W2_PLRT: TPS Magic World

56
Podstawy planowania leczenia w radioterapii Część II: Tworzenie planu leczenia Tomasz Piotrowski 1,2 1 Zakład Elektroradiologii, Wydz Nauk o Zdrowiu, Akademia Medyczna, Poznań 2 Zakład Fizyki Medycznej, Wielkopolskie Centrum Onkologii, Poznań

description

Pierwszy wykład z cyklu "Wstęp do planowania leczenia w teleradioterapii". Informacje podstawowe.

Transcript of W2_PLRT: TPS Magic World

Page 1: W2_PLRT: TPS Magic World

Podstawy planowania leczenia w radioterapii

Część II: Tworzenie planu leczenia

Tomasz Piotrowski1,2

1 Zakład Elektroradiologii, Wydz Nauk o Zdrowiu, Akademia Medyczna, Poznań 2 Zakład Fizyki Medycznej, Wielkopolskie Centrum Onkologii, Poznań

Page 2: W2_PLRT: TPS Magic World

Metody napromieniania

RADIOTERAPIA

TELETERAPIA

Teleterapia Akceleratorowa

Tomoterapia

DART IGRT IMRT

3DCRT 2DRT 1DRT

DART IGRT IMRT

Co-60

BRACHYTERAPIA

TER

AP

IA R

AD

IOIZ

OTO

PO

WA

3DCRT 2DRT 1DRT

RTG

Rad

iote

rapi

a Ś

ródo

pera

cyjn

a

Tele

tera

pie

Had

rono

we

γ

X, e- X

Wykorzystane medium determinuje metodę podawania dawki! (Pomarańczowa ramka - obszar zainteresowań wykładu)

Page 3: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Geometria promieniowania – podstawowe parametry: - wartość obrotu głowicy aparatu terapeutycznego wokół pacjenta, - pozycja stołu terapeutycznego, - wartość obrotu kolimatora (rotacja pola wokół osi wiązki prom.), - wielkość pól terapeutycznych wiązki promieniowania.

Wszystkie akceleratory stosowane w radioterapii wyposażone są we wskaźniki określające wyżej wymienione parametry wiązki terapeutycznej.

W większości aparatów terapeutycznych promieniowanie jest emitowane ze źródła w obszar o kształcie ostrosłupa o podstawie prostokąta (ma charakter rozbieżny - wzór).

Wymiary boków tego prostokąta można zmieniać, dzięki czemu zmianie ulega wymiar pola promieniowania (ruchome szczęki - ograniczniki wiązki).

Z FI

a

b

I a - oś obrotu ramienia głowicy b - oś centralna wiązki promieniowania I – punkt izocentryczny FI – odległość izocentryczna F – dowolna odległość od źródła Z P – pole

P(F) = P(FI) * F/FI

Pole

Page 4: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Geometria promieniowania – metody SSD i izocentryczna

Metoda izocentryczna:

- odległość źródło punkt centrowania (izocentrum) zawsze taka sama; - zmienna odległość SSD zależna od głębokości d;

- podstawowa metoda w wielowiązkowej terapii wykorzystującej promieniowanie fotonowe (X,γ); - wykorzystywana także w jednowiązkowej terapii fotonowej; - NIE stosowana w terapii elektronowej.

900

FI

FI

1

2

d2 SSD2=FI-d2

SSD1=FI-d1

d1

Page 5: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Geometria promieniowania – metody SSD i izocentryczna

Metoda SSD:

- odległość źródło – skóra (SSD) zawsze taka sama (SSD=FI); - warunek SSD=FI uzyskiwany dzięki zmianie położenia stołu terapeutycznego

- podstawowa metoda w jednowiązkowej terapii wykorzystującej promieniowanie fotonowe (X,γ) oraz w terapii elektronowej; - BARDZO RZADKO stosowana w wielowiązkowej terapii fotonowej;

FI

2

SSD2=FI d2

FI

1

SSD1=FI

d1

Page 6: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Energia promieniowania terapeutycznego

Wybór rodzaju i energii promieniowania uzależniony jest od lokalizacji obszaru napromieniania w ciele pacjenta.

