srs-sbrt fİzİĞİ - trod.org.tr · srs-sbrt tanımı3 alıntı: solberg ve ark.‘quality and...

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