QUALITY ASSURANCE IN LINAC AND CYBERKNIFE.pptxSuryaSuganthan2
油
This document discusses quality assurance procedures for a linear accelerator (linac) and CyberKnife system. It outlines the various QA tools used, including phantoms for checking beam parameters like flatness, symmetry and output. Daily, weekly, monthly and yearly QA tests are described for parameters like lasers, optical distance indicator and radiation output. Tolerance levels are provided. Procedures for specific tests using tools like the Pentaguide and SunNuclear profiler are detailed step-by-step. Results of sample daily output and beam profile measurements are also shown.
1. ICRU Report 83 provides guidelines for prescribing, recording, and reporting intensity-modulated radiation therapy (IMRT). It emphasizes using dose-volume histograms and statistics like median dose to describe dose distributions.
2. The report outlines three levels of prescribing and reporting with increasing complexity. Level 1 involves basic 2D dose distributions while Level 3 incorporates more advanced metrics like tumor control probability.
3. Key volumes discussed include gross tumor volume, clinical target volume, planning target volume, and organs at risk. The report standardized how to account for uncertainties and patient motion when defining these volumes.
SOP CONFERENCE PROTOCOLS FOR BEGINNERSKanhu Charan
油
This document provides guidelines and standard operating procedures for stereotaxy radiosurgery and stereotactic body radiation therapy. It discusses patient selection criteria and protocols, simulation, treatment planning, quality assurance procedures, responsibilities of clinical team members, and patient follow-up. Standardized checklists and protocols are recommended to ensure safety and accuracy in patient localization, treatment planning and delivery for different anatomical sites. Strict quality assurance of equipment, imaging, treatment planning systems and patient-specific validation tests are essential parts of the procedures.
Difference between Nuclear Medicines and others imaging modalitiesMINANI Theobald
油
Nuclear medicines is a branch of medicines deal with the diagnosis and identification of disease. it is better than other medicine because it is more specifics to a given organ , tissues or cells. that is the reason why seems to provoque less harm and is better expressing the reality of disease
This document discusses Image Guided Radiation Therapy (IGRT). It begins by explaining that radiotherapy has traditionally used imaging for treatment planning and execution when the target is not on the surface. It then describes various IGRT technologies, dividing them into non-radiation based systems like ultrasound, cameras, electromagnetic tracking and MRI; and radiation based systems like EPID, CBCT, fan beam KVCT and MVCT. These systems provide improved target localization and allow for corrections. IGRT aims to reduce errors and improve precision of radiotherapy.
Image registraion is vital component in modern radiotherpay. Accuracy is important as output of image registraion process is input of another process in radiation therapy
1. The document discusses various aspects of intensity-modulated radiation therapy (IMRT) planning and delivery, including the use of inverse planning, optimization objectives and constraints, and different delivery methods like static field, dynamic field, tomotherapy, and VMAT.
2. It also discusses treatment volumes defined in ICRU 83 like gross tumor volume, clinical target volume, planning target volume, and organ-at-risk volumes. The document emphasizes using dose-volume histograms to specify dose rather than a single point.
3. Challenges with overlapping treatment volumes and the importance of evaluating the remaining volume at risk are also covered.
4D radiotherapy aims to account for tumor motion during radiation therapy by acquiring CT images over multiple phases of the breathing cycle (4D CT imaging) and using this information for treatment planning and delivery. It allows for more accurate targeting of tumors in organs affected by respiratory motion like the lungs. While 4D radiotherapy provides advantages over existing motion management techniques, there are still technological challenges and limitations like complexity, treatment time, and residual motion. Future work includes addressing these issues and further integrating 4D techniques with other advances in radiation oncology.
Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) is an advanced mode of high-precision radiotherapy that uses computer-controlled linear accelerators to deliver precise radiation doses to a malignant tumor or specific areas within the tumor by reducing radiation dose to the nearby normal tissues.
Three dimensional conformal radiation therapyDeepika Malik
油
Three Dimensional Conformal Radiation Therapy involves the following key steps:
1. Image acquisition using CT or MRI to obtain 3D anatomical information of the patient.
2. Target and critical structure delineation through image segmentation to define volumes of interest.
3. Treatment planning using a 3D planning system to design optimized beam arrangements and apertures that conform the dose distribution to the target volume while minimizing dose to surrounding tissues.
4. Plan evaluation using tools like isodose distributions, dose-volume histograms and color washes to evaluate the dose coverage of targets and sparing of critical structures before finalizing the plan.
"Early clinical factors associated with long-term impaired dysphagia-specific quality of life after free-flap reconstruction of oral cavity and oropharyngeal defects." Accepted for publication by 'Archives of Otolaryngology- Head and Neck Surgery'. Presented on Sunday, July 22, 2012 at the 8th International Conference on Head and Neck Cancer for the American Head and Neck Society in Toronto, CA, representing the UCLA Department of Head and Neck Surgery.
Medulloblastoma is the most common malignant pediatric brain tumor. It arises from early brain development cells and is treated aggressively with surgery, chemotherapy, and craniospinal radiation. Despite treatment, 30% of patients eventually die from the disease and survivors face significant long-term side effects. Current treatment involves risk-adapted radiation doses and chemotherapy based on clinical trials. Newer treatment approaches aim to reduce radiation doses and side effects through techniques like proton therapy.
