IGRT 2D & 3D VERV AVANTAJ / DEZAVANTAJ

Transkript

1 IGRT 2D & 3D VERV ERİFİKASYON AVANTAJ / DEZAVANTAJ VİLDAN ALPAN AMERİKAN HASTANESİ MD ANDERSON RADYASYON ONKOLOJİSİ MERKEZİ 1

2 RADYOTERAPİ DÜNDEN BUGÜNE kev Işını Rotasyon Tedavi 1950 Co 60 Düşük enerjili Linac Betatron D Planlama Yüksek Enerjili Linac Simülatörler CT Scanner 3D Plannig Accurate Dozimetri 1995 MRI, PET, PET CT MLCs,Optimization a and IMRT Image Guided RT DCT Tümör Tracking Cyberknife Tomoterapi VMAT Gelişmiş IGRT 2

3 Hedefin Belirlenmesi TEDAVİ BAŞARISI ARISI Mükemmel doz dağılımı TEDAVİ Tedavi Kalitesi 3

4 IGRT (IMAGE GUIDED RADIOTHERAPY) Target Volum es Critical Structur es IGRT ; Organ hareketinden, hasta hareketinden ve set s up hatalarından oluşabilecek hataları azaltmak amacı ile tedaviden hemen önce veya tedavi sırasında hastadan görüntü alınmasi ve hastanın n planlama sisteminden gelen DRR görüntüsü ve / veya referans CT görüntüsü ile karşı şılaştırarak hergün n aynı doğrulukta tedaviye alınd ndığının kontrol edilmesi yöntemidir. y 4

5 AMAÇ Tedaviden önce ve/veya tedavi fraksiyonları arasında hasta veya tümör r hareketinden oluşabilecek hataları önlemek Tedavi sirasinda normal dokularin aldigi dozu azaltmak Tedavinin optimizasyonu 5

6 HATA KAYNAKLARI Tedavi fraksiyonl yonları arasında (interfraksiyon) oluşan; Bir fraksiyondan diğerine hedef pozisyonundaki değisimler ( kilo kaybı / tümör t r küçük üçülmesi vb.) Tedavi sırass rasındaki (intrafraksiyon ) hareket; Tümör r hareketleri Hasta hareketi / yanlış immobilzasyon 6

7 İNTER FRAKSİYON ve/veya İNTRAFRAKSİYON HATALAR Sistematik Fraksiyondan fraksiyona taşı şınan hata Random Fraksiyondan fraksiyona değişen en hata Tümör şeklindeki değişiklikler iklikler Hacim Deformasyon Hasta Hareketi Tedavi zamanının n uzamasından kaynaklanan 7

8 IGRT DÜZELTME STRATEJİLER LERİ On line: -Tedavi sirasinda alınan dataları baz alarak tedavi parametrelerini veya pozisyonu düzenlemekd Off line: Tedaviden alınan bilgi baz alınarak tedaviden sonra düzenlemekd 8

9 NİÇİN N IGRT Tedavi dozundaki %7 ile % 10 arasındaki değişim, im, tümör t kontrolunda önemli değişiklikler iklikler meydana getirir ( ICRU 24 ) IMRT, Volumetrik Arc Tedavi gibi tedavi tekniklerinin yaygın olarak kullanılmas lması tedavide oluşabilecek coğrafik kayıplar pları anlamlı olarak arttırm rmıştır. 9

10 NİÇİN N IGRT? IMRT, Volumetric Arc gibi ileri planlama ve tedavi teknikleri kullaniyorsaniz IGRT yapmak zorundasiniz.!!!!! 10

11 IGRT YAKLAŞIMLARI Konvansiyonel port film Elektronik GörüntG ntüleme ( EPID) Vedeo&Surface Rehberligi Dijital Gorünt ntüleme (Radyografik ve floroskopik) CT Rehberligi (Cone Beam CT, CT-on rails,mvct) Belirtec lokalizasyonu, belirtec izleme (fudicial belirtec,coils,infrared,clips) 11

