Nadir Küçük

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
Alıntı: Solberg ve ark. ‘Quality and Safety Consideration in SRS and SBRT’
Practical Radiation Oncology 2011
3
SRS-SBRT Tanımı
Yüksek Doz + Düşük Fraksiyon= Radyasyon Ablasyonu
Repair/Repopülasyon
mekanizmaların
tahribi
Survival
100
multiple 2 Gy
fractions
10-1
single
fraction
10-2
2
4
Dose (Gy)
6
8
4
SRS-SBRT Tanımı
• Conventional RT
• SBRT
Doğru yere doğru dozu ver.*
Doğru yere doğru dozu ver.**
*Emin değilsen margin ver
**Emin değilsen yapma
Referans: TG-101
5
SRS-SBRT Tanımı
Referans: TG-101
6
SRS-SBRT Tanımı-ÖZET
SRS
•
•
•
•
•
•
Beyin ve CNS tümörleri
Küçük yüksek hassasiyette kolime edilmiş ışınlar
Stereotaksik cihaz kullanımı
Hedefi yüksek doğrulukta ışınlama yeteneği
Farklı ışın dizaynları
Yüksek doz
SBRT
•
•
•
•
Ekstrakranyel bölge
IGRT
Organ hareketine bağlı belirsizlik
Planlama stratejilerinde değişiklikler
7
Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
Beam data toplama
Hesaplama kalitesi
Görüntü Güdümlü Tümör Lokalizasyonu
Organ Hareketi
8
Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
• 1.8 cm ø
Radyocerrahi
Linac
tabanlı
• 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
Yüksek Doz Bölgesi
11
Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
Düşük Doz Bölgesi
12
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
Gündem 1: Küçük Alan Dozimetrisi
Işın ilişkili
• Fokal spot kaybı (Parsiyel Alan Bloklaması)
• Lateral CPE (yüklü parçacık dengesi) kaybı
Dedektör ilişkili
• Hacmi ve yapısı nedeniyle dedektör cevabı
14
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
SORU:PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI HANGİ
ÖNEMLİ SONUCU DOĞURUR?
a) ALAN BOYUTU BELİRLEMEDE BELİRSİZLİK
b) DVH BELİRSİZLİKLERİ
c) IŞIN