This document provides an overview of various nuclear medicine imaging procedures, including the radiotracers used and their clinical applications. Some examples covered are 99mTc-HMPAO brain perfusion imaging for evaluating stroke and seizures, 99mTc-MIBI myocardial perfusion scanning for assessing heart disease, 99mTc-DMSA renal scanning in children to identify kidney abnormalities, and 99mTc sulfur colloid lymphoscintigraphy for detecting sentinel lymph nodes in cancers like melanoma. The document discusses the indications, protocols, and interpretations for many common nuclear medicine exams.
Surface Guided Radiotherapy for Accuracy, Volume Reduction, Real time Trackin...SGRT Community
油
1) Surface guided radiotherapy uses optical cameras to track the external surface of a patient in real-time during treatment and provides sub-millimeter accuracy for patient positioning and motion management.
2) The technique has been used at MSKCC for several clinical applications including frameless SRS for brain tumors, head and neck cancers, and deep inspiratory breath hold treatments for breast cancers.
3) Preliminary results found surface guided radiotherapy improved patient comfort for frameless SRS over framed SRS and doubled the treatment throughput. Motion tracking also ensured frameless SRS accuracy to within 1mm.
Accelerated partial breast irradiation (APBI) delivers radiation to only the area around the tumor bed after breast-conserving surgery rather than the entire breast. Several techniques for APBI exist including interstitial brachytherapy, intracavitary brachytherapy, intraoperative radiation therapy, and external beam radiotherapy. Studies show local recurrence rates and cosmetic outcomes with APBI are comparable to whole breast irradiation, though longer follow up is still needed before APBI can be considered the new standard of care for early-stage breast cancer patients.
This document summarizes the process of simulation for radiation therapy treatment planning from CT imaging to treatment verification. It describes how patient positioning is done using lasers during CT scanning and how the CT images are imported into the treatment planning system. It also explains how the treatment planning system localizes CT markers and defines the isocenter in machine coordinates for treatment. Finally, it summarizes the verification process of aligning the patient using digital reconstructed radiographs and portal images to ensure accurate treatment delivery.
This document summarizes key considerations for intensity-modulated radiation therapy (IMRT) treatment planning and dosimetry. It discusses beam modeling, dose calculation, inverse planning, and quality assurance. Accurate modeling of beam penumbra, multileaf collimator characteristics, output factors for small fields, and dose calculation algorithms are essential for ensuring dosimetric accuracy. Proper target and organ-at-risk delineation and appropriate margins are also important for effective IMRT planning.
Lars Leksell invented stereotactic radiosurgery in 1951 using an orthovoltage X-ray tube. In 1967, he invented the Gamma Knife which used 179 cobalt-60 sources. Pioneers like Lawrence, Kjellberg, and Steiner expanded radiosurgery's use of particle beams and gamma knives. By the 1980s, LINACs were being adapted for radiosurgery. In 1987, the first Gamma Knife was installed in the US at the University of Pittsburgh. Radiosurgery continued to be refined with techniques like optical tracking for increased flexibility.
This document discusses the importance of treatment verification in radiotherapy and outlines the process. It notes that even small errors can have negative consequences so treatment verification is essential to ensure the right dose is delivered to the right area. The key aspects of treatment verification are machine setup, monitor units, patient positioning and imaging by comparing images to references. Errors can be systematic from planning or random from daily variations; various methods are described to reduce errors and ensure treatments are accurately delivered.
Image registration and data fusion techniques.pptx latest saveM'dee Phechudi
油
Medical imaging is the fundamental tool in conformal radiation therapy. Almost every aspect of patient management involves some form of two or three dimensional image data acquired using one or more modality.
Image data are now used for diagnosis and staging, for treatment planning and delivery and for monitoring patients after therapy.
Chemotherapy is an important treatment option for both primary and secondary brain tumours. For primary brain tumours, temozolomide is often used in combination with radiation therapy for glioblastoma based on results from the landmark Stupp trial showing improved survival. Other drugs commonly used include carmustine, PCV regimen, platinum agents and targeted therapies such as bevacizumab are being investigated. Ongoing clinical trials are evaluating these agents in various settings and combinations to improve outcomes for brain cancer patients.
Difference between Nuclear Medicines and others imaging modalitiesMINANI Theobald
油
Nuclear medicines is a branch of medicines deal with the diagnosis and identification of disease. it is better than other medicine because it is more specifics to a given organ , tissues or cells. that is the reason why seems to provoque less harm and is better expressing the reality of disease
This document discusses Image Guided Radiation Therapy (IGRT). It begins by explaining that radiotherapy has traditionally used imaging for treatment planning and execution when the target is not on the surface. It then describes various IGRT technologies, dividing them into non-radiation based systems like ultrasound, cameras, electromagnetic tracking and MRI; and radiation based systems like EPID, CBCT, fan beam KVCT and MVCT. These systems provide improved target localization and allow for corrections. IGRT aims to reduce errors and improve precision of radiotherapy.
Image registraion is vital component in modern radiotherpay. Accuracy is important as output of image registraion process is input of another process in radiation therapy
1. The document discusses various aspects of intensity-modulated radiation therapy (IMRT) planning and delivery, including the use of inverse planning, optimization objectives and constraints, and different delivery methods like static field, dynamic field, tomotherapy, and VMAT.