12 Ne Zaman IGRT? Hareketli hedef Pozisyon Tümörün n küçük üçülmesi yada büyümesib Tümör şeklindeki değişiklikler iklikler ve çevre dokular 12

13 Tedavi Sırasında Set Up Hatası ve Organ Hareketi Konturlar tedavi planinin yapildigi CT üzerinde cizilmis ve referans BB belirtec ile set up kontrolu 13

14 Cilt belirtecleri ile kontrol edilerek tedavi edilen hastalarda prostat hareketleri AP movement (mean+/-1sd) Positions (mm) Patients Systematic 1SD = 3.7 mm Random 1SD = 3.3 mm 14

15 Anatomideki degisikliklerin dozimetrik etkisi (Pat07, Average Rectal Wall DVH +/- 1SD) % Rectal Wall Volume 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Average Planning Dose (cgy) 15

16 % Bladder Volume 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Anatomideki degisikliklerin dozimetrik etkisi (Pat07, Average Rectal Wall DVH +/- 1SD) Average Planning Dose (cgy) 16

17 yılları arasında IGRT kullanılarak tedavi edilen klinik lokalize prostat kanserli olgular ile yillari arasinda IGRT kullanılmadan IMRT ile tedavi edilmiş olgular toksisite ve tümör kontrolu açısından karşılaştırılmış. N=186 hasta ( IMRT-IGRT ( fiducial belirtec, gunluk KV goruntu) N(cohort) =190 hasta (IMRT) ( sadece fuducial belirtec) Total Doz: 86.4 Gy Median Izleme: 2.8 yıl ( range 2-6 yil) 17

18 Fig. 1. Comparison of actuarial likelihood of grade 2 or higher late urinary toxicity for patients treated with image-guided radiotherapy (IGRT) to 86.4 Gy vs. intensity-modulated radiotherapy Gec üriner toksisite oranı : %10.4 IMRT IGRT % 20 IMRT 18

19 Fig. 2. Comparison of prostate specific antigen relapse-free survival outcomes between patients treated with image-guided radiotherapy (IGRT) to 86.4 Gy and those treated with intensity-modulated radiotherapy to the same dose level Tümör kontrol oranı: Düşük risk ve orta risk grubunda anlamlı bir fark yok Yüksek risk grubunda %97 (IMRT IGRT) %77.7 (IMRT) p=

20 Sonuç: : IMRT-IGRT IGRT ile tedavi edilen olgularda yüksek risk grubunda tümör t r kontrol oranı IGRT uygulanmayanlara göre g daha yüksektir. y IMRT-IGRT IGRT kullanılan lan olgularda geç üriner toksisite oranı kullanılmayanlara lmayanlara göre g daha azdır. 20

21 ÖZETLE (Prostat için) i in) Sistematik hatalar random hatalarla benzerdir veya daha büyüktür Hergün n IGRT yapılmas lması uygun olacaktır Planlama CT si tedaviden alınan CT ile aynı olmayabilir. DVH de rektum ve mesane de büyükb belirsizlikler vardır. r. Radyoterapi sırass rasında prostat glandında nda olan hacim değişiklikleri küçük üçüktür r ve klinik olarak anlamlı bir etkisi yoktur. 21

22 Bas Boyun Tedavisinde Set Up Belirsizlikleri Planlanan İlk Fraksiyon Son Fraksiyon Tümördeki küçülmeye bağlı olarak termoplastik maske bollaşmış ve tedavi sonunda alt boyun artık tedavi merkezinde değil 22

23 Planning Planning Daily Daily Figure 8. Examples of anatomy rotation between the planning CT (first row) and the daily CT (second row). The axial CT images shown on the left indicate a roll in the patient s head; the coronal CT images on the right show yaw (rotation of the spinal column). 23

24 Planlanan CT Günlük CBCT planlamada çizilen kontur ile kontrol 24

25 Radyoterapi sırass rasında anatomik değis isiklikleriklikler Planlanan CT RT nin 3. haftasi 25 Barker et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2004;59:

