifikasyon-KV+MV, 3D verifikasyon-CBCT

Avantajları ve dezavantajları nelerdir?

Hangisini seçelim?

Uz.Fiz.Dr. Songül Çavdar Karaçam İÜ Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Radyasyon Onkolojisi AbD

Niçin?? Ne?

Nasıl ??

Tedavi odasında yapılan goruntuleme ile tedavi oncesinde, sırasında ve sonrasında goruntulemenin karşılaştırılıp, uygulanan radyoterapinin doğruluğunu, kurulum hatalarını (sistematik ve rastgele) ve fraksiyonlar arası organ hareketlerini dikkate alarak radyoterapinin uygulanmasıdır.

IGRT

• Hasta pozisyonu değişebilir • Hasta hareketi mümkün • Organ hareketleri olabilir

Tedavi sırasında ışınlanan hedef hacim yer değiştirebilir (interplay effect,intrafraction motion effect) - Solunumla yer değiştiren akciğerler, abdomen vb.

Tedavi süresi boyunca bir günden diğerine, Organların boyutları veya şekilleri değişebilir.

(interfraction motion effect,)- Prostat; rektum ve mesane hacimlerinin değişmesi ile yer değiştirir. •Tümör küçülür

Biliyoruz?

• Kullanımı kolay • Doğruluk oranı yuksek • Tedavi sistemine entegre, • Anlık goruntu alabilen ve hızlı

goruntuleme yapan • Uygulanan radyasyon dozu az olan, • Goruntu kalitesi iyi • Goruntuleri planlama ve değerlendirme

icin kullanılabilen

İstiyoruz?

Lokal Kontrol

Targetin tanımlanması Radyasyonun verilmesi

Muhteşem doz dağılımı Target

• Tedaviye hazırlık –Simülasyon

–Tedavi planlama •Tedavinin verilmesi

–Tedavi fraksiyonları •Set up

Sanal hasta

Sanal geometri

Sanal tedavi

Radyoterapinin Uygulanması

Niçin IGRT

• İlk fraksiyon: Hasta setupı, tedavi hazırlığında hata ya da yanlışları tespit

• Değişimlerin istatistiksel olarak tespiti Random ve sistematik hatalar On-line ve off-line düzeltme

Marjları azaltmak önemli

PTV marjı

Volüm: 4/3 π r3

Portakaldaki 5 mmlik azalma volümü ½ küçültür

% 95 izodoz

Marjları dikkatli belirlemek önemli!

Tedavi verifikasyonunda görüntüleme

• 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

IGRT

IGRT uygulaması DRR oluşturularak başlar. Bu imajlar önce ve/veya tedavi boyunca alınan canlı imajlarla karşılaştırılır. Karşılaştırma daha önceden belirlenen lokalizasyon kriterlerine göre yapılır.

• X-ışını Kaynağı • a-Si Imaging

Panel • Robotik Kollar • Infrared pendant • Kontrol Konsolu • Uzaktan

kumanda masa rotasyonu

Görüntüleme Teknolojisi

Uygulama • On-line

– Tedaviden hemen önce görüntü alınarak düzeltme yapılır, hasta düzeltilmiş olarak tedavi olur. Günlük olarak random ya da sistematik hatayı ve kullanılan protokoldeki sistematik hatayı elimine eder

• Off-line – Tedavi öncesi alınan görüntünün değerlendirmesi daha

sonra yapılır. Düzeltme tespit edilmişse sisteme istenen düzeltme kaydedilir ve bir sonraki tedavide dikkate alınır. Planlanan ve tedavi arasında karşılaştırma yapılmasına olanak sağlar, sistematik hatayı elimine eder

• On-line, Real- time – Tedavi sırasında tümör takibi yapılır.

IGRT

• İki ortogonal imaj • kV-kV, kV-MV

• Megavoltage MV-MV imajlar

İki boyutlu

kV-kV kV-MV

Hasta Setupı yapılır, kollar çıkarılır

Tedavi odasından çıkılır

AP ve LAT kV imajı alınır

DRR karşılaştırması yapılır

Otomatik

Manuel

Set-up düzeltmesi yapılır- Tedavi masası uzaktan kumanda edilir

Seçenek: Tekrar görüntü ve analiz- set-up düzeltmesi verifikasyonu yapılır

Kollar uzaktan kumandayla geri çekilir

Tedavi yapılır

kV-kV Görüntüleme

Fast Clinical Process

Fast Clinical Process

2D Görüntüleme-kV-kV Avantajları • Hasta dozu düşük • Kemik yapı eşleştirme

Dezavantajları • 2D bilgi verir • Tümör volümü ya da çevre doku ile ilgili bilgi vermez •Görüntüleme ve tedavi farklı kaynaklı- ek QA

•Verifikasyon için kemik anatomi bilgisi sağlar- prostat ve akciğer???

Alternatif marker kullanmak ya da 3D görüntüleme

kV-kV Görüntüleme Marker Match

MV Görüntüleme

EPID (Electronic Portal Imaging Device)

• MV kolu açılarak hastanın tedavi alanından görüntüsü alınır.