2. It also discusses treatment volumes defined in ICRU 83 like gross tumor volume, clinical target volume, planning target volume, and organ-at-risk volumes. The document emphasizes using dose-volume histograms to specify dose rather than a single point.
3. Challenges with overlapping treatment volumes and the importance of evaluating the remaining volume at risk are also covered.
4D radiotherapy aims to account for tumor motion during radiation therapy by acquiring CT images over multiple phases of the breathing cycle (4D CT imaging) and using this information for treatment planning and delivery. It allows for more accurate targeting of tumors in organs affected by respiratory motion like the lungs. While 4D radiotherapy provides advantages over existing motion management techniques, there are still technological challenges and limitations like complexity, treatment time, and residual motion. Future work includes addressing these issues and further integrating 4D techniques with other advances in radiation oncology.
Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) is an advanced mode of high-precision radiotherapy that uses computer-controlled linear accelerators to deliver precise radiation doses to a malignant tumor or specific areas within the tumor by reducing radiation dose to the nearby normal tissues.
Three dimensional conformal radiation therapyDeepika Malik
油
Three Dimensional Conformal Radiation Therapy involves the following key steps:
1. Image acquisition using CT or MRI to obtain 3D anatomical information of the patient.
2. Target and critical structure delineation through image segmentation to define volumes of interest.
3. Treatment planning using a 3D planning system to design optimized beam arrangements and apertures that conform the dose distribution to the target volume while minimizing dose to surrounding tissues.
4. Plan evaluation using tools like isodose distributions, dose-volume histograms and color washes to evaluate the dose coverage of targets and sparing of critical structures before finalizing the plan.
"Early clinical factors associated with long-term impaired dysphagia-specific quality of life after free-flap reconstruction of oral cavity and oropharyngeal defects." Accepted for publication by 'Archives of Otolaryngology- Head and Neck Surgery'. Presented on Sunday, July 22, 2012 at the 8th International Conference on Head and Neck Cancer for the American Head and Neck Society in Toronto, CA, representing the UCLA Department of Head and Neck Surgery.
Medulloblastoma is the most common malignant pediatric brain tumor. It arises from early brain development cells and is treated aggressively with surgery, chemotherapy, and craniospinal radiation. Despite treatment, 30% of patients eventually die from the disease and survivors face significant long-term side effects. Current treatment involves risk-adapted radiation doses and chemotherapy based on clinical trials. Newer treatment approaches aim to reduce radiation doses and side effects through techniques like proton therapy.
This document provides an overview of various nuclear medicine imaging procedures, including the radiotracers used and their clinical applications. Some examples covered are 99mTc-HMPAO brain perfusion imaging for evaluating stroke and seizures, 99mTc-MIBI myocardial perfusion scanning for assessing heart disease, 99mTc-DMSA renal scanning in children to identify kidney abnormalities, and 99mTc sulfur colloid lymphoscintigraphy for detecting sentinel lymph nodes in cancers like melanoma. The document discusses the indications, protocols, and interpretations for many common nuclear medicine exams.
Surface Guided Radiotherapy for Accuracy, Volume Reduction, Real time Trackin...SGRT Community
油
1) Surface guided radiotherapy uses optical cameras to track the external surface of a patient in real-time during treatment and provides sub-millimeter accuracy for patient positioning and motion management.
2) The technique has been used at MSKCC for several clinical applications including frameless SRS for brain tumors, head and neck cancers, and deep inspiratory breath hold treatments for breast cancers.
3) Preliminary results found surface guided radiotherapy improved patient comfort for frameless SRS over framed SRS and doubled the treatment throughput. Motion tracking also ensured frameless SRS accuracy to within 1mm.
Accelerated partial breast irradiation (APBI) delivers radiation to only the area around the tumor bed after breast-conserving surgery rather than the entire breast. Several techniques for APBI exist including interstitial brachytherapy, intracavitary brachytherapy, intraoperative radiation therapy, and external beam radiotherapy. Studies show local recurrence rates and cosmetic outcomes with APBI are comparable to whole breast irradiation, though longer follow up is still needed before APBI can be considered the new standard of care for early-stage breast cancer patients.
This document summarizes the process of simulation for radiation therapy treatment planning from CT imaging to treatment verification. It describes how patient positioning is done using lasers during CT scanning and how the CT images are imported into the treatment planning system. It also explains how the treatment planning system localizes CT markers and defines the isocenter in machine coordinates for treatment. Finally, it summarizes the verification process of aligning the patient using digital reconstructed radiographs and portal images to ensure accurate treatment delivery.
This document summarizes key considerations for intensity-modulated radiation therapy (IMRT) treatment planning and dosimetry. It discusses beam modeling, dose calculation, inverse planning, and quality assurance. Accurate modeling of beam penumbra, multileaf collimator characteristics, output factors for small fields, and dose calculation algorithms are essential for ensuring dosimetric accuracy. Proper target and organ-at-risk delineation and appropriate margins are also important for effective IMRT planning.
Lars Leksell invented stereotactic radiosurgery in 1951 using an orthovoltage X-ray tube. In 1967, he invented the Gamma Knife which used 179 cobalt-60 sources. Pioneers like Lawrence, Kjellberg, and Steiner expanded radiosurgery's use of particle beams and gamma knives. By the 1980s, LINACs were being adapted for radiosurgery. In 1987, the first Gamma Knife was installed in the US at the University of Pittsburgh. Radiosurgery continued to be refined with techniques like optical tracking for increased flexibility.