26 Anatomik Değişiklikler iklikler Planlanan CT RT sirasinda RTOG H0022 Case CTV havada!!!!! 26

27 OZET; H&N Hastalari Setup belirsizlikleri geleneksel port film ile bulunan belirsizliklerden daha büyük. b Boyundaki kemikler rijit degil. H&N anatomisinde farklı kısımlarda yapılan kaydırmalar kaygı verici ( C2 eşleştirildiğinde inde C6 eşleşmez) Immobilizasyon tekniği i cok önemli. Sistematik belirsizlikler rand ndom belirsizliklerden büyükb Adaptive radyoterapi 27

28 NİÇİN N 3D IGRT Çoğu u tedavi IMRT, Volumetrik arc tedavi olma yönunde-hatta palyatif olgular bile-örn: 2.seri ışınlama Eger IMRT veya VMAT teknigi kullanılıyorsa IGRT mutlaka kullan lanılmalıdır. IMRT nin gerekçesi esi yüksek y doz gradienti oluştururken kritik dokuları korumak IGRT kullanılıyorsa yüksek y doz güvenle g verilebilir Daha küçük üçük k set up marjı kullanılab labilir 28

29 2D görüntg ntüleme Hacim bilgisi elde etmede yetersizdir. Düşük k radyasyon dozu 3D IGRT Daha yüksek y görüntg ntü kalitesi Daha yüksek y radyasyon dozu? Doktorun tedavi sırass rasında extra vakit ayırmasi gerekli 29

30 N=36 prostat kanserli olgu fraksiyon (Nisan( 2007 Nisan 2007-Ekim 2008 arasinda) 1244 fraksyonda fudicial belirtec KV goruntu 286 fraksiyonda (%23) CBCT Sonuc: Fudicial belirtec ve KV ile CBCT ile kontrol edilen tedavilerde bulunan siftler ile CBCT kullanilan tedaviler de bulunan siftler birbiri ile benzerdir. CBCT daha fazla zaman aliyor ve daha fazla doktir inputu gerekiyor 30

31 IGRT EK DOZ???? Antromorfik female fantom da TLD ile Bas&Boyun, gogus ve pelvis bolgesindeki 26 organin absorbe doz ve vucudun aldigi efektif doz olculmus. Standart mod CBCT, dusuk doz CBCT ve fan CBCT dozlari karsilastirilmis. 31

32 32

33 Fan CT kullanıld ldıgında standart moda gore dozlar daha düşük. d Alan içi i i cilt dozu ; Efektif Doz Bas boyun(4.5 cgy) ; 3.6 msv Göğüs s (3 cgy) ; 6.9 msv Pelvis (3 cgy) 10.7mSv 33

34 Sonuç: : Standart mod kullanıld ldığında ; Organ dozları: 4-6cGy /scan Efektif Doz: 10mSv (baş boyun) 24mSv(Göğüs) 35 fraksiyonda Gy kritik organ dozu, mSv efektif doz 2.kanser riski ----%3 %3-%4%4!!!!! 34

35 Prostat tedavisinde 35 fraksiyonda; Her gün g n standart mod CBCT kullanildiginda efektif doz 800mSv- ikincil kanser riski %4 Haftada bir standart mod CBCT kullanıld ldığında ikincil kanser riski %0.8!!! Bağı ğırsak ve rektum a a ilave doz Gy/35fr 35

36 Bas&Boyun tedavisinde; Hergun standart mod Lens( 2Gy/35fr),Brainstem(1.7Gy/35fr), Cord(1.4Gy/35fr) Kritik organ dozu tolerans doza yakınsa Ozellikle brainstem, cord gibi kritik organlarin alacagi ilave doz göz g önünde nde bulundurlmalı!!! 36

37 Her zaman düşük d k mas Baş boyunda hergün n CBCT kullanılacaksa lacaksa düşük d doz modu tercih edilmeli Yumusak doku görüntg ntülemesinde yüksek y mas kacınılmaz. Hekimler tedavi suüresinde CBCT kullanım sayısı arttıkca hastanın n alacagı dozunda arttığı ığını göz önünde nde bulundurmalı!!!!! 37