• Alınan bu görüntü DRR görüntüsüyle karşılaştırılarak hastanın yatış pozisyonu kontrol edilir.

EPID EPID

CBCT

2D Görüntüleme-EPID

Avantajları • Görüntüleme izosantr=Tedavi izosantr • Verilen doz tedavi dozundan duşulebilir •Daha iyi yumuşak doku kontrastı

Dezavantajları • 2D bilgi verir • Kotu goruntu kalitesi • Oblik alanlarda değerlendirme zorluğu

• Kilovoltaj fan-beam CT kV CT, Siemens CT-on-rails

• Kilovoltage cone-beam CT -kV CBCT, Elekta ve Varian linac

• Megavoltage cone-beam CT- MV CBCT, Siemens linac

• Megavoltage fan-beam CT-MV CT, TomoTherapy

Üç boyutlu (Volümetrik)

kV-CBCT Görüntüleme

• Başlama açısı 180◦ • Gantry dönme mesafesi 38 cm • Flatpanel görüntüleme alanı

30x40 cm • Görüntüleme sırasında

saçılma ve artefaktı önlemek için filtre kullanılır.

CBCT

Konvansiyonel CT ‘Fan’ Beam 1 D dedektör 1 rotasyon =1 kesit

CBCT ‘Cone’ Beam 2 D dedektör 1 rotasyon =volüm(birçok kesit)

OBI ile CBCT – TPS CT

CT CBCT

CT CBCT

CT - CBCT Match – Fusion

CT - CBCT Matching – Fusion

Klinik Sonuçlar- Beyin

CBCT CT

OBI_14CBCTMatch8.jpg

Klinik Sonuçlar- Pelvis

Tedavinin 2. veya 3. haftasındaki CBCT Adaptif radyoterapiye olanak sağlar

Volümetrik Görüntüleme

Avantajları •Volümetrik veri •Yumuşak doku kontrastı •Tedavi boyunca anatomik deformasyonları tespit ve adaptif radyoterapi olanağı

Dezavantajları Real time değil Tedavi öncesi bilgisi

CBCT- görüntü

CBCT- görüntü

CBCT- görüntü

Güvenlik Kontrolleri

kV ve kV/MV için KALİTE KONTROL

CBCT için Cathphan

görüntü kalitesi testleri

EPID QA

Epid kolunun rotasyon sırasında stabilitesinin geometrik kontrolü MLC li alan 0.4x0.4 ayarlanır Gantry rotasyonu verilerek kol stabilitesi kontrol edilir İmager kalibrasyonu

Fogliata et al. 2008

SET-UP DOĞRULUĞU İÇİN GÖRÜNTÜLEME PROTOKOLÜ

İLK SET-UP VE TAKİP EDEN GÜNLERDE TÜM HASTALARA CBCT çekilir. CBCT ile ELDE EDİLEN KAYDIRMA DEĞERLERİ MUTLAKA KAYDEDİLİR

!

ONLINE DEĞERLENDİRME İÇİN DOKTOR İLK 3 SET-UP ta BULUNUR. 3.SET-UP ta İLK SET-UP ile SONRAKİ SET-UP lardaki DEĞİŞİM DEĞERLENDİRİLİP GEREKLİ İSE POLK. UZMAN DR. BİLGİLENDİRİLEREK HASTA ÜZERİNDE DÜZELTME YAPILABİLİNİR. 4.SET-UPTA KONTROL EDİLİR DÜZELTMEYE RAĞMEN AYNI SAPMA VEYA BÜYÜKLÜK OLARAK AKSİ TARAFINDA OLUYORSA UZMAN DR. İLE TEKRAR DEĞERLENDİRME YAPILIR. TÜM OLGULARDA YAPILAN KAYDIRMALAR > 3 mm. OLURSA DOKTORA MUTLAKA HABER VERİLİR. HABERİ OLMADAN TEDAVİYE ALINMAZ. BÜYÜK OLAN EKSEN HANGİSİ İSE SADECE O EKSENE HAREKET YAPTIRILIR

TAKİP

KONFORMAL TEDAVİ İÇİN

IMRT İÇİN

CBCT HAFTADA BİR

kV GÜNLÜK

MARKER YOKSA CBCT GÜNLÜK

MARKER VARSA CBCT HAFTALIK kV GÜNLÜK

MATCH MARKER ELLE YAPILIR

!

BOOST TAKİP

BOOSTA GEÇTİKTEN SONRA İLK 3 GÜN PROTOKOLÜ UYGULANIR.