This document discusses the importance of treatment verification in radiotherapy and outlines the process. It notes that even small errors can have negative consequences so treatment verification is essential to ensure the right dose is delivered to the right area. The key aspects of treatment verification are machine setup, monitor units, patient positioning and imaging by comparing images to references. Errors can be systematic from planning or random from daily variations; various methods are described to reduce errors and ensure treatments are accurately delivered.
Image registration and data fusion techniques.pptx latest saveM'dee Phechudi
油
Medical imaging is the fundamental tool in conformal radiation therapy. Almost every aspect of patient management involves some form of two or three dimensional image data acquired using one or more modality.
Image data are now used for diagnosis and staging, for treatment planning and delivery and for monitoring patients after therapy.
Chemotherapy is an important treatment option for both primary and secondary brain tumours. For primary brain tumours, temozolomide is often used in combination with radiation therapy for glioblastoma based on results from the landmark Stupp trial showing improved survival. Other drugs commonly used include carmustine, PCV regimen, platinum agents and targeted therapies such as bevacizumab are being investigated. Ongoing clinical trials are evaluating these agents in various settings and combinations to improve outcomes for brain cancer patients.
1. Podstawy planowania leczenia
w radioterapii
Cz II: Tworzenie planu leczenia
Tomasz Piotrowski1,2
1 Zakad Elektroradiologii, Wydz Nauk o Zdrowiu, Akademia Medyczna, Pozna
2 Zakad Fizyki Medycznej, Wielkopolskie Centrum Onkologii, Pozna
2. Metody napromieniania
Wykorzystane medium determinuje metod podawania dawki!
(Pomaraczowa ramka - obszar zainteresowa wykadu)
r坦doperacyjna
Teleterapie Hadronowe
TERAPIA RADIOIZOTOPOWA
Radioterapia
DART DART
IGRT IGRT
IMRT IMRT
3DCRT 3DCRT
X
2DRT X, e- 2DRT
1DRT 1DRT Tomoterapia
粒
Teleterapia
Akceleratorowa
RTG Co-60
TELETERAPIA
BRACHYTERAPIA
RADIOTERAPIA
3. Terapie klasycznymi akceleratorami
Geometria promieniowania podstawowe parametry:
- warto obrotu gowicy aparatu terapeutycznego wok坦 pacjenta,
- pozycja stou terapeutycznego,
- warto obrotu kolimatora (rotacja pola wok坦 osi wizki prom.),
- wielko p坦l terapeutycznych wizki promieniowania.
Wszystkie akceleratory stosowane w radioterapii wyposa甜one s we wska添niki
okrelajce wy甜ej wymienione parametry wizki terapeutycznej.
Z P(F) = P(FI) * F/FI
FI
a - o obrotu ramienia gowicy
a I
b - o centralna wizki promieniowania
I punkt izocentryczny Pole
b
FI odlego izocentryczna
F dowolna odlego od 添r坦da Z
P pole
W wikszoci aparat坦w terapeutycznych promieniowanie jest emitowane ze 添r坦da
w obszar o ksztacie ostrosupa o podstawie prostokta (ma charakter rozbie甜ny - wz坦r).
Wymiary bok坦w tego prostokta mo甜na zmienia, dziki czemu zmianie ulega wymiar
pola promieniowania (ruchome szczki - ograniczniki wizki).
4. Terapie klasycznymi akceleratorami
Geometria promieniowania metody SSD i izocentryczna
1 900
Metoda izocentryczna:
- odlego 添r坦do punkt centrowania
(izocentrum) zawsze taka sama; SSD1=FI-d1
- zmienna odlego SSD zale甜na FI
2
od gbokoci d; d1
d2 SSD2=FI-d2
- podstawowa metoda FI
w wielowizkowej terapii
wykorzystujcej promieniowanie
fotonowe (X,粒);
- wykorzystywana tak甜e w jednowizkowej
terapii fotonowej;
- NIE stosowana w terapii elektronowej.
5. Terapie klasycznymi akceleratorami 1
Geometria promieniowania metody SSD i izocentryczna
FI SSD1=FI
Metoda SSD:
d1
- odlego 添r坦do sk坦ra (SSD)
zawsze taka sama (SSD=FI);
- warunek SSD=FI uzyskiwany dziki
zmianie poo甜enia stou
terapeutycznego
- podstawowa metoda
2
w jednowizkowej terapii FI
wykorzystujcej promieniowanie
d2 SSD2=FI
fotonowe (X,粒) oraz w terapii elektronowej;
- BARDZO RZADKO stosowana
w wielowizkowej terapii fotonowej;
6. Terapie klasycznymi akceleratorami
Energia promieniowania terapeutycznego
Wyb坦r rodzaju i energii promieniowania uzale甜niony jest od lokalizacji
obszaru napromieniania w ciele pacjenta.
Najczciej stosowanymi energiami s:
dla promieniowania fotonowego 1.25 MV, 6 MV, 9 MV, 15 MV, 20 MV,
dla elektronowego 6 MeV, 9 MeV, 12 MeV, 15 MeV, 18 MeV, 21 MeV.
Podstawowe Co-60 X 6 MV X 20 MV E 6 MeV E 12 MeV E 18 MeV
parametry
wizki prom.:
20 cm
- rozkad dawki
wzdu甜 osi
centralnej
(PDG, TPR, TAR)
- rozkad dawki
w poprzek osi
Fotony Elektrony
centralnej (funkcja profilu)
7. Terapie klasycznymi akceleratorami
Geometria wizek czy istniej schematy geometryczne?
