Radyoterapi Tedavi Planlama İşlemleri ve Tedavi Planlarının Değerlendirilmesinde Kullanılan Kavramlar, Tanımları Doç.Dr. Bahar Dirican GATA Radyasyon Onkolojisi AD 21 Mart 2015 Ankara 13 Haziran 2015 İzmir Medikal Fizik Derneği Eğitim Toplantısı
Radyoterapi Radyoterapi İyonlaştırıcı Radyasyon Radyoterapi Cerrahi Kemoterapi
Radyoterapi Tedavi edici radyasyon Fiziksel temel Biyolojik temel
Radyoterapinin Amacı Tanımlanmış tümör hacmine yüksek doğrulukla ölçülmüş maksimum homojen radyasyon dozu Tümörü çevreleyen sağlıklı dokuya en az zarar
Radyoterapi Son yüzyılın ikinci yarısında radyoterapi teknolojisi diagnostik görüntüleme ve bilgisayar bilimlerindeki yenilik ve gelişmeler radyoterapinin rutin pratiğini büyük ölçüde modifiye etmiş radyoterapi vermede ve sonuçlarında önemli ilerlemelere yol açmıştır. (Bernier et al.,)
Radyoterapi Ağır metal bloklar yerine ÇYK lerin dizaynı alan şekillendirmede kolaylık sağladı. Üç boyutlu tedavi planlama, özellikle beyin tümörleri için coplanar olmayan demetler ile tedavi planlama ve doz verilmesini olanaklı yaptı. Coplanar olmayan demetlerin kullanımı hastanın integral dozunun artması eğilimi nedeniyle gövde tedavi planlamalarında daha az kullanılır.
Radyoterapi Lineer Hızlandırıcıların çoğunda elektronik portal görüntüleme hasta pozisyonunu doğrulamak için kullanıldı.böylece planlanan ve verilen doz arasındaki uyum arttı.
Radyoterapi BT taramalarının dijital simülasyon veri setinden tedavi ile aynı geometride hastanın görüntüleri olan DRR (Digitally reconstructed radiographs) görüntüler elde edildi. DRR görüntüler hasta tedavi pozisyonunu doğrulamak için tedavi sırasında elde edilen x ışını görüntüleri ile karşılaştırıldı. DRR görüntüler özellikle coplanar olmayan demetler için değerlidir.
Digitally Reconstructed Radiographs DRR görüntü
Radyoterapi Bütün bu yeni teknik buluşlar tümöre daha doğru tedavi vermeyi sağladı. Potansiyel olarak daha yüksek tümör dozları artan lokal tümör kontrolü çevreleyen normal dokuda azalan dozlar sağlanıldı.
Radyoterapi 3 Boyutlu planlama teknikleri ve özellikle alan şekillendirme sistemleri hedef hacme yakın normal doku hasarını azaltmada kullanıldı. 3D-CRT konvansiyonel yaklaşım ile karşılaştırıldığında daha fazla tedavi alanı kullanır hedefe bitişik normal doku dozunu azaltır fakat genellikle geçtiği doku hacmini artırır.
Lineer Hızlandırıcı
Derin doz eğrileri
İzodoz eğrileri A: 200 kvp SSD=50 cm HVL=1 mm Cu 10x10 cm 2 alan B: Co-60 SSD=80 cm 10x10 cm 2 alan C: 4 MV X-ray SSD=100 cm 10x10 cm 2 alan D: 10 MV X-ray SSD=100 cm 10x10 cm 2 alan
İzodoz eğrileri 10x10 cm 2 alan A=7 MeV B=12MeV C=18 MeV Elektron Işını
Tedavi Kazancı 100 100 Tümör kontrol olasılığı (%) Normal doku komplikasyon olasılığı (%) 0 0 Doz (Gy) Duyarlaştırıcılar Kemoterapi Oksijen Hipoksik hücre duyarlaştırıcıları tedavi kazancı Koruyucular 3-B konformal radyoterapi YART(IMRT) Radyoprotektörler
Radyoterapi İşlemleri Sabitleme Görüntüleme Planlama Simülasyon Set-up ve doz verme
Sabitleme
Görüntüleme BT MRG USG PET Görüntü Füzyonu (BT-MRG ve PET-BT)
Görüntüleme BT görüntüsü PET görüntüsü BT/PET görüntüsü
Görüntüleme GTV Bir teknikten fazlası kullanılabilir Yeni görüntüleme teknikleri GTV boyutunu arttırabilir Mammogram Meme US GTV şekil ve boyutu görüntüleme tekniğine göre değişebilir Meme MRG
Füzyon BT ve PET görüntüleri füzyon öncesi füzyon sonrası
Görüntüleme Görüntü füzyonu ile GTV tanımı BT MRG
Planlama İleri Planlama ( Konvansiyonel, Forward ) Radyasyon demetleri seçilir. İstenilen doz dağılımı için deneme yanılma yolu ile demet dizilişleri ve sayıları değiştirilip optimize edilir. Ters Planlama ( Inverse, Backward ) PTV ve kritik organlar istenilen doz dağılımı sisteme girilir, yazılım, bunun için gerekli demet dizilişlerini, sayısını ve hesaplamalarını yapar.