Najczęściej stosowanymi energiami są: 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 parametry wiązki prom.:

- rozkład dawki wzdłuż osi centralnej (PDG, TPR, TAR)

- rozkład dawki w poprzek osi centralnej (funkcja profilu)

Fotony

Co-60 X 6 MV X 20 MV E 6 MeV E 12 MeV E 18 MeV

Elektrony

20 c

m

Page 7: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Geometria wiązek – czy istnieją schematy geometryczne?

Geometria (wielkość pól terapeutycznych oraz kąt skrętu głowicy i kolimatora akceleratora terapeutycznego względem ciała pacjenta) wiązek promieniowania oraz ich ilość uzależnione są od anatomicznej lokalizacji napromienianego obszaru (PTV) oraz narządów krytycznych (OAR). 1. Planowanie leczenia oparte na wyznaczaniu wielkości pól oraz ilości wiązek terapeutycznych na symulatorze RTG (planowanie 1D, 2D), w trakcie którego niemożliwa jest trójwymiarowa rekonstrukcja PTV, powinno opierać się na szczegółowej znajomości korelacji pomiędzy anatomią kostną pacjenta a rekomendowanym (informacje o rodzaju i stopniu zaawansowania choroby) obszarem napromieniania. W takim przypadku zalecane jest korzystanie z opracowanych schematów geometrycznych, na podstawie których możliwe jest uzyskanie hipotetycznie optymalnych rozkładów dawek. 2. Planowanie trój- (3DCRT, IMRT) bądź czterowymiarowe (IGRT, DART) powinno uwzględniać następujące kroki: a/ wybór adekwatnego schematu geometrycznego (bądź korelującego z nim), b/ modyfikacja uwzględniająca indywidualne właściwości napromienianego pacjenta.

Page 8: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Gdzie szukać schematów? Różnice pomiędzy schematami NIE MOGĄ wpływać na zmianę obszaru napromieniania, zasada – napromieniaj jak chcesz byleby: - podać jak najbardziej jednorodną dawkę (95%-105%) na z góry ustalony obszar (różnice anatomiczne poszczególnych pacjentów mogą jedynie wpływać na fluktuacje anatomii pacjenta leczonego względem anatomii pacjenta idealnego) - oszczędzić narządy krytyczne (absolutne minimum - nie przekroczyć dawki tolerancji dla poszczególnych 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

Page 9: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Wpływ technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia promieniowaniem jonizującym

Planowanie 1D (jednowymiarowe) – obliczanie czasu niezbędnego do podania określonej dawki (DZ) w określonym punkcie ciała pacjenta.

Wymiarem jest oś centralna wiązki promieniowania (CAX).

Istnieje możliwość uwzględnienia niejednorodności ośrodka detektowanej w osi wiązki CAX.

Obecnie stosowana jako przybliżona weryfikacja rozkładu dawki w CAX dla nieskomplikowanych metod napromieniania.

powierzchnia powietrze napromieniany ośrodek tkanka

miękka

płuco

tkanka miękka

F

d1

d2

d3 P

Page 10: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Obliczanie czasów napromieniania: (1) – technika izocentryczna, (2) – technika SSD.

(1) (2) t

Dzad

Cs

Csd

SSD

d

TPR

PDG

SCD

– moc dawki zmierzonej w technice SSD dla warunków referencyjnych •

Dref

– czas napromieniania pacjenta

– dawka zadana na głębokości d dla danej wielkości pola w: 1 – IZO; 2 – SSD

– współczynnik zmiany mocy dawki od wielkości pola

– stosunek mocy dawki zmierzonej w warunkach referencyjnych (10x10cm, SCD) do mocy dawki zmierzonej przy zastosowaniu wielkości pola referencyjnego (10x10cm) oraz SCD’ = SCD - d

– odległość ognisko - skóra pacjenta

– głębokość, na której zadano dawkę

– tissue phantom ratio

– procentowa dawka głębokościowa

– odl. ognisko-komora w warunkach ref. (1,25MV - 85cm, X6MV -105cm X15MV i X20MV - 110cm)

– moc dawki zmierzonej na głębokości maksymalnej w technice SSD, w warunkach referencyjnych •

Dmax

Bok przybliżony = 2AB/(A+B)

Page 11: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Wpływ technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia promieniowaniem jonizującym

Planowanie 2D (dwuwymiarowe) – obliczanie czasu niezbędnego do podania określonej dawki (DZ) w określonym punkcie ciała pacjenta. Możliwość dwuwymiarowej wizualizacji rozkładu dawki.