Geometria (wielko p坦l terapeutycznych oraz kt skrtu
gowicy i kolimatora akceleratora terapeutycznego wzgldem
ciaa pacjenta) wizek promieniowania oraz ich ilo
uzale甜nione s od anatomicznej lokalizacji napromienianego
obszaru (PTV) oraz narzd坦w krytycznych (OAR).
1. Planowanie leczenia oparte na wyznaczaniu wielkoci p坦l oraz iloci wizek
terapeutycznych na symulatorze RTG (planowanie 1D, 2D), w trakcie
kt坦rego niemo甜liwa jest tr坦jwymiarowa rekonstrukcja PTV, powinno opiera
si na szczeg坦owej znajomoci korelacji pomidzy anatomi kostn
pacjenta a rekomendowanym (informacje o rodzaju i stopniu zaawansowania
choroby) obszarem napromieniania.
W takim przypadku zalecane jest korzystanie z opracowanych schemat坦w
geometrycznych, na podstawie kt坦rych mo甜liwe jest uzyskanie hipotetycznie
optymalnych rozkad坦w dawek.
2. Planowanie tr坦j- (3DCRT, IMRT) bd添 czterowymiarowe (IGRT, DART)
powinno uwzgldnia nastpujce kroki: a/ wyb坦r adekwatnego schematu
geometrycznego (bd添 korelujcego z nim), b/ modyfikacja uwzgldniajca
indywidualne waciwoci napromienianego pacjenta.
8. Terapie klasycznymi akceleratorami
Gdzie szuka schemat坦w?
R坦甜nice pomidzy schematami NIE MOG wpywa na zmian obszaru
napromieniania, zasada napromieniaj jak chcesz byleby:
- poda jak najbardziej jednorodn dawk (95%-105%) na z g坦ry ustalony
obszar (r坦甜nice anatomiczne poszczeg坦lnych pacjent坦w mog jedynie
wpywa na fluktuacje anatomii pacjenta leczonego wzgldem anatomii
pacjenta idealnego)
- oszczdzi narzdy krytyczne (absolutne minimum - nie przekroczy dawki
tolerancji dla poszczeg坦lnych OAR)
Wybrane pozycje literaturowe:
1. 3-D Conformal Radiotherapy : A New Era in the Irradiation of Cancer.
James A. Purdy, John L. Meyer.
2. Principles and Practice of Radiation Oncology. Perez C A Brady L W
3. Clinical Radiation Oncology. Gunderson L L
4. Radiotherapy Physics In Practice. Williams J R Thwaites D I
5. Intensity Modulated Radiation Therapy. Webb S
6. Practical Radiotherapy Planning. Dobbs J Barrett A
7. Treatment Planning In Radiation Oncology. Khan F M Potish R A
9. Terapie klasycznymi akceleratorami
Wpyw technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia
promieniowaniem jonizujcym
Planowanie 1D (jednowymiarowe) obliczanie czasu niezbdnego do podania
okrelonej dawki (DZ) w okrelonym punkcie ciaa pacjenta.
Wymiarem jest o centralna wizki F
powietrze
promieniowania (CAX). napromieniany
powierzchnia
tkanka d1
orodek mikka
Istnieje mo甜liwo uwzgldnienia
niejednorodnoci orodka puco d2
detektowanej w osi wizki CAX.
tkanka d3
mikka
Obecnie stosowana jako przybli甜ona P
weryfikacja rozkadu dawki w CAX
dla nieskomplikowanych metod napromieniania.
10. Terapie klasycznymi akceleratorami
Obliczanie czas坦w napromieniania: (1) technika izocentryczna,
(2) technika SSD.
(1) (2)
t czas napromieniania pacjenta
Dzad dawka zadana na gbokoci d dla danej wielkoci pola w: 1 IZO; 2 SSD
Cs wsp坦czynnik zmiany mocy dawki od wielkoci pola Bok przybli甜ony = 2AB/(A+B)
Csd stosunek mocy dawki zmierzonej w warunkach referencyjnych (10x10cm, SCD) do mocy dawki
zmierzonej przy zastosowaniu wielkoci pola referencyjnego (10x10cm) oraz SCD = SCD - d
SSD odlego ognisko - sk坦ra pacjenta
d gboko, na kt坦rej zadano dawk
Dref moc dawki zmierzonej w technice SSD dla warunk坦w referencyjnych
Dmax moc dawki zmierzonej na gbokoci maksymalnej w technice SSD, w warunkach referencyjnych
TPR tissue phantom ratio
PDG procentowa dawka gbokociowa
SCD odl. ognisko-komora w warunkach ref. (1,25MV - 85cm, X6MV -105cm X15MV i X20MV - 110cm)
11. Terapie klasycznymi akceleratorami
Wpyw technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia
promieniowaniem jonizujcym
Planowanie 2D (dwuwymiarowe) obliczanie czasu niezbdnego do podania
okrelonej dawki (DZ) w okrelonym punkcie ciaa pacjenta. Mo甜liwo
dwuwymiarowej wizualizacji rozkadu dawki.
Ukadem dwuwymiarowym jest skan tomograficzny.
