Ακτινοθεραπεία Προστάτη - Ανάλυση λαθών τοποθέτησης σε MVCT/CBCT IMRT

Κοκολάκης, Γεώργιος

Prostate Radiotherapy - Positioning Errors Analysis in MVCT/CBCT IMRT

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Κοκολάκης, Γεώργιος

Date

2022-11-01

Advisor

Μπαλαφούτα, Μυρσίνη

Μεταπτυχιακή εργασία (980.3Kb)

Keywords

CBCT ; MVCT ; Απεικονιστικά Καθοδηγούμενη Ακτινοθεραπεία ; IGRT ; Σφάλματα τοποθέτησης ; Μετατοπίσεις ; Καρκίνος του προστάτη

Abstract

Κατά την τοποθέτηση του ασθενή για ακτινοθεραπεία προστάτη προκύπτουν γεωμετρικά σφάλματα. Η τομογραφία κωνικής δέσμης (cone-beam CT, CBCT) πραγματοποιείται για τη γεωμετρική επιβεβαίωση της θέσης θεραπείας πριν την πραγματοποίηση της καθημερινής συνεδρίας. Σε αυτή την ερευνητική εργασία συλλέχθηκαν 3244 μετατοπίσεις από συνολικά 112 ασθενείς. Η αξονική σύντηξης (registration) στους 24 ασθενείς έγινε με kV-CBCT απεικονιστικό σύστημα (γραμμικό επιταχυντή TRUE BEAM της εταιρείας VARIAN) και στους 88 ασθενείς με MV – MVCT λήψη σε γραμμικό επιταχυντή HALCYON της εταιρείας VARIAN. Ο αριθμός των θεραπειών για κάθε ασθενή κυμαίνεται από 20 έως 30 θεραπείες και η σύντηξη των τομογραφικών δεδομένων έγινε χειροκίνητα χρησιμοποιώντας soft window. Οι βαθμοί ελευθερίας της τράπεζας θεραπείας ήταν έξι (μετατοπίσεις και στροφές στους X, Y και Ζ άξονες) και τρείς (μετατοπίσεις κατά τους Χ, Υ και Z άξονες) για το TrueBeam και Halcyon αντίστοιχα. Τα συστήματα ακινητοποίησης που χρησιμοποιήθηκαν ήταν το knee fix, το feet fix της εταιρείας QFIX και ένα απλό μαξιλάρι για το κεφάλι. Το περιβάλλον εργασίας και σύντηξης των αξονικών έγινε με το πρόγραμμα ARIA της εταιρείας Varian. Ο σχεδιασμός των πλάνων θεραπείας έγινε στο πρόγραμμα Eclipse. Το PTV που ορίστηκε από τους ακτινοθεραπευτές είναι στα 0.5 με 1 cm από το CTV και συνολική δόση για ανεγχείρητο καρκίνο του προστάτη >74 Gy και για μετεγχειρητική ακτινοθεραπεία πάνω από 66 Gy. Στο TRUE BEAM η λήψη των εικόνων έγινε με την μέθοδο CBCT σε pelvis mode με half fan type και full trajectory, 125 kV και 1080 mAs. Στο HALCYON η λήψη των εικόνων έγινε με MVCT, 10 MU. Η ανάλυση των μετατοπίσεων, ανά άξονα, κάθε ασθενούς έδειξε ότι οι μετακινήσεις που απαιτούνται είναι της ίδια τάξης μεγέθους, ανεξάρτητα από το σύστημα στο οποίο πραγματοποιήθηκαν. Επίσης, παρατηρήθηκε ότι οι μεγαλύτερες μετακινήσεις έγιναν κατά τον άξονα του Ζ (VERTICAL), με τιμές από 0.29 έως 0.30cm. Για τις τιμές του Υ άξονα (LONGITUDINAL) οι μετακινήσεις κυμαίνονται από 0.16 εως 0.17 cm όπως και για τον Χ άξονα (LATERAL) βρέθηκαν μέσοι όροι από 0.17 έως 0.24cm. Σε περαιτέρω ανάλυση όλων των μέσων όρων ως προς και τις τρείς κατευθύνσεις βρέθηκε χωρικό σφάλμα (SPATIAL ERROR) από 0.58 έως 0.60cm.

Abstract

Positioning prostate cancer patients on radiotherapy treatment couch leads to geometrical uncertainties, differences between treatment planning position and daily treatment position before treatment may occur. Cone Beam-CT (CBCT) is performed in order to confirm treatment position before daily treatment fraction. In this study 3244 positioning errors from 112 patients were analyzed. The positioning CT for 24 patients was performed by kV-CBCT at a TrueBeam Linac (VARIAN) and for 88 patients by a MV-MVCT at a Halcyon Linac (VARIAN). The number of treatment sessions ranges from 20 to 30 and soft window and manual matching was used. 6DoF couch was fully operated on TrueBeam and 3DoF on Halcyon. The immobilizing devices used were a knee fix and a feet fix (QFix) and a common pillow. ARIA Oncology Information System was used for image fusion. All treatment plans were conducted in Eclipse Treatment Planning System. The PTV margin defined by radiation oncologists range from 0.5 to 1.0cm from CTV and the total dose was >74 Gy for unresectable prostate cancer and >66 Gy for post operative radiotherapy. The TRUE BEAM image acquisition performed with CBCT in pelvis mode using half fan type and full trajectory, 125kV and 1080mAs. In Halcyon the image acquisition performed by MVCT, 10MU. Analysis of the displacements, per axis, of each patient showed that the positioning displacements required are of the same magnitude, regardless the system in which they were performed. In addition, larger positioning errors observed in Z-axis (Vertical), values range from 0.29 to 0.30cm. On Y-axis (LONGITUDINAL) the positioning errors range from 0.16 to 0.17cm and on X-axis (LATERAL) they range from 0.17 to 0.24cm. Further analysis of average values in 3 directions was calculated a Spatial Error of 0.58 to 0.60cm.