Układem dwuwymiarowym jest skan tomograficzny.

Uwzględnienie niejednorodności ośrodka detektowanej w płaszczyźnie 2D oraz przyczynków promieniowania wtórnie rozproszonego w ośrodku (na płaszczyźnie).

Obecnie stosowana jest jedynie metoda pośrednia („1.5 D”) opierająca się na punktowej kalkulacji dawki z uwzględnieniem nieregularności pól: - uwzględnienie osłon w obliczeniu jednostek monitorowych, - brak rozkładu dawek.

Page 12: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Przykład: Metoda Irregular Planning („1.5D”) – Symulator RTG

1 – dwa zdjęcia RTG 2 – określenie rozmiaru pól

3 – ustalenie punktu RP 4 – MLC i kalkulacja dawki

Page 13: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Wpływ technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia promieniowaniem jonizującym

3DCRT (trójwymiarowe konformalne) – możliwość trójwymiarowej wizualizacji obliczonego rozkładu dawki oraz statystycznej interpretacji zależności dawka – narząd. Uwzględnia niejednorodności ośrodka oraz promieniowanie wtórnie rozproszone w ośrodku.

W celu konformalizacji rozkładu dawki (jak najlepszego dopasowania izodozy terapeutycznej – zazwyczaj 95% do obszaru napromieniania – PTV) istnieje możliwość kontrolowanego zastosowania statycznych modyfikatorów rozkładu dawki tj: kliny, kompensatory, osłony indywidualne lub statyczne MLC. Kontrolowane = podlegające weryfikacji w trakcie planowania

Page 14: W2_PLRT: TPS Magic World

Wpływ technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia promieniowaniem jonizującym

IMRT (intensity modulated radiotherapy) – w odróżnieniu od 3DCRT rolę modyfikatora rozkładu dawki spełnia dynamiczny MLC, modelujący w trakcie napromieniania kształt pola terapeutycznego, przez co modulowane jest natężenie dawki pochłanianej w poszczególnych częściach obszaru napromieniania i OAR.

Dwie podstawowe metody:

- Dynamiczna (sliding window)

- Sekwencyjna (step & shot)

3D

3DCRT

IMRT

Terapie klasycznymi akceleratorami

Page 15: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Wpływ technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia promieniowaniem jonizującym

IGRT (image guided radiotherapy) – techniki konformalne 3DCRT, IMRT dla których realizacja ułożenia pacjenta na stole terapeutycznym jest weryfikowana oraz (jeśli zachodzi taka konieczność) automatycznie modyfikowana bezpośrednio przed rozpoczęciem seansu terapeutycznego. Istnieje także możliwość oceny ruchomości wewnętrznej obszaru napromieniania oraz OAR.

Page 16: W2_PLRT: TPS Magic World

Terapie klasycznymi akceleratorami Wpływ technologii na metody fizycznego planowania i realizacji leczenia promieniowaniem jonizującym

DART (dynamic adaptive radiotherapy) – techniki konformalne 3DCRT, IMRT, IGRT dla których dzięki synchronizacji periodycznych cykli fizjologicznych determinujących ruchomość wewnętrzną obszaru napromieniania oraz podzespołów akceleratora terapeutycznego sterujących dynamiką ruchu układu kolimującego MLC lub bramkujących emitowane promieniowanie jonizujące możliwe jest napromienianie zredukowanego (o ruchomość wewnętrzną) obszaru napromieniania.

IMRT DART

Page 17: W2_PLRT: TPS Magic World

Nowa generacja akceleratorów - tomoterapia

Page 18: W2_PLRT: TPS Magic World

Schematy frakcjonowania dawki Biorąc pod uwagę czynniki biologiczne guza i zdrowych tkanek oraz fizyczne i techniczne parametry napromieniania dobiera się najbardziej optymalny sposób frakcjonowania dawki.

