IGRT con on-line kV-CBCT
G. Frezza
U.O. di Radioterapia
Ospedale Bellaria. Bologna
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2
3
ICRU Report 62
The determination of
internal margin and set up
margin, and the presence of
OAR in the proximity of the
target contribute to
determine the
“ safety margin ” around the
CTV
Image Guided Radio Therapy
• RAZIONALE DELLA VERIFICA MEDIANTE IMMAGINI DEL
SET UP E DELLA POSIZIONE DEI VOLUMI DI INTERESSE
• METODICHE DI IGRT CON IMAGING VOLUMETRICO
• ESPERIENZA DI IGRT NEL TRATTAMENTO DELLE
NEOPLASIE PROSTATICHE
5
6
7
Two dimensional imaging
Two dimensional-two dimensional matching software used for pre treatment
and post treatment imaging
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Image Guided Radio Therapy
•
Le variazioni di set up possono essere evidenziate mediante confronto tra
immagini biplanari acquisite al momento della esecuzione della TC di
pianificazione (DRR) ed immagini biplanari acquisite sull’unità di terapia
(EPID)
•
Il matching tra le due immagini viene per lo più eseguito confrontando la
posizione dei segmenti scheletrici visualizzati rispetto al centro del fascio
•
In tal modo è possibile evidenziare errori di set up lungo i tre assi
ortogonali ma non errori di rotazione e traslazione
•
Con tale metodica non è disponibile nessuna informazione sulla reale
posizione del CTV e degli OAR ( non necessariamente correlata a quella
dei segmenti scheletrici)
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Risultati
(21 pazienti per 118 misurazioni)
I° Gruppo: T – bar
(11pz)
c-c
lat
p-a
Errore sistematico (mm)
1.5 ± 3.5
0.3 ± 2.4
-1.1 ± 3.8
Errore random (mm)
2.1
2.1
2.3
Errore complessivo (mm)
3.7
2.8
3.7
c-c
lat
p-a
Errore sistematico (mm)
0.7 ± 3.8
0.0 ± 4.8
1.3 ± 5.9
Errore random (mm)
3.7
4.1
3.1
Errore complessivo (mm)
5.3
6.0
6.3
II° Gruppo: cuscino a vuoto
d’aria (10 pz)
Diagramma di flusso del protocollo di intervento
Acquisizione
misura M1
M1>2er
Sì
er = errore random
No
Acquisizione
misura M2
Calcolare media
M=(M1+M2)/2
M>√2er
No
Stop
Sì
Correggere la
posizione del
paziente
Numero medio di misure previste per paziente: 3.2
Numero medio di correzioni previste per paziente: 0.9
Presence of rotation and traslation of the patients with respect to SBF
Variabilità del riposizionamento del CTV rispetto all’isocentro
piano di trattamento
3° frazione
1° frazione
4° frazione
2° frazione
5° frazione
Impatto dosimetrico della variabilità del riposizionamento
Volume a
dose 80%
Volume a dose
90%
Volume a
dose 100 %
fraz. 1
100 %
100 %
95 %
fraz. 2
99.98 %
99.83 %
78 %
fraz. 3
100 %
99.98 %
88 %
fraz. 4
100 %
100 %
95 %
fraz. 5
100 %
100 %
94 %
Presentazione Linac Synergy e XVI
16
Synergy S
17
v
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19
20
XVI - I collimatori
21
XVI – Posizioni del pannello
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Small FOV
DIAMETRO MAX di ricostruzione ALL’ ISO = 27 cm
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Medium FOV
DIAMETRO MAX di ricostruzione ALL’ ISO = 41 cm
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Large FOV
DIAMETRO MAX di ricostruzione ALL’ ISO = 50 cm
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XVI – Preset di acquisizione
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XVI – Registrazione CT
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XVI – Scelta Clipbox
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XVI – Correzione set-up
• Inserimento manuale dei dati di spostamento in
console iGuide (Hexapod)
• Spostamenti effettuabili
entrare nel bunker
da
console,
senza
• Verifica del set-up dopo gli spostamenti con Epid
o kV (immagine 2D)
29
30
31
32
Adaptive Radiotherapy ?
IGRT con on-line kV-CBCT nel trattamento
radicale delle neoplasie prostatiche:
l’esperienza dell’Ospedale Bellaria (Bologna)
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INTRODUZIONE
Scopi dello studio:
• Valutare l’errore di Set-Up e di Organ Motion interfrazione dall’analisi di kV-CBCT quotidiane acquisite su
pazienti trattati per neoplasia prostatica
• Verificare la presenza di eventuali trend temporali di tali
errori nel corso dell’intero trattamento di ciascun
paziente
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MATERIALI E METODI
• 20 pz affetti da adenocarcinoma della
prostata
• RT radicale
• 74 Gy su prostata, 2Gy/fr.
• 56Gy pros.e v.s. + boost 20 Gy su pros.,
2Gy/fr.