DEĞERLENDİRME ve SET-UP MARJLARI TÜM HASTALARDA CBCT DEĞERLENDİRMESİNE ÖNCELİKLE HASTANIN DÜZGÜN VE DÖNÜK YATIP YATMADIĞININ KONTROLÜ YAPILARAK BAŞLANIR. PROSTAT: MESANE YARI DOLU, REKTUM BOŞ ve < 3 mm olmalı. CBCT de PROSTAT VOLÜMÜ DİKKATE ALINARAK, SAGİTAL, CORONAL, TRANSVERS KESİT SIRASI İLE PARÇALI PENCEREDEN DEĞERLENDİRME YAPILIR. PUBİS HİZASINDA REKTUM 3 cm. BÜYÜK ÇIKARSA HASTA KALDIRILIP HAZIRLIK İÇİN İŞLEM TEKRARLANIR. ≥ 3 mm OLURSA KAYDIRMA UYGULANARAK TEDAVİYE HASTA ALINIR. MARKER MATCH kV TAKİPTE MANUEL ELDE EDİLEN KAYDIRMA DEĞERLERİ UYGULANARAK HASTA TEDAVİYE ALINIR. KAYDIRMA 5 mm den BÜYÜKSE MARKER MATCH’E GÖRE KAYDIRILIR VE CBCT ÇEKİLİP DOKTORUNA HABER VERİLİR. BAŞ-BOYUN: CBCT de İLK SET-UP da REFERANS NOKTALARI DR TARAFINDAN NOT EDİLİR. ÖZELLİKLE ÇENE, KLİVUS, VERTEBRA, KAFATABANINA DİKKAT EDİLİR. PTVNİN ÜST VE ALT ALANINDA KAYDIRMADA FARK VARSA DOKTORA HABER VERİLİR. MASKE GENİŞLEMESİ İÇİN >1 cm İSE DOKTORA. HABER VERİLİR. MASAYA MASKE SABİTLENMEDEN TEDAVİ YAPILMAZ. CBCT DE ELDE EDİLEN TÜM KAYDIRMA DEĞERLERİ UYGULANARAK HASTA TEDAVİYE ALINIR

1. 2. ve 3. gün Radyasyon onk.,teknisyen ve

radyofizik uzm

Diğer günler

Tüm kaydırmalar ≤ 1 mm ise kaydirma yok

ve tedavi

Tüm kaydırmalar ˂3 mm ise kaydirma yap

ve tedavi

Tüm kaydırmalar ˃3 mm ise kaydirma yok

doktoru çağır

Diğer günler

Eksternal kontur değişimi ya da her günkü durumdan

farklılık- doktoru çağır

Genel Uygulama

Evet Evet Hayır Evet Hayır Evet

Ben Heijmen Estro- Physics for clinical radiotherapy, 2009

Hasta ort. Set-up hata

Pop. ort. Set-up hata

Pop. Sist. hata

Hasta random hata

Popülasyon random hata

Random Hata

Ben Heijmen Estro- Physics for clinical radiotherapy, 2009

Sistematik Hata

Ortalama Hata

Ben Heijmen Estro- Physics for clinical radiotherapy, 2009

Amsterdam protokolü (2.5Σ+0.7σ)

PTV marjı

• Prostat kanserli hastalarda; – PTV marjı; posterior’dan 0.5 cm

olmak üzere diğer yönlerden 0.8 cm

• Nazofarenks kanserli hastalarda; – PTV marjı; her yönden 0.3 cm

GTV (Gross Tumor Volume) CTV (Clinical Target Volume) PTV (Planning Target Volume) High dose region

• Kliniğimizde, – Mart 2010-Ağustos 2011 tarihleri arasında – IGRT uygulanan 70 prostat kanserli hasta ( IMAT veya IMRT ile tedavi edilmiş) – Toplam 7374 adet (x, y ve z) masa kayma değeri

• Hesaplanan PTV marj değerleri; – LT yönünde 0.6 cm – AP yönünde 0.6 cm – LN yönünde 0.3 cm

• Kliniğimizde, – 2010-2011 yılları arasında – IGRT uygulanan 24 baş boyun kanserli hasta (IMRT ile tedavi edilmiş) – Toplam 2256 adet (x, y ve z) masa kayma değeri

• Hesaplanan PTV marj değerleri; – LT yönünde 0.4 cm – AP yönünde 0.3 cm – LN yönünde 0.4 cm

CBCT Mod Standard-

Dose Head

Low-Dose Head

High-Quality Head Pelvis Pelvis spot

light Low-dose

thorax

X-Ray Voltage [kVp] 100 100 100 125 125 110 X-Ray Current [mA] 20 10 80 80 80 20 X-Ray Millisecond [ms] 20 20 25 13 25 20 Gantry Rotation Range

[degrees] 200 200 200 360 200 360

Number of projections 360 360 360 655 360 655 Exposure (mAs) 145 72 720 680 720 262 CTDIw (mGy / 100 mAs) 2.7 2.7 2.7 2.6 2.0 1.8 Dose (mGy) 3.9 2.0 19.4 17.7 14.4 4.7 Fan type Full fan Full fan Full fan Half fan Full fan Half fan Default Pixel Matrix 384 x 384 384 x 384 384 x 384 384 x 384 384 x 384 384 x 384 Slice Thickness [mm] 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 Reconstruction Filter Sharp Standard Sharp Standard Standard Standard Ring Suppression

Algorithm Medium Medium Medium Medium Medium Medium