Dlatego też istnieje szereg metod frakcjonowania dawki, spośród których za klasyczne uważa się: - regularne napromienianie jedną dawką frakcyjną 1.8 – 2.5 Gy dziennie, -  pięć razy w tygodniu, -  do dawki całkowitej, której wartość zależy od typu i zaawansowania guza nowotworowego.

Przykłady

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

Page 19: W2_PLRT: TPS Magic World

Algorytmy kalkulacji rozkładu dawki

tkanka miękka skóra

płuco

kolimatory elektronowe

zbiór wiązek elementarnych tworzących wiązkę terapeutyczną

F

G

propagacja elementarnej wiązki elektronów

Wiązka elementarna promieniowania elektronowego

Rodziny algorytmów wiązek elementarnych (pencil beams). - Podstawa: Teoria Fermiego-Eygesa wielokrotnego rozpraszania Coulombowskiego. - Bazują na rozwiązaniu Eygesa równania transportu otrzymanego przy założeniu, że elektrony podlegają rozproszeniom pod małymi kątami. - Rozkład Gaussa – opis rozkładów kątowego i przestrzennego wiązki elementarnej - Szerokość rozkładów - funkcja zdolności rozpraszania promieniowania w ośrodku.

Algorytmy wiązek elementarnych uwzględniają w uproszczony sposób: - charakterystykę wiązki padającej, - dominujące efekty oddziaływań, -  kształt pola napromieniania oraz skład ośrodka.

Model Hogstroma: Najbardziej popularna metoda wiązek elementarnych

gdzie:

Page 20: W2_PLRT: TPS Magic World

Algorytmy kalkulacji rozkładu dawki Algorytmy uwzględniające niejednorodność ośrodka - algorytmy poprawkowe

1. Metoda efektywnej głębokości (effective depth method) źródło

Powierzchnia

d 1

Płuco d2

d 3

p

SSD Powietrze

Ośrodek

Punkt p leży w osi wiązki promieniowania na głębokości d=d1+d2+d3 Należy zaznaczyć, że promieniowanie aby dotrzeć do punktu p musi pokonać obszar tkanki miękkiej o gęstości zbliżonej do gęstości wody ρ=1, następnie obszar w płucu o gęstości mniejszej od gęstości wody ρ=0.3 oraz ponownie obszar tkanki miękkiej.

Dlatego efektywna głębokość na jakiej znajduje się punkt p można wyrazić:

deff = ∑di* ρi

Współczynnik korekcyjny dawki uwzględniający niejednorodność gęstości ośrodka:

CF = (SSD + d)2 / (SSD +deff )2

SSD - odległość źródło-powierzchnia, d - fizyczna głębokość punktu pomiaru dawki, deff - efektywna głębokość punktu pomiaru dawki.

Page 21: W2_PLRT: TPS Magic World

Algorytmy kalkulacji rozkładu dawki Algorytmy uwzględniające niejednorodność ośrodka - algorytmy poprawkowe

2. Metoda efektywnego osłabienia wiązki promieniowania (effective attenauation)

W celu uwzględnienia korekcji niejednorodności gęstości ośrodka wprowadzimy współczynnik korekcji, który przyjmuje wyrażenie:

CF = Dniejednorodny / Djednorodny

Dniejednorodny - dawka w punkcie pomiaru w fantomie niejednorodnym, Djednorodny - dawka w tym samym punkcie w fantomie wodnym.

Wiązka promieniowania w wodzie ulega osłabieniu co można wyrazić:

D = D0 * e-µd

d - głębokość pomiaru dawki, µ -liniowy współczynnik osłabienia, D0 –początkowa wartość dawki.

Ostatecznie współczynnik korekcji przyjmuje postać:

CF = e -µ(d-deff)

Page 22: W2_PLRT: TPS Magic World

Algorytmy kalkulacji rozkładu dawki Algorytmy uwzględniające niejednorodność ośrodka - algorytmy poprawkowe

3. Metoda Tissue Air Ratio CF = TAR(deff ,r) / TAR(d,r)

4. Metoda Power Law (Batho) i zmodyfikowana metoda Batho - Metody uwzględniające oddziaływanie promieniowania z materią (przyczynki od wtórnie rozproszonego promieniowania jonizującego) ze szczególnym uwzględnieniem obszaru build-up i energii promieniowania. - Droga przebyta przez promieniowanie podzielona jest na N warstw o grubości 1cm.