Uwzgldnienie niejednorodnoci orodka detektowanej
w paszczy添nie 2D oraz przyczynk坦w promieniowania
wt坦rnie rozproszonego w orodku (na paszczy添nie).
Obecnie stosowana jest jedynie metoda porednia (1.5 D)
opierajca si na punktowej kalkulacji dawki
z uwzgldnieniem nieregularnoci p坦l:
- uwzgldnienie oson w obliczeniu jednostek monitorowych,
- brak rozkadu dawek.
12. Terapie klasycznymi akceleratorami
Przykad: Metoda Irregular Planning (1.5D) Symulator RTG
1 dwa zdjcia RTG 2 okrelenie rozmiaru p坦l
3 ustalenie punktu RP 4 MLC i kalkulacja dawki
13. Terapie klasycznymi akceleratorami
Wpyw technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia
promieniowaniem jonizujcym
3DCRT (tr坦jwymiarowe konformalne) mo甜liwo tr坦jwymiarowej wizualizacji
obliczonego rozkadu dawki oraz statystycznej
interpretacji zale甜noci dawka narzd.
Uwzgldnia niejednorodnoci orodka
oraz promieniowanie wt坦rnie rozproszone
w orodku.
W celu konformalizacji rozkadu dawki (jak
najlepszego dopasowania izodozy
terapeutycznej zazwyczaj 95% do obszaru
napromieniania PTV) istnieje mo甜liwo
kontrolowanego zastosowania statycznych
modyfikator坦w rozkadu dawki tj: kliny,
kompensatory, osony indywidualne lub
statyczne MLC. Kontrolowane = podlegajce weryfikacji w trakcie planowania
14. Terapie klasycznymi akceleratorami
Wpyw technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia
promieniowaniem jonizujcym
IMRT (intensity modulated radiotherapy) w odr坦甜nieniu od 3DCRT rol
modyfikatora rozkadu dawki
spenia dynamiczny MLC,
modelujcy w trakcie
napromieniania ksztat 3D
pola terapeutycznego,
przez co modulowane jest 3DCRT
nat甜enie dawki pochanianej
w poszczeg坦lnych czciach
obszaru napromieniania i OAR.
IMRT
Dwie podstawowe metody:
- Dynamiczna (sliding window)
- Sekwencyjna (step & shot)
15. Terapie klasycznymi akceleratorami
Wpyw technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia
promieniowaniem jonizujcym
IGRT (image guided radiotherapy) techniki konformalne 3DCRT, IMRT dla
kt坦rych realizacja uo甜enia pacjenta na stole terapeutycznym jest weryfikowana
oraz (jeli zachodzi taka konieczno) automatycznie modyfikowana
bezporednio przed rozpoczciem seansu terapeutycznego. Istnieje tak甜e
mo甜liwo oceny ruchomoci wewntrznej obszaru napromieniania oraz OAR.
16. Terapie klasycznymi akceleratorami
Wpyw technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia
promieniowaniem jonizujcym
DART (dynamic adaptive radiotherapy) techniki konformalne 3DCRT, IMRT,
IGRT dla kt坦rych dziki synchronizacji periodycznych cykli fizjologicznych
determinujcych ruchomo wewntrzn obszaru napromieniania oraz
podzespo坦w akceleratora terapeutycznego sterujcych dynamik ruchu ukadu
kolimujcego MLC lub bramkujcych emitowane promieniowanie jonizujce
mo甜liwe jest napromienianie zredukowanego (o ruchomo wewntrzn)
obszaru napromieniania.
IMRT DART
18. Schematy frakcjonowania dawki
Biorc pod uwag czynniki biologiczne guza i zdrowych tkanek
oraz fizyczne i techniczne parametry napromieniania dobiera si najbardziej
optymalny spos坦b frakcjonowania dawki.
Dlatego te甜 istnieje szereg metod frakcjonowania dawki,
spor坦d kt坦rych za klasyczne uwa甜a si:
- regularne napromienianie jedn dawk frakcyjn 1.8 2.5 Gy dziennie,
- pi razy w tygodniu,
- do dawki cakowitej, kt坦rej warto zale甜y od typu i zaawansowania guza
nowotworowego.
Przykady
CA Mammae:
1) 1.8Gyx28fr->50.4Gy 2) 2Gyx25fr->50Gy 3) 2.25Gyx20fr->45Gy 4) 2.5Gyx17fr->42.5Gy
CA Recti:
1) RT przedoperacyjne: 5Gyx5fr->25Gy 2) RT pooperacyjne: 1.8Gyx28->50.4Gy (IIEtapy)
NSCLC:
1) nieoperacyjny: 2Gyx30(33)fr->60(66)Gy (I lub II Etapy) 2) pooperacyjny: 2Gyx27fr->54Gy
19. Algorytmy kalkulacji rozkadu dawki
Rodziny algorytm坦w wizek elementarnych (pencil beams).
- Podstawa: Teoria Fermiego-Eygesa wielokrotnego rozpraszania Coulombowskiego.
- Bazuj na rozwizaniu Eygesa r坦wnania transportu otrzymanego przy zao甜eniu,
甜e elektrony podlegaj rozproszeniom pod maymi ktami.
- Rozkad Gaussa opis rozkad坦w ktowego i przestrzennego wizki elementarnej
- Szeroko rozkad坦w - funkcja zdolnoci rozpraszania promieniowania w orodku.
Algorytmy wizek elementarnych uwzgldniaj w uproszczony spos坦b:
- charakterystyk wizki padajcej,
- dominujce efekty oddziaywa, zbi坦r wizek elementarnych
tworzcych wizk terapeutyczn
- ksztat pola napromieniania G
oraz skad orodka. kolimatory
F elektronowe
Model Hogstroma:
Najbardziej popularna metoda
wizek elementarnych
sk坦ra
propagacja elementarnej
gdzie: tkanka mikka
wizki elektron坦w
puco
Wizka elementarna promieniowania elektronowego
20. Algorytmy kalkulacji rozkadu dawki
Algorytmy uwzgldniajce niejednorodno orodka - algorytmy poprawkowe
1. Metoda efektywnej gbokoci (effective depth method)
添r坦do
Punkt p le甜y w osi wizki promieniowania SSD
na gbokoci d=d1+d2+d3 Powietrze
Powierzchnia
Nale甜y zaznaczy, 甜e promieniowanie aby Orodek d1
dotrze do punktu p musi pokona obszar
Puco d2
tkanki mikkiej o gstoci zbli甜onej do gstoci
wody =1, nastpnie obszar w pucu o gstoci
mniejszej od gstoci wody =0.3
d3
oraz ponownie obszar tkanki mikkiej.
p
Dlatego efektywna gboko na jakiej znajduje si punkt p mo甜na wyrazi:
deff = di* i
Wsp坦czynnik korekcyjny dawki uwzgldniajcy niejednorodno gstoci orodka:
CF = (SSD + d)2 / (SSD +deff )2
SSD - odlego 添r坦do-powierzchnia, d - fizyczna gboko punktu pomiaru dawki,
deff - efektywna gboko punktu pomiaru dawki.
21. Algorytmy kalkulacji rozkadu dawki
Algorytmy uwzgldniajce niejednorodno orodka - algorytmy poprawkowe
2. Metoda efektywnego osabienia wizki promieniowania (effective attenauation)
W celu uwzgldnienia korekcji niejednorodnoci gstoci orodka wprowadzimy
wsp坦czynnik korekcji, kt坦ry przyjmuje wyra甜enie:
CF = Dniejednorodny / Djednorodny
Dniejednorodny - dawka w punkcie pomiaru w fantomie niejednorodnym,
Djednorodny - dawka w tym samym punkcie w fantomie wodnym.
Wizka promieniowania w wodzie ulega osabieniu co mo甜na wyrazi:
D = D0 * e-袖d
d - gboko pomiaru dawki,
袖 -liniowy wsp坦czynnik osabienia,
D0 pocztkowa warto dawki.
Ostatecznie wsp坦czynnik korekcji przyjmuje posta:
CF = e -袖(d-deff)
22. Algorytmy kalkulacji rozkadu dawki
Algorytmy uwzgldniajce niejednorodno orodka - algorytmy poprawkowe
3. Metoda Tissue Air Ratio
CF = TAR(deff ,r) / TAR(d,r)
4. Metoda Power Law (Batho) i zmodyfikowana metoda Batho
- Metody uwzgldniajce oddziaywanie promieniowania z materi (przyczynki
od wt坦rnie rozproszonego promieniowania jonizujcego) ze szczeg坦lnym
uwzgldnieniem obszaru build-up i energii promieniowania.
- Droga przebyta przez promieniowanie podzielona jest na N warstw o gruboci 1cm.
CF= KN * TAR (dm,A)(袖m -袖m-1 )/袖0
A - wielko pola,
袖m - liniowy wsp坦czynnik osabienia dla m-tej niejednorodnej warstwy,
袖0 - liniowy wsp坦czynnik osabienia dla wody,
dm- odlego pomidzy punktem siatki a granic m-tej niejednorodnej warstwy,
KN - stosunek masowego wsp坦czynnika absorpcji dla N-tej warstwy i masowego
wsp坦czynnika absorpcji dla wody: KN =(袖en /)N / (袖en /)
Metoda zmodyfikowana Batho jedynie opadajca cz krzywej TAR:
CF= KN * TAR (dm+Dmax,A)(袖m -袖m-1 )/袖0
23. Algorytmy kalkulacji rozkadu dawki
Siatka kalkulacji czynnik determinujcy dokadno kalkulacji rozkadu dawki
Powszechnie stosowane wielkoci: 1.25 mm, 2.50 mm, 5.00 mm, 10.00 mm
Siatka kalkulacji 2.5 mm Siatka kalkulacji 5 mm Siatka kalkulacji 10 mm
24. Algorytmy kalkulacji rozkadu dawki
Metody Monte Carlo
- Los czstki elementarnej (np. elektrony) bd添 kwantu promieniowania fotonowego
symulowany jest od momentu narodzin (kreacji) poprzez oddziaywanie jej ze
rodowiskiem, w kt坦rym si rozprzestrzenia a甜
do mierci (cakowitej utraty energii);
- Poprawno metod Monte Carlo uzale甜niona jest
jedynie od dokadnoci wyznaczenia poszczeg坦lnych
prawdopodobiestw opisujcych rodzaje oddziaywania
fotonu/elektronu z orodkiem rozpraszajcym.
Podstawowe metody:
- Macro MC
- Voxel MC
Stosowane kody:
- PENELOPE gdzie:
- EGSnrc
- MCNP
- BEAM
25. Metody planowania forward & inverse planning
Forward planning
- Planowanie:
2D, 3D, 3DCRT, proste przypadki planowania IMRT technik step and shot
- Polega na optymalizacji rozkadu dawki statycznymi akcesoriami
wykorzystywanymi jako modyfikatory rozkadu dawki:
statyczne MLC, osony indywidualne i standardowe, kompensatory, kliny
- Proces optymalizacji przebiega wg schematu: 1/ wyb坦r zestawu akcesori坦w
lub/i procedur modyfikujcych rozkad dawki; 2/ weryfikacja uzyskanego
rozkadu dawki; 3/ akceptacja lub powr坦t do punktu pierwszego.
Inverse planning
- Planowanie: IMRT, IGRT, DART
- Proces odwrotnego planowania rozkadu dawki. Definicja (przez osob
planujc) statystycznych parametr坦w dawki w poszczeg坦lnych OAR oraz
obszarze napromieniania inicjuje komputerowy proces wyszukiwania
najbardziej optymalnej sekwencji ruchu poszczeg坦lnych listk坦w MLC pynnie
(sliding window) bd添 skokowo (step and shot) zmieniajcych swoj pozycj
w trakcie napromieniania.
W obu przypadkach geometria promieniowania (ilo wizek i ich orientacja
przestrzenna) ustalane s rcznie przez osob planujc.
26. Normalizacja
Metody normalizacji:
1. Systemowa (No normalization);
2. W izocentrum;
Ka甜da z powy甜szych odbywa si
3. Na okrelon izodoz;
wzgldem normalizacji systemowej
4. Objtociowa.
Jak patrze na przykady na kolejnym slajdzie?
punkt izocentryczny
jednostki
monitorowe,
dawki
referencyjne
28. Forward planning
krok po kroku
na przykadzie NSCLC
Pojcia:
punkt lokalizacyjny, geometria promieniowania,
modyfikatory rozkadu dawek
29. Przyjrzyjmy si danym
NSCLC:
planowanie 3DCRT; frakcjonowanie 2Gy x 30fr do 60Gy;
obszar napromieniania: PTV (CTV+(x,y):1cm/(z):2cm); narzdy krytyczne: puca,
rdze krgowy, serce.
Oczekiwana jednorod-
no w PTV: 95-107%
Dawki krytyczne:
Rdze Dmax<50Gy
Puca Dmean~<20Gy
30. Punkt lokalizacyjny
Odszukanie koordynat (x, y, z)
punktu lokalizacyjnego.
Punkt lokalizacyjny znacznik
zlokalizowany na sk坦rze. Na podstawie
przesuni (x, y, z) utworzonego planu
leczenia wzgl. koordynat punktu
lokalizacyjnego, lekarz odwzorowuje
plan leczenia na pacjencie
(weryfikacja symulacyjna RTG).
45. Metody optymalizacji ksztatu izodozy
Filtry automatyczne - modyfikatory wizki w ksztacie klina zbudowane
z materiau o du甜ej gstoci (stal, mosidz, stop oowiu)
Kliny dynamiczne - wykorzystuj mo甜liwo przesuwania jednej z szczek
kolimatora w trakcie napromieniania.
Kt nachylenia klina - kt nachylenia izodozy (linii jednakowej dawki) na
okrelonej gbokoci (zwykle 10cm) do prostej prostopadej do CAX.
W praktyce wykorzystuje si kliny: 10o,15o, 20o,25o, 30o, 45o, 60o
A
Q
B
150 300 450
46. Prekalkulacja # 5 ocena rozkadu dawki
Algorytm:
Pencil Beam + Modified Batho
Siatka kalkulacji: 2.5 mm
Szybka ocena:
Jednorodno dawki w PTV
Dawka max w rdzeniu
Dawka rednia w pucach
Ocena szczeg坦owa:
Wnioskowanie statystyczne
53. Adaptacyjne planowanie tomoterapeutyczne
Przypadek: obszar H&N, Dtot - 70Gy OAR - m坦zg, rdze krgowy, linianki
Wyjtkowo: weryfikacyjne wykonywanie skan坦w TK w trakcie napromieniania
oraz proces automatycznej rekalkulacji dawki na skanach weryfikacyjnych
umo甜liwia realn ocen dawki w obszarze napromieniania oraz OAR.
Ponadto pozwala podj decyzj (jeli zachodzi taka konieczno) o
re-optymalizacji planu leczenia (wykonywanej metod inverse planning) oraz
kumulacji dawki weryfikacyjnej i por坦wnaniu jej z dawk pierwotnie zaplanowan
DVH pierwotny (linia ciga) DVH pierwotny (linia ciga)
DVH dla 1 frakcji (linia przerywana) DVH dla 15 frakcji (linia przerywana)
54. Adaptacyjne planowanie tomoterapeutyczne
Przypadek obszar gowy i szyi (H&N), Dawka cakowita 70Gy
OAR m坦zg, rdze krgowy, linianki
1. Obszary o znaczcych r坦甜nicach pomidzy rozkadem D pierwotnej a rozkadem zweryfikowanym
2. Re-optymalizacja z uwzgldnieniem ROI znaczco r坦甜nicych si rozkadem D pierwotnej i weryf.
3. DVH por坦wnujcy pierwotny rozkad dawki ze skumulowanym rozkadem weryfikacyjnym