Hedef Hacım Tanımı 1993 ICRU 50 Hacımlar (3 boyutlu görüntüleme, hedef hacım tanımlamaları, riskteki organ) 1999 ICRU 62 Sınırların tayini 2003 BIR Geometrik belirsizlikler 2010 ICRU 83 IMRT için tanımlamalar
ICRU raporları-foton demet tedavisi için tanımlar
Hedef Hacım Tanımı
Hedef Hacimler Pay dokuların şeklini çizmek ve belirsizlikleri hesaba katmak için bir tampon sağlar. CTV, GTV yi ve tümörün mikroskopik uzanımlarını içerir. PTV, CTV ye organ hareketi ve setup hataları için pay eklenmesi ile oluşur. OAR için konum, hareket ve anatomik değişiklikler için paylarla planlanan riskteki organ hacmi (PRV)
Hedef Hacım Tanımı Tedavi Edilen Hacım Işınlanan Hacım Klinik Hedef Hacım Görüntülenebilir Tümör Hacmı Planlanan Hedef Hacım
Organ hareketleri Rastgele: barsak, prostat Düzenli: akciğer,gırtlak
Organ Hareketleri Tümor Aksiyal kesit Tumor Bazı hareketler Anterior / Posterior Bazı hareketler Superior / Inferior Tüm tümör hareketleri Komplekstir
DVH
DVH İki tip DVH vardır. 1.Direkt (veya diferansiyel) DVH 2.Kümülatif (veya İntegral) DVH En az verilen dozu alan ve doza karşı çizilen hacim
Hedefin ideal diferansiyel ve kümülatif DVH i Hedefteki doz dağılımı homojen ise
Gerçekte doz dağılımı hedef hacminde homojen değildir. bazı kısımları düşük, bazı kısımları yüksek doz alır. Hedefin DVH i
DVH Vd :En az D soğurulan dozunu alan hacim Hedef hacim için özellikler Ortalama doz : Davg Median doz :D%50 Dv :İlgilenilen hacmin v kesrinde soğurulan doz
Doz hacım histogramları 3boyutlu doz dağılımları ilgilenilen tanımlanan hacimde 1 boyutlu basit eğrilere indirgenir.
Hesaplama ve yorumlama Diferansiyel(true)histogram Doz dağılımı ve tanımlanan VOI ------ Diferansiyel(true)histogram
Hesaplama ve yorumlama Kümülatif doz hacim histogramı Diferansiyel DVH----- toplama -----Kümülatif DVH
Hesaplama ve yorumlama Kümülatif DVH in yorumlanması Bütün DVH ler Hedef için DVH Anatomiler için DVH
Hedefin DVH i Tanımlanan dozun en az %90 nını alan tedavi edilen akciğer tümörünün DVH i
3 Boyutlu Konformal Akciğer tümörü tedavisinin DVH ine örnek
EUD Equivalent Uniform Dose Plan değerlendirme için kullanılan fiziksel karakteristiklere ek olarak biyolojik parametreler; EUD gibi değerler artarak kullanılmaktadır. EUD aynı biyolojik etkiyi yaratan homojen dozdur.
EUD di diferansiyel DVH de bir nokta M voksellerin maksimum sayısı n her organ için doz yanıtının hacimsel bağlılığını tanımlayan parametre Küçük n EUD yi maksimum doza götürür. n=1 iken EUD mean dozdur.
Simultane Integrated Boost(SIB) İki hedef iki doz seviyesi ile tedavi edilir.
PTV ler PTV lerin DVH leri farklı n değerlerinden etkilenir.
Rektal duvar
Çok YAPRAKLI KOLİMATÖR (MLC)
Konformal Radyoterapi Geometrik olarak ışına şekil verir ve dokunun ışın gidiş yönüne dik düzlemde izdüşümünü oluşturur. Işın, genellikle homojen bir doz profiline sahiptir (sabit doz) Konformal Işın doz profili: - Düz doz profili (sabit doz)) Yoğunluk Ayarlı Radyasyon Terapisi doz yoğunluğu doku boyunca değişir. Yoğunluk Ayarlı doz profili: - Konformal ışın geometrisi - Düz olmayan (modulated) doz profili
Segmental IMRT Statik Step-and-Shoot Method Shoot Shoot Segment 1 Segment 2 Shoot Shoot Segment 3 Segment 4
RT ile IMRT Karşılaştırması 3-alan RT Işın profili 1 3-alan IMRT Doz yoğunluğu Önceden belirlenen doz (tipik dağılım) RO RO PTV PTV Işın profili 2 Işın profili 3 IMRT ile doz dağılımı hedefte gerçekleşirken Risk Organ Maximum korunur
3DCRT ve IMRT arasındaki fark ICRU-83 2010
IMRT IMRT de çoklu doğrultulardan tümör içinde doz homojenitesi oluşturacak şekilde şiddeti modüle edilmiş demetlerin bir seti dizayn edilir. Konformalitesi üstündür. Özellikle konkav veya diğer kompleks şekilli hedef hacimlerin yakınındaki sağlam doku daha iyi korunur. IMRT eğer bir hacim içinde tanımlanan diğer bir hacmin tedavisi için gerekiyorsa üniform olmayan soğurulan doz dağılımlarını da daha kolay oluşturur. (concomitant boost ya da simultaneous integrated boost techniques)
Görüntü Rehberliğinde Radyoterapi (IGRT)
Dozun gösterilmesi 3-boyutlu doz dağılımının gösterimi tedavi planının hedef hacim ve normal yapılar hakkında en doğrudan ve bilgilendirici yöntemidir. Doz dağılımı analizinin diğer yöntemleri bunun yerine kullanılan ve bir bilgi kaybı olan yöntemlerdir.