CF= KN *∑ TAR (dm,A)(µm -µm-1 )/µ0

A - wielkość pola, µm - liniowy współczynnik osłabienia dla m-tej niejednorodnej warstwy, µ0 - liniowy współczynnik osłabienia dla wody, dm- odległość pomiędzy punktem siatki a granicą m-tej niejednorodnej warstwy, KN - stosunek masowego współczynnika absorpcji dla N-tej warstwy i masowego współczynnika absorpcji dla wody: KN =(µen /ρ)N / (µen /ρ)

Metoda zmodyfikowana Batho – jedynie opadająca część krzywej TAR:

CF= KN *∑ TAR (dm+Dmax,A)(µm -µm-1 )/µ0

Page 23: W2_PLRT: TPS Magic World

Algorytmy kalkulacji rozkładu dawki Siatka kalkulacji – czynnik determinujący dokładność kalkulacji rozkładu dawki

Powszechnie stosowane wielkości: 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

Page 24: W2_PLRT: TPS Magic World

Algorytmy kalkulacji rozkładu dawki Metody Monte Carlo - Los cząstki elementarnej (np. elektrony) bądź kwantu promieniowania fotonowego symulowany jest od momentu „narodzin” (kreacji) poprzez oddziaływanie jej ze środowiskiem, w którym się rozprzestrzenia aż do „śmierci” (całkowitej utraty energii); - Poprawność metod Monte Carlo uzależniona jest jedynie od dokładności wyznaczenia poszczególnych prawdopodobieństw opisujących rodzaje oddziaływania fotonu/elektronu z ośrodkiem rozpraszającym.

Podstawowe metody: - Macro MC - Voxel MC

Stosowane kody: - PENELOPE - EGSnrc - MCNP - BEAM

gdzie:

Page 25: W2_PLRT: TPS Magic World

Metody planowania – forward & inverse planning Forward planning - Planowanie: 2D, 3D, 3DCRT, proste przypadki planowania IMRT techniką „step and shot” - Polega na optymalizacji rozkładu dawki „statycznymi” akcesoriami wykorzystywanymi jako modyfikatory rozkładu dawki: statyczne MLC, osłony indywidualne i standardowe, kompensatory, kliny - Proces optymalizacji przebiega wg schematu: 1/ wybór zestawu akcesoriów lub/i procedur modyfikujących rozkład dawki; 2/ weryfikacja uzyskanego rozkładu dawki; 3/ akceptacja lub powrót do punktu pierwszego. Inverse planning - Planowanie: IMRT, IGRT, DART - Proces „odwrotnego” planowania rozkładu dawki. Definicja (przez osobę planującą) statystycznych parametrów dawki w poszczególnych OAR oraz obszarze napromieniania inicjuje komputerowy proces wyszukiwania najbardziej optymalnej sekwencji ruchu poszczególnych listków MLC płynnie (sliding window) bądź skokowo (step and shot) zmieniających swoją pozycję w trakcie napromieniania.

W obu przypadkach geometria promieniowania (ilość wiązek i ich orientacja przestrzenna) ustalane są „ręcznie” przez osobę planującą.

Page 26: W2_PLRT: TPS Magic World

Normalizacja Metody normalizacji: 1. Systemowa (No normalization); 2. W izocentrum; 3. Na określoną izodozę; 4. Objętościowa.