• Piano trattam. 3D-CRT, TPS XiO
• Preparazione pz: protocollo dietetico,
pulizia retto e riempimento vescicale
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MATERIALI E METODI
Hexapod Robotic Table
(Elekta) per movimenti a 6
gradi di libertà
(3 traslazioni e 3 rotazioni)
Linac Elekta Synergy S con
Beam Modulator (4 mm@ISO) e
XVI per acquisizione kV-CBCT
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Workflow on-line IGRT
Allineamento
pz. su skin
markers
Acquisizione
kV-CBCT
Match
automatico su
“Bone” e
registrazione
spostamenti
Match manuale
sul target “Gray
Value” e
registrazione
spostamenti
Correzione
spostamenti
con Hexapod
Couch
Esecuzione
trattamento
•720 CBCT analizzate x 6 gradi di libertà = 4320 dati
•94 CBCT/13pz. analizzate x intrafraction organ motion
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• Se il pz. non è ben preparato (retto pieno, vescica vuota), si
ripete CBCT dopo microclisma e/o adeguato riempimento
vescica:
v
1A CBCT
v
2A CBCT
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Results : To assess inter-fraction set-up and organ motion errors, data from
740 kVCBCT have been analyzed. Mean rotation deviations always resulted
< 1°. Concerning intra-fraction organ motion, data from 94 CBCT have been
analyzed. Resuts are shown in Tables 1., 2. and 3.
Set-Up
L-R (mm)
C-C (mm)
A-P (mm)
M
0.8
-0.9
2.4
Σ
1.4
1.9
3.4
σ
0.4
0.2
0.6
Tab.1. Global systematic set-up error (M), distribution of systematic set-up error (Σ) and
distribution of random set-up error (σ) for the entire population of patients in L-R, C-C and
A-P direction. Rotation deviations resulted < 1° for M, Σ and σ.
45
Inter-fraction Organ
Motion
L-R (mm)
C-C (mm)
A-P (mm)
M
-0.9
-1.2
-1.5
Σ
0.2
0.3
2.4
σ
0.4
0.3
0.3
Tab.2. Global systematic interfraction organ motion error (M),
distribution of
systematic error (Σ) and distribution of random error (σ) for the entire population of
patients in L-R, C-C and A-P direction. Rotation deviations resulted < 1° for M, Σ
and σ.
46
Intra-fraction Organ Motion
L-R
C-C
A-P
95% < 2mm
95% < 2mm
95% < 3mm
Tab.3. For 13 patients, post treatment deviations have been assassed for
some fractions (5 to 10). The 95% of all deviations resulted ≤ 2mm in L-R and
C-C directions and ≤ 3mm in A-P direction.
47
Le prime 5 CBCT possono essere
considerate rappresentative dell’intero
trattamento?
48
Pz #10
Media globale
Media su 5 fr.
5.0
37
35
-10.0
Giorno di trattamento
Giorno di trattamento
49
37
29
27
25
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
1
Spostamento (mm)
12.0
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
-2.0
-4.0
35
Media globale
Media su 5 fr.
33
(-2.8 ± 3.7)
(4.5 ± 4.4)
33
-5.0
Organ Motion in A-P
Organ
(2.5 ± 3.0)
Motion
31
29
27
25
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
0.0
31
Set-Up
(-2.6 ±
2.8)
Prime 5 fraz.
10.0
1
Intero
trattamento
Spostamento (mm)
Set Up in A-P
Pz #15
5.0
31
29
27
25
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
1
0.0
-5.0
-10.0
-15.0
-20.0
di trattamento
GiornoGiorno
di trattamento
(-1.6 ±
4.9)
Media globale
Media su 5 fr.
10.0
31
29
27
25
23
21
19
17
15
13
11
9
0.0
7
5.0
5
Organ
(2.3 ± 2.9) (1.4 ± 2.5)
Motion
Organ
Motion
in A-P
Organ
Motion
in A-P
3
(-5.7 ±
6.0)
Media globale
Media su 5 fr.
10.0
1
Set-Up
Prime 5 fraz.
Spostamento (mm)
Intero
trattamento
Spostamento (mm)
Setin
UpA-P
in A-P
Set Up
-5.0
Giorno
di di
trattamento
Giorno
trattamento
50
Conclusions
•
Daily kVCBCT in association with a robotic treatment couch is a simple
and highly efficient procedure that permit an accurate positioning of the
patient and a reliable localizaton of the target.
•
Pre- and post- treatment localization CBCT allowed to estimate that
prostate motion during the MV delivery was less than 2-3 mm with a 95%
confidence level.
•
A current task in our centre is to evaluate the opportunity of assess
individual margins for patients who undergo prostate treatments with
IGRT, setting the stage also for hypofractionation studies and adaptive
radiotherapy.
51
PROSPETTIVE FUTURE
•
4D CBCT ?
•
Come integrare la dose assorbita dal pz. nella dose totale ?
•
Adaptive radiotherapy
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