Vortrag zum 1. Treffen des AK IMRT
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Konstituierende Sitzung des DGMP Arbeitskreises IMRT Th. Frenzel Themen • Begrüßung • Übersichtsvortrag • Definition von Zielen des Arbeitskreises • Mögliche Kontakte zu anderen Gremien • Wahl eines Vorsitzenden • Termin für das nächste Treffen Themen • Begrüßung • Übersichtsvortrag • Definition von Zielen des Arbeitskreises • Mögliche Kontakte zu anderen Gremien • Wahl eines Vorsitzenden • Termin für das nächste Treffen Schwierig zu therapierende Tumoren Tumor Tumor Risikoorgane Risikoorgan Photonenstrahlung Blockblenden Resultierende Dosisverteilung Planungszielvolumen Risikoorgane Bild modifiziert nach:Carol MP. Where we are today. In: Sternick ES (Hrsg.) The theory and practice of intensity modulated radiation therapy. Madison: Advanced Medical Publishing, 1997 Photonenstrahlung Blockblenden und Modifikator Resultierende Dosisverteilung Planungszielvolumen Risikoorgane Bild modifiziert nach:Carol MP. Where we are today. In: Sternick ES (Hrsg.) The theory and practice of intensity modulated radiation therapy. Madison: Advanced Medical Publishing, 1997 Erwartete Vorteile der IMRT • Geringere Dosis im gesunden Gewebe / hohe Dosis im Planungszielvolumen – hohe lokale Tumorkontrollrate – hohe Überlebensrate – weniger Nebenwirkungen – höhere Lebensqualität • Behandlung von konkav geformten Tumoren Zielvolumina nach ICRU Report 50 makroskopisches Tumorvolumen klinisches Zielvolumen Planungszielvolumen behandeltes Volumen bestrahltes Volumen Protonen T1 ohne KM Flair T1 mit KM Bestrahlungsplanung (I) • Segmentation der Daten – Zielvolumina – Risikoorgane • Festlegung von – Strahlenart – Tumordosis – Fraktionierungsschema Quelle: www.cms-stl.com Bestrahlungsplanung (II) Vorgaben: • Vorgaben für die Felder – – – – – Anzahl Lage Form Gewichtung Zubehör Optimierung: - interaktiv durch einen Menschen - automatisiert durch einen Computer Ergebnisse: • physikalisch – Dosismatrix (Isodosen, DVH) • biologisch – Tumorkontrollwahrschein-lichkeit (TCP) – Wahrscheinlichkeit für Komplikationen des Normalgewebes (NTCP) • Hilfen für die Kontrolle – digitale rekonstruierte Radiogramme (DRR) Bestrahlungsplanung IMRT (I) Quelle: www.cms-stl.com Bestrahlungsplanung IMRT (II) • Vorgaben – Randbedingungen • z.B. Anzahl der Felder – physikalisch • Dosismatrix • min. / max. Dosis – biologisch • DVH • TCP / NTCP – Wichtung der Ziele • “Strafpunkte” • Ergebnis – – – – – (Anzahl der Felder) Lage der Felder Form der Felder Gewichtung der Felder (Zubehör) Inverse Rückprojektion Signal Signal Detektor Bilder modifiziert nach: Rosenman. Treatmentplanning for IMRT. In: Sternick ES (Hrsg.) The theory and practice of intensity modulated radiation therapy. Madison: Advanced Medical Publishing, 1997 Iterative Dosisoptimierung Bild modifiziert nach: Rosenman. Treatmentplanning for IMRT. In: Sternick ES (Hrsg.) The theory and practice of intensity modulated radiation therapy. Madison: Advanced Medical Publishing, 1997 Erzeugung von IMRTPhotonenfeldern • „Step and Shoot“ • Dynamischer MLC • Modifikatoren • Tomotherapie (z.B. NOMOS Peacock) • Scannende Photonenstrahlen • ... Modifikatoren: Mechanischer Aufbau • Komponenten: – Plexiglas – Styrodur / Stahlgranulat – Plexiglas • Verwendung im Zubehörträger Modifikatoren Verifikation von IMRT-Photonenfeldern • Fluenz / Vollständigkeit der Segmente – Filme – Hochenergie-Bildsysteme • Dosis – – – – – – Ionisationskammern Filme TLD Hochenergie-Bildsysteme Bang Gel ... • Vergleich Planung / Messung BIS 710 Phantom “Plexi-Scan” Plexiglasrohr (beweglich) mit Ionisationskammer Plexiglasplatte (beweglich) Aufbaumaterial (Plexiglasplatten) Rückstreumaterial (Plexiglasplatten) Ionisationskammer Film CEA TVS EP Filmkalibrierung Filmkalibrierung Aufbau des ADAS-Detektors Polyethylen Fluoreszenzschicht sensitive Schicht aus amorphem Silizium (TFT-Matrix) Phantome zur IMRT-Qualitätssicherung • Heidelberg – RW3-Platten – RW3-Kopfphantom • MedTec • QA-Phantom der Firma NOMOS • UKE-Entwicklung RW3-Phantom Heidelberg Phantom der Firma MedTec Verifikation von IMRT-Plänen • Dosisberechnung für den Patienten • Übertragung der Felder auf ein Phantom • Verifikation der Strahlenfelder – Fluenzmessungen: BIS 710 – Relativdosimetrie: Filme – Absolutdosimetrie: Ionisationskammern, TLD • Vergleich zwischen Rechnung und Messung • Freigabe des Bestrahlungsplanes für den Patienten Vorbild Quelle: Low, D.A.; Gerber, R.L.; Mutic, S.; Purdy, J.A. Phantoms for IMRT dose Distribution measurement and treatment verification. Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phys. 40(5): 1231-1235; 1998 IMRT-Phantom NOMOS IMRT-Phantom • Phantommaterial: RW3 • Form: Kubus; Kantenlänge außen 18 cm; Kantenlänge innen 16 cm • Stereotaktische Lokalisation des Phantoms • Lichtdichte Verpackung für Filme • Messungen mit TLD • Messungen mit Ionisationskammern • Nachweis der Verzeichnungsfreiheit von CT-Bildern Filmdosimetrie Filmdosimetrie Stereotaxie-Lokalisatoren Stereotaxie-Lokalisatoren TL-Dosimetrie Verzeichnungsfreiheit eines CT Ionisationskammer-Dosimetrie Ionisationskammer-Dosimetrie Tiefendosiskurven für 4 MV Photonen Feldgröße 10cm x 10 cm Dosis [Gy] für 100 MU 1,2 1 0,8 Tiefendosis im Phantom Tiefendosis in Wasser 0,6 0,4 0,2 0 0 5 10 Tiefe [cm] 15 Tiefendosiskurven für 6 MV Photonen Feldgröße 10cm x 10 cm Dosis [Gy] für 100 MU 1,2 1 0,8 Tiefendosis im Phantom Tiefendosis in Wasser 0,6 0,4 0,2 0 0 5 10 Tiefe [cm] 15 Kalibrierkurve Kodak X-OMAT V 4 MV Photonen 3 2,5 OD 2 Tiefendosiskurve im IMRT-Phantom Messung in 4 cm Plexiglastiefe 1,5 1 0,5 0 0 0,5 Dosis [Gy] 1 1,5 Kalibrierkurve Kodak X-OMAT V 6 MV Photonen 3,5 3 OD 2,5 Tiefendosiskurve im IMRT-Phantom Messung in 4 cm Plexiglastiefe 2 1,5 1 0,5 0 0 0,5 Dosis [Gy] 1 1,5 Lagerungs- und Fixierungshilfen • Rigide Fixierung • Reproduzierbare Lagerung IMRT-Maske Kopfbereich IMRT-Maske Körperstammbereich Intensitätsmodulierter Beispielfall • Simulation eines Tumors zwischen den Augen • Therapieplanung mit KonRad / VOXELPLAN • Anfertigung von Modifikatoren • Verifikation der Modifikatoren • Bestrahlung eines mit TLD bestückten AldersonRando-Phantoms rechts links Verifikation der Fluenz Soll-Fluenz KonRad / VOXELPLAN Isel-Fräse, MLC BIS 710 Vergleich: ADAS / CEA TVS Film / Ionisationskammer IC 10 Meßwerte in beliebigen Einheiten skaliert 7000 6000 5000 4000 ADAS ADAS - Film 3000 ADAS - IC 10 2000 1000 0 -1000 0 20 40 60 Pixel 80 100 120 Vergleich VOXELPLAN / TLD Plan oben Plan unten Mitte TLD Plan TLD TLD Abweichungen Plan / Messwerte Häufigkeitsverteilung der Abweichungen TLD in der Mitte der Scheibe 35 30 30 Klasse der Abweichung Klasse der Abweichung >6 6 5 4 3 2 1 0 -1 >6 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 0 -4 0 -5 5 -6 5 -2 10 -3 10 15 -4 15 20 -5 20 25 -6 25 <-6 Anzahl der TLD in % 35 <-6 Anzahl der TLD in % Häufigkeitsverteilung der Abweichungen TLD oben in der Scheibe Themen • Begrüßung • Übersichtsvortrag • Definition von Zielen des Arbeitskreises • Mögliche Kontakte zu anderen Gremien • Wahl eines Vorsitzenden • Termin für das nächste Treffen Ziele des Arbeitskreises • Dokumentation vorhandener Verfahren • Informationsaustausch • Unterstützung der Klinik-Physiker • Richtlinien für IMRT-Bestrahlungen • Kontakte zu anderen Gremien Diskussionsthemen • Lagerung und Fixierung der Patienten • Erfassung der Zielvolumina • Bestrahlungsplanungssysteme • Linearbeschleuniger • Dosimetrie: Ionisationskammer / Filme / TLD etc. • Phantome zur Qualitätssicherung • Software zur Qualitätssicherung Themen • Begrüßung • Übersichtsvortrag • Definition von Zielen des Arbeitskreises • Mögliche Kontakte zu anderen Gremien • Wahl eines Vorsitzenden • Termin für das nächste Treffen Mögliche Kontakte zu anderen Gremien • DEGRO „Spiegelgremium“ • DGMP-Arbeitsausschüsse – A8: Photonen- und Elektronendosimetrie – A19: Physik der Thermolumineszenz-Dosimetrie • DGMP-Arbeitskreise – – – – – K1: Computer in der Radioonkologie K4: Strahlenschutz K15: Klinische Thermolumineszenzdosimetrie K19: Monte Carlo Verfahren K21: Physik und Technik der Stereotaxie • AAPM Wahl eines Vorsitzenden Terminvorschlag für das nächste Treffen des DGMP AK 24 IMRT • März / April 2002 ?