Jak patrzeć na przykłady na kolejnym slajdzie? punkt izocentryczny

jednostki monitorowe, dawki referencyjne

Każda z powyższych odbywa się względem normalizacji systemowej

Page 27: W2_PLRT: TPS Magic World

System Na izocentrum

Na izodozę Na objętość

Page 28: W2_PLRT: TPS Magic World

Forward planning krok po kroku

na przykładzie NSCLC

Pojęcia: punkt lokalizacyjny, geometria promieniowania,

modyfikatory rozkładu dawek

Page 29: W2_PLRT: TPS Magic World

Przyjrzyjmy się danym… NSCLC: planowanie 3DCRT; frakcjonowanie 2Gy x 30fr do 60Gy; obszar napromieniania: PTV (CTV+(x,y):1cm/(z):2cm); narządy krytyczne: płuca, rdzeń kręgowy, serce. Oczekiwana jednorod- ność w PTV: 95-107% Dawki krytyczne: Rdzeń – Dmax<50Gy Płuca – Dmean~<20Gy

Page 30: W2_PLRT: TPS Magic World

Punkt lokalizacyjny

Odszukanie koordynat (x, y, z) punktu lokalizacyjnego. Punkt lokalizacyjny – znacznik zlokalizowany na skórze. Na podstawie przesunięć (x, y, z) utworzonego planu leczenia wzgl. koordynat punktu lokalizacyjnego, lekarz odwzorowuje plan leczenia na pacjencie (weryfikacja symulacyjna RTG).

Page 31: W2_PLRT: TPS Magic World

Wstawienie wiązek oraz określenie ich liczby

Page 32: W2_PLRT: TPS Magic World

Prekalkulacja # 1 – ocena rozkładu dawki Algorytm: Pencil Beam + Modified Batho

Siatka kalkulacji: 2.5 mm

Szybka ocena: Jednorodność dawki w PTV Dawka max w rdzeniu Dawka średnia w płucach

Ocena szczegółowa: Wnioskowanie statystyczne

Page 33: W2_PLRT: TPS Magic World

Optymalizacja orientacji wiązek promieniowania

Page 34: W2_PLRT: TPS Magic World

Prekalkulacja # 2 – ocena rozkładu dawki Algorytm: Pencil Beam + Modified Batho

Siatka kalkulacji: 2.5 mm

Szybka ocena: Jednorodność dawki w PTV Dawka max w rdzeniu Dawka średnia w płucach

Ocena szczegółowa: Wnioskowanie statystyczne

Page 35: W2_PLRT: TPS Magic World

Ocena wpływu optymalizacji orientacji wiązek

Płuca PTV

Rdzeń Ocena wpływu optymalizacji orientacji wiązek na rozkład dawki w:

- PTV - Płucach - Rdzeniu kręgowym

Page 36: W2_PLRT: TPS Magic World

Optymalizacja pól leczenia – wielkość

Page 37: W2_PLRT: TPS Magic World

DRR – obrazy pomocnicze

Page 38: W2_PLRT: TPS Magic World

Prekalkulacja # 3 – ocena rozkładu dawki Algorytm: Pencil Beam + Modified Batho

Siatka kalkulacji: 2.5 mm

Szybka ocena: Jednorodność dawki w PTV Dawka max w rdzeniu Dawka średnia w płucach

Ocena szczegółowa: Wnioskowanie statystyczne

Page 39: W2_PLRT: TPS Magic World

Ocena wpływu optymalizacji wielkości pól

Płuca PTV

Rdzeń Ocena wpływu optymalizacji wielkości pól na rozkład dawki w:

- PTV - Płucach - Rdzeniu kręgowym

Page 40: W2_PLRT: TPS Magic World

Optymalizacja pól leczenia – kształt

Page 41: W2_PLRT: TPS Magic World

Metody optymalizacji kształtu pola

powierzchnia

źródło

płyta pleksiglasowa osłona rozbieżna osłona prostopadłościenna

D=100%

D<5% D<5% 100%>D>5%

głębokość pomiaru dawki

szczęki kolimatora osłona

obszar napromieniany

obszar napromieniany

obszar napromieniany

Osłony i MLC – osłabienie > 5 warstwom półchłonnym

Osłony: stop Wood’a, T< 3% MLC: stop wolframu i metali ciężkich, T < 3%;

Stop Wood’a: (Pb 50%, Sn 25%, Cd 20% oraz Cu, Sb, Fe, As, Bi – 5%),

Page 42: W2_PLRT: TPS Magic World

Prekalkulacja # 4 – ocena rozkładu dawki Algorytm: Pencil Beam + Modified Batho

Siatka kalkulacji: 2.5 mm

Szybka ocena: Jednorodność dawki w PTV Dawka max w rdzeniu Dawka średnia w płucach

