srs-sbrt fİzİĞİ - trod.org.tr · srs-sbrt tanımı3 alıntı: solberg ve ark.‘quality and...
TRANSCRIPT
SRS-SBRT FİZİĞİ
NADİR KÜÇÜK Medikal Fizik Uzmanı
23 Mayıs 2015
İÇERİK
• SRS-SBRT Tanımı
• Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
• Gündem 2: Dozimetri ve FFF Işınları
• Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
• Gündem 4: Tedavi ve QA
• Sonuç
2
SRS-SBRT Tanımı
3
Alıntı: Solberg ve ark. ‘Quality and Safety Consideration in SRS and SBRT’ Practical Radiation Oncology 2011
SRS-SBRT Tanımı
4
Yüksek Doz + Düşük Fraksiyon= Radyasyon Ablasyonu
100
2 4 6 8
Su
rviv
al
Dose (Gy)
10-1
10-2
single
fraction
multiple 2 Gy
fractions Repair/Repopülasyon
mekanizmaların tahribi
SRS-SBRT Tanımı
5
• Conventional RT
Doğru yere doğru dozu ver.*
*Emin değilsen margin ver
• SBRT
Doğru yere doğru dozu ver.**
**Emin değilsen yapma
Referans: TG-101
SRS-SBRT Tanımı
6 Referans: TG-101
SRS-SBRT Tanımı-ÖZET
7
• Beyin ve CNS tümörleri • Küçük yüksek hassasiyette kolime edilmiş ışınlar • Stereotaksik cihaz kullanımı • Hedefi yüksek doğrulukta ışınlama yeteneği • Farklı ışın dizaynları • Yüksek doz
• Ekstrakranyel bölge • IGRT • Organ hareketine bağlı belirsizlik • Planlama stratejilerinde değişiklikler
SRS
SBRT
8
Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
Beam data toplama
Hesaplama kalitesi
Görüntü Güdümlü Tümör Lokalizasyonu
Organ Hareketi
• 1.8 cm ø Linac tabanlı Radyocerrahi
• 10 cmx10 cm Mikro MLC
• 6 cm ø robotik tabanlı
• 1.8 cm/1.6 cm ø
• 5 cm x20 cm 9
Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
0.4x0.4 ≤ Z ≤ 4x4 cm Küçük alan
SRS/SBRT uygulamalarında sıklıkla kullanılan alan boyutları
Z≤0.4 cm Çok Küçük Alan
10
Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
11
Yüksek Doz Bölgesi
Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
12
Düşük Doz Bölgesi
Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
Küçük Alan Tanımı/FİZİKİ TARİF
• Ölçüm noktasından bakıldığında, alan boyutu belirleyen kolimatörler tarafından kaynağın parsiyel bloklanması
• Seçilen enerji ve ortamda (hasta, fantom,
düzenek vs) alan boyutunun lateral elektronik dengeyi sağlayacak kadar büyük olmaması
• Dedektörün yeterince küçük olmaması ve akıyı
önemli derecede pertürbe etmesi
13
Işın ilişkili • Fokal spot kaybı (Parsiyel Alan Bloklaması) • Lateral CPE (yüklü parçacık dengesi) kaybı
Dedektör ilişkili • Hacmi ve yapısı nedeniyle dedektör cevabı 14
Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
15
SORU:PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI HANGİ ÖNEMLİ SONUCU DOĞURUR?
a) ALAN BOYUTU BELİRLEMEDE BELİRSİZLİK b) DVH BELİRSİZLİKLERİ c) IŞIN PENETRASYONUNDA BELİRSİZLİK d)HEPSİ
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
Effective X-ray Kaynağı/Focal Spot Target seviyesinde kaynaktan üretilen direkt primer bremms foton akısı
Extrafocal Spot Hedef yanında veya altında (FF, primer/ secondary kolimatör vs) saçılan foton akısı
16
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
17
TPS
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
Fokal Spot Boyutu Fiziksel ve Dozimetrik Penumbra ile doğrudan ilişkilidir.
18
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
19
Geniş alan
• Uniform doz profili
• Output kaybı yok
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
20
Küçük Alan
• Uniform olmayan doz profili
• Daralan penumbra
• Direk foton akısı kaybı nedeniyle output kaybı
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
21
• İzomerkeze ulaşan
primer foton sayısı
kaynak bloklandığında
orantısal olarak geniş
alanlardan daha azdır.