Doz gösteriminin yöntemleri İzodoz konturları Renkli boyamalar İzodoz yüzeyleri
Doz gösteriminin yöntemleri
Renk skalaları Doz değerinin bir fonksiyonu olarak renk Devamlı renk dereceleri Zıt renk Hedef hacim içindeki düşük doz bölgelerini daha açık olarak gösterme
Renk skalaları Devamlı renk Zıt renk
Doz bantları Doz haritalarının renkleri Geniş (ve lineer)bant Dar(ve lineer olmayan) bant PTV içindeki heterojenite
Çoklu kesit gösterimi Birçok kesitin aynı anda gösterimi Ortogonal veya oblik kesitler bitişik kesitler
Plan kriteri 1.Hedefin kapsanması Homojenite düzeyi nedir? 2.Normal doku dozları Normal doku tolerans dozları nedir? 3.Plan kompleksliği 4. Çözümlerin çatışması 1,2 ve 3 te verilen kararlar arasındaki çatışma nasıldır?
2.Normal doku dozu Normal doku DVH i örneği Plan kriteri Normal doku için kriter 1.Maksimum doz 2.Mean doz 3.Maksimum veya doz hacim karakteristikleri 4.Biyolojik modeller
Plan kriteri Genel doz hacim parametreleri DV seçilmiş organın v hacminin(%/ ml) aldığı minimum doz(%/gy) Vd Seçilmiş organın en az d dozunu(%/gy) alan hacmi(%ml)
Plan kriteri Genel doz hacim parametreleri nelerdir?
Plan kriteri Homojenite indisleri 1 DMax seçilen hacimdeki maksimum dozdur. Dp tanımlanan dozdur. Hesaplanması kolaydır. Düşük doz bölgelerini gözden kaçırır. DVH in şekli ihmal edilir.
Plan kriteri Homojenite indisleri 2 D2, D98 dozları seçilmiş hacmin %2 si ve %98 inin aldığı dozlardır. Dp tanımlanan dozdur. DVH in şekli ihmal edilir. Hesaplanması kolaydır.
Plan kriteri Homojenite indisleri 3 Di, vi voxel i nin doz ve hacmi Dmean tüm hacimdeki mean doz V tüm hacim TPS sisteminden yardım almadan hesaplamak zordur. Tamamen DVH e dayanır.
Plan kriteri Konformite indeksi 1 Vd d izodozunun hacmi VT hedef hacmin hacmi Kolay hesaplanır Hedef kapsanmasını kontrol etmez
Plan kriteri Konformite indeksi 2 VT,d d dozu ile sarılan hedefin hacmi Vd d izodozunun hacmi Hesaplanması daha zordur. Hedef kapsanmasına duyarlıdır.
Plan kriteri Konformite indeksi3 Vt,d d dozu ile sarılan hedefin hacmi Vd d izodozunun hacmi VT hedef hacmin hacmi Hesaplanması çok komplekstir. Hedef kapsanması ve normal doku dozunun en iyi kombinasyonudur.
Plan kriteri Konformite indeksi - Klinik ilgi
Plan kriteri Plan kompleksliği Birçok nedene bağlı olarak rastgele kompleks bir plan pratik olmayabilir Bu nedenler, 1. Mevcut teknolojiler üzerindeki limitler 2.Tedavi süresi/hastalar 3.Klinik gözönünde bulundurmalar( palyatif tedaviler)
Plan kriteri Tanımlanan plan kriterleri Hedef kriteri Normal doku kriteri Fiziksel kriter Hedef boost - 78.6 Gy Brain stem - 54 Gy 3 mm setup belirsizliği Hedef- 68.4 Gy Optic structures - 50 Gy %3 BT belirsizliği Lenf düğümleri- 68.4 Gy Parotid gland - 35 Gy/%50 %95 PTV dozun Submandibular - 45 Gy/%50 %95 ile sarılacak
Teşekkür Ederim