Ocena szczegółowa: Wnioskowanie statystyczne

Page 43: W2_PLRT: TPS Magic World

Ocena wpływu optymalizacji kształtu pól

Płuca PTV

Rdzeń Ocena wpływu optymalizacji kształtu pól na rozkład dawki w:

- PTV - Płucach - Rdzeniu kręgowym

Page 44: W2_PLRT: TPS Magic World

Optymalizacja pól leczenia – kliny, wagi

Page 45: W2_PLRT: TPS Magic World

Metody optymalizacji kształtu izodozy

Q A

B 150 300 450

Filtry automatyczne - modyfikatory wiązki w kształcie klina zbudowane z materiału o dużej gęstości (stal, mosiądz, stop ołowiu) Kliny dynamiczne - wykorzystują możliwość przesuwania jednej z szczek kolimatora w trakcie napromieniania.

Kąt nachylenia klina - kąt nachylenia izodozy (linii jednakowej dawki) na określonej głębokości (zwykle 10cm) do prostej prostopadłej do CAX. W praktyce wykorzystuje się kliny: 10o,15o, 20o,25o, 30o, 45o, 60o

Page 46: W2_PLRT: TPS Magic World

Prekalkulacja # 5 – ocena rozkładu dawki Algorytm: Pencil Beam + Modified Batho

Siatka kalkulacji: 2.5 mm

Szybka ocena: Jednorodność dawki w PTV Dawka max w rdzeniu Dawka średnia w płucach

Ocena szczegółowa: Wnioskowanie statystyczne

Page 47: W2_PLRT: TPS Magic World

Ocena wpływu optymalizacji kształtu izodozy

Płuca PTV

Rdzeń Ocena wpływu optymalizacji kształtu izodozy na rozkład dawki w:

- PTV - Płucach - Rdzeniu kręgowym

Page 48: W2_PLRT: TPS Magic World

Podstawowe różnice pomiędzy forward i inverse planning

na przykładzie H&N carcinoma

Pojęcia: dawki graniczne w narządach krytycznych, dynamiczna modyfikacja rozkładu dawki

Page 49: W2_PLRT: TPS Magic World

Kiedy inverse planning ?

Metody dynamiczne: IMRT, IGRT, DART

Page 50: W2_PLRT: TPS Magic World

Dynamiczna modyfikacja rozkładu dawki

Page 51: W2_PLRT: TPS Magic World

Optymalizacja rozkładu dawki

Page 52: W2_PLRT: TPS Magic World

Efekt końcowy

Page 53: W2_PLRT: TPS Magic World

Adaptacyjne planowanie tomoterapeutyczne Przypadek: obszar H&N, Dtot - 70Gy OAR - mózg, rdzeń kręgowy, ślinianki Wyjątkowość: weryfikacyjne wykonywanie skanów TK w trakcie napromieniania oraz proces automatycznej rekalkulacji dawki na skanach weryfikacyjnych umożliwia realną ocenę dawki w obszarze napromieniania oraz OAR. Ponadto pozwala podjąć decyzję (jeśli zachodzi taka konieczność) o re-optymalizacji planu leczenia (wykonywanej metodą inverse planning) oraz kumulacji dawki weryfikacyjnej i porównaniu jej z dawką pierwotnie zaplanowaną

DVH pierwotny (linia ciągła) DVH dla 1 frakcji (linia przerywana)

DVH pierwotny (linia ciągła) DVH dla 15 frakcji (linia przerywana)

Page 54: W2_PLRT: TPS Magic World

Adaptacyjne planowanie tomoterapeutyczne Przypadek obszar głowy i szyi (H&N), Dawka całkowita 70Gy OAR – mózg, rdzeń kręgowy, ślinianki

1. Obszary o znaczących różnicach pomiędzy rozkładem D pierwotnej a rozkładem zweryfikowanym 2. Re-optymalizacja z uwzględnieniem ROI znacząco różniących się rozkładem D pierwotnej i weryf. 3. DVH porównujący pierwotny rozkład dawki ze skumulowanym rozkładem weryfikacyjnym

Page 55: W2_PLRT: TPS Magic World
Page 56: W2_PLRT: TPS Magic World