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
22 FWHM=%50 profil genişliği Kesişen penumbra
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
23
SORU:PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI HANGİ ÖNEMLİ SONUCU DOĞURUR?
a) ALAN BOYUTU BELİRLEMEDE BELİRSİZLİK b) DVH BELİRSİZLİKLERİ c) IŞIN PENETRASYONUNDA BELİRSİZLİK d)HEPSİ
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
24
TPS
Nokta kaynak
Standart kaynak
Treuer ve ark. 1992
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
25
26
• LET!!!
• CPE bir hacim içerisine giren ve çıkan elektron enerjisi birbirine eşit olduğunda oluşur.
• Lateral Elektron Dengesizliği(LED), elektronun erişim mesafesinin alan yarıçapına eşit veya fazla olduğu durumlarda oluşur.
• LED alan boyutu, Işın enerjisi ve ortam yoğunluğuna bağlıdır.
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
27
SORU:LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI SONUCU OLUŞACAK DOZİMETRİK ETKİ
NEDİR?? a) Profil etkilenir
b) Merkezi eksen dozu etkilenir
c) Belirli bir Q noktasında depolanan doz düşer
d) Hepsi
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
28
• Q noktasında
depozit edilen doz miktarı düşecektir.
• Merkezi eksende
absorbe doz etkilenecektir.
• Aksiyel kesitte doz profili etkilenecektir.
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
29
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
30
SORU:LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI SONUCU OLUŞACAK DOZİMETRİK ETKİ
NEDİR?? a) Profil etkilenir
b) Merkezi eksen dozu etkilenir
c) Belirli bir Q noktasında depolanan doz düşer
d) Hepsi
DEDEKTÖR ETKİSİ
31
• Dedektör boyutu
• Dedektör yapısı • Enerji bağımlılığı
04.06.2015 32
DEDEKTÖR ETKİSİ
İÇERİK
• SRS-SBRT Tanımı
• Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
• Gündem 2: Dozimetri ve FFF Işınları
• Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
• Gündem 4: Tedavi ve QA
• Sonuç
33
34
• PDD/TPR
• Profile
• Output Faktör
Gündem 2: Dozimetri ve FFF Işınları
35
Işın Ayarı/Dedektör Oryantasyonu
z=0 cm
z=20 cm
Dedektör
Alan Boyutu
Gündem 2: Dozimetri ve FFF Işınları
36
Işın Ayarı/Dedektör Oryantasyonu
Gündem 2: Dozimetri ve FFF Işınları
37
Gündem 2: FFF Işınları
38
Gündem 2: FFF Işınları
39
Gündem 2:FFF Işınları
40
Gündem 2:FFF Işınları
41
Gündem 2:FFF Işınları
-DVH -%100
FF FFF
42
Gündem 2:FFF Işınları
-DVH -%100
%50 izodoz hattı
FFF FF
43
Gündem 2:FFF Işınları
-DVH -%100
%10 izodoz hattı
FFF FF
44
Gündem 2:FFF Işınları
Beam-on time
FF 7 dakika 40 saniye FFF 2 dakika 50 saniye
45
Gündem 2:FFF Işınları
Cilt Dozu
46
Gündem 2:FFF Işınları
Dose rate
Tedavi süresi
Tedavi kafası saçılması
İkincil kanser riski
Daha az nötron
Cilt dozu
MU
QA zor??? (saturasyon vs..)
AVANTAJ DEZAVANTAJ
İÇERİK
• SRS-SBRT Tanımı
• Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
• Gündem 2: Dozimetri ve FFF Işınları
• Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
• Gündem 4: Tedavi ve QA
• Sonuç
47
48
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
SRS/SBRT Tekniğine Fiziki Yaklaşım
49
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
SRS/SBRT Tekniğine Fiziki Yaklaşım
• CT simülasyon: Tümör Hareketini Tahmin Etmek
• Sabitleme: Hareketin minimize edilmesi
• Planlama: Küçük Alan Dozimetrisi
• Tedavide yeniden sabitleme: Fiducial, IR/LED markırlar,US, Video
• Tedavide yeniden tümörün lokalizasyonu: - MV/KV
- Fiducial - Hareket Takip Sistemleri - Gerçek Zamanlı Görüntüleme Yöntemleri
50
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
53
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
4DCT
İnsp.
Eksp.
Normal nefes
4DCT-10 Fazlı Görüntü
MaxIP/MınIP/AveIP
54
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
SABİTLEME
55
Işın dizaynı
56
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
57
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
TG 101
58
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
59
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
PTV
MC
PB
60
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
61
Grid Size
0.25mm 0.5mm
62
Grid Size
0.25mm 0.5mm
63
Cihaz-Teknik
-MLC -Cone
64
Cihaz-Teknik
Interplay Effect
Statik 5 alan Hareketli 5 alan %Fark
%-6.5-%4.4 fark
65
Margin
Beam margin ışın penumbrasına yakın ise (5-6 mm) ;
-Homojen PTV dozu -Maksimum doz yaklaşık PD’un %110’u
-PTV dışında keskin olmayan doz düşüşü
66
Margin
Beam margin ışın penumbrasından küçük ise (0-2 mm) ;
-Inhomojen PTV dozu -Maksimum doz yaklaşık PD’un %125’i
-PTV dışında keskin doz düşüşü
67
Margin
68
Reçete İzodoz Hattı
69
Reçete İzodoz Hattı
Gammaknife için genellikle %50 izodoz hattı
Linak tabanlı cihazlarda -Tek izocentr ise %80 -Multipl izocent ise %70
Keskin doz fall-off sağlayabilmek için gerekli izodoz
hattı
70
20Gy x 3 ≠ 2Gy x 30
71
CI,GI
Prescription Isodose Volume/PTV Volume
72
CI,GI
RTOG=Prescription Isodose Volume/PTV Volume
Paddick formulü
RTOG
Paddick
73
CI,GI
% 50 Prescription Isodose Volume/PTV Volume=R50
74
Transvers
Frontal Sagittal
PTV dışındaki %105 doz alan volüm <= %15 PTV= 28,73 cc V105= 28.9 cc V105-PTV= 0.17 cc (<%1)
HIGH DOSE SPILLAGE (RTOG)
V%100 D%100=%97.2
CI: (TVRI)2 / (TV*VRI)=0.85
V%50 GI: V%50/V%100=3.8
INTERMEDIATE DOSE SPILLAGE (RTOG)
77
ORGAN TOLERANS DOZLARI
78
ORGAN TOLERANS DOZLARI
Mide Tolerans Dozu???
İÇERİK
• SRS-SBRT Tanımı
• Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
• Gündem 2: Dozimetri ve FFF Işınları
• Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
• Gündem 4: Tedavi ve QA
• Sonuç
79
80
Gündem 4: Tedavi ve QA
TÜMÖR HAREKET YÖNETİMİ
• Kardiak hareket
• Nefes aılp verme
• Bağırsak gaz geçişleri, mesane doluluk vs.
81
Gündem 4: Tedavi ve QA
RESPIRATORY GATING • Solunum takibi ile normal dokunun yüksek doz alması, tümörün
düşük doz alması engellenir • Solunum takibi kalitesi, hastanın nefes alıp verme modelini günden
güne veya döngüden döngüye benzer şekilde sağlaması ile doğru orantılıdır
• %30-50 zaman artar.
82
Gündem 4: Tedavi ve QA
Gerçek zamanlı Tümör Takibi
83
Gündem 4: Tedavi ve QA
84
Gündem 4: Tedavi ve QA
GÖRÜNTÜ GÜDÜMLÜ LOKALİZASYON
• 2D MV EPİD
• MV/kV CT
• kV görüntüleme sistemleri
• Ultrason
• Radyofrekans traking
85
Gündem 4: Tedavi ve QA
CBCT görüntüleme tekniğine bağlı hasta dozu
86
Gündem 4: Tedavi ve QA
QA
AAPM 91 -101- 142 E2E TESTİ
88
Gündem 4: Tedavi ve QA
89
Gündem 4: Tedavi ve QA
• Masa, kolimatör ve gantry ile ilgili test
• Pozisyon doğruluğunu verir
• Alanın merkezine mekanik topun oturup oturmadığını kontrolüdür
• <0.5 mm
W-L TESTİ
90
Gündem 4: Tedavi ve QA
GAMMA ANALİZİ
91
SONUÇ
• SRS/SBRT süreci çok basamaklı komplex bir süreçtir.
• Klinik programlar ile beraber mutlaka fiziki altyapıyı oluşturmadan bu tip tedavilere geçilmemelidir.
• Bilinen klasik yöntemler ile karşılaştırıldığında kökten farklılıklar mevcuttur.
• SRS/SBRT; Dozu doğru hesaplama ve tümörü yüksek hassasiyet/doğrulukta vurma sanatıdır.
92
TEŞEKKÜR
• Doç. Dr. Hale Başak Çağlar
• Yard. Doç Dr. Ayşe Altınok
• Yard. Doç Dr. Hilal Acar
• Med. Fiz. Uzm. Esra Küçükmorkoç
• Med.Fiz. Uzm. Mine Doyuran
• Medikal Fizik Master Öğrencilerimiz