38 AMERİKAN HASTANESİ MD ANDERSON RADYASYON ONKOLOJİSİ MERKEZİ 2 Lineer Akselerator (Varian Trilogy, IX) IMRT Volumetric Arc Tedavi Extra cranial SRS Intracranial SRS (m3mlc,brainlab) 4D CT simülator ( Philips Brilliance Big Bore) IGRT OBI (KV görüntü CBCT, EPID) RPM 38

39 VARIAN OBI X-Isını kaynağı Görüntüleme paneli Robotik kollar Infrared kumanda Kontrol konsolu Uzaktan kumanda masa rotasyonu 39

40 VARIAN OBI/CBCT 40

41 VARIAN OBI/KV 3 Mod Radyografik anatomi ve belirtec birlestirme Cone beam CT (CBCT) Floroskopik 41

42 KV görüntg ntü alma (fluoro ve radiograpy) Referans görüntg ntü ve tedavide alınan KV görüntüsünü 2D/2D otomatik ve manuel esleştirme Referans görüntg ntü ile tedaviden alınan KV/MV görüntüsünü 2D/2D otomatik ve manuel eşleştirme 42

43 Belirtec EşleE leştirme CBCT Referans görüntg ntü ile tedavide alinan CBCT görüntüsünü 3D/3D otomatik ve manuel eşleştirme RPM (Respiratory position management) 43

44 OBI Ortogonal Görüntü-KV/KV veya gantrinin dönmesine gerek kalmadan AP MV ve lateral KV goruntusu alinarak KV/MV eşleştirme Masa pozisyonu ve açısı DRR ile KV/KV veya KV/MV ile eşleştirilerek edilerek düzeltilebilir 44

45 45

46 CBCT Hastanın tedavi pozisyonunda bir gantry dönüşüd ile 3D volumetrik data alarak tekrar birleştirme (reconstraction) yapabilme kapasitesi Tedavi planlamadan gelen referans CT görüntüsü ile tek bir gantry dönüşüyled tedavi pozisyonunda alinan CT görüntg ntüsün 3D/3D eslestirilmesi 46

47 projection 370 derece gantry rotasyon 65 sn acquisition Görüntü elde etme ve yeniden birleştirme suresi yaklasik 2.5 dakika Beam acisi 14 derece 47

48 Prostat Akciğer/GI Meme SRS Palyatif Diğer AMER ERİKAN HASTANESI MD ANDERSON RADYASYON ONKOLOJİSL SLİ MERKEZI IGRT UYGULAMASI 48

49 Prostat IGRT Protokolü Dolu mesane -Simulasyon esnasında nda mesane doluluğu ölçülür ve kaydedilir. -Tedaviden önce bladder scan ile kontrol edilir ve her tedaviye ayni dolulukla alınma nması sağlan lanır 49

50 Prostat IGRT Protokolü Tekrarlanabilir rektum dolulugu -Simulasyonda rectal balon 60 cc ılık k su ile doldurulur. Rektal balonlu ve balonsuz CT goruntuleri 50

51 Prostat IGRT Protokolü Belirtec eslestirmesi Simulasyondan gün g önce prostat içine i ine altın belirtec yerleştirilir. Tedaviden önce mutlaka mesane doluluğu bladder scan ile kontrol edilir Hergün n prostat içi i i belirteç eslestirmesi-kv Tedavinin ilk günüg ve izleyen günlerde haftada 1 CBCT 51

52 Prostat IGRT Protokolü 52

53 Prostat IGRT Protokolü 53

54 Shift Grafiği i (Prostat) 54

55 Akciğer IGRT Protokolü 4D CT simülasyon ITV marj Tedavinin ilk günüg ve izleyen günlerde g haftada bir CBCT Her gün n KV/KV görüntg ntü 55

56 Shift Grafiği i (Akciğer) 56

57 Meme IGRT Protokolü Sol Meme: Derin nefes tutma ile simülasyon(4d CT ve video based real time position management-breath hold teknigi) Tedavinin ilk günüg ve her hafta içi dış tangensiyel alanlardan MV görüntg ntü (EPID) Her gün g n içi tangensiyel alandan MV goruntu (EPID) 57

58 Sol Meme Breath Hold Set Up 58

59 Meme IGRT Protokolü 59

60 Shift Grafiği i (Meme) 60

61 SRS (İntrakraniyal( ve extrakraniyal) IGRT Protokolü Her gün n CBCT Her gün n KV/KV görüntg ntü eşleştirmesi 61

62 62

63 63

64 64

65 65

66 Palyatif Tedavinin ilk günüg CBCT Her gün n KV/KV veya KV/MV veya sadece MV 66

67 AAPM Task Group 58 Clinical use of electronic portal imaging: Report of AAPM Radiation Therapy Committee Task Group 58 Med. Phys ,, May 2001 Yoo et al A quality assurance program for the on-board imager Med. Phys ,, Now 2006 Dozlar AAPM Task Group 75 Cihaz kabul testleri 67

68 Güvenlik QA BASAMAKLARI Collision sensor ( günlg nlük k ) Mekanik Izocenter ve gantry rotasyon doğrulu ruluğu ( aylık k ) Görüntü geometrisi ( aylık k ) Elektoronik kaydırma 2D-3D 3D-MV-KV match( ( günlg nlük k ) Görüntü Kalitesi MV-KV KV-CBCT ( aylık k ) Data Transfer Backup Respiratory-gated QA 68

69 Collision sensors-interlock interlock (günl nlük) MV dedektör kv source kv dedektör Dedektör ön yan Kol Source ön yan arka Kol Dedektör ön yan 69

70 Izocenter&gantry rotasyonu ( aylık k ) Cihaz referansları kv source-dedektor MV dedektor Panel kalınl nlığı? 70

71 Image Geometri ( aylık k ) EPID-KV Mesafe Alan Açı 71

72 2D-3D 3D-MV-KV eşlestirme ( günlük ) Özel fantom Masa pozisyonları 1 cm Marker Software destekli dijital kaydırma 2D/2D, 3D/3D, MV-KV, Marker 72

73 73

74 EPID görüntg ntü kalitesi ( aylık ) Las Vegas Phantom Tedavide kullanılan lan uzaklıkta kta Kabul testleri referans alınacak 5 satır 3 sütuns 74

75 LEEDS Phantom Farkli cekim mode Testler: kv görüntg ntü kalitesi ( aylık k ) Low contrast sensivity High contrast resulotion Gray scale linearity Tolerans limit cihaz kabul? 75

76 Görüntü kalitesi CBCT (aylık) Catphan Phantom Multi slice CT Phantom 76

77 Görüntü Kalitesi CBCT(aylık) Farklı CT mode çekim Testler: CT Number Linearity Spatial Linearity High Contrast Resolution Low Contrast Resolution Image Uniformity Tolerans limit cihaz kabul? 77

78 Görüntü Kalitesi QA- Neden? 78

79 RPC gating QA Real Time Position System Akciger Meme Üst Batın(GI) İnfrared tracking camera Reflective marker Software software marker camera 79

80 RPC gating QA (her hasta icin) Özel fantom Izocenter kamera kalibrasyon ve kontrolu Linak beam on/off frekans aralık kontrolu 2sn beam on 4sn aralıkla 80

81 Katkilarindan dolayi Doç.Dr.U Dr.Uğur SELEK Dr.Yasemin BÖLÜKBAŞI Med.Fiz.Uzm Yücel Y SAĞLAM Tek.Aydın ÖZKAYNAK Seda GÜLEKG LEKİM Tek.Fırat AKIN Lei Dong,Phd Steve Kirsner, msc Med.Fiz.Uzm.Dr.Öznur znur Şenkesen Teşekk ekkürler 81

82 TEŞEKK EKKÜRLER MD MD Anderson Anderson Istanbul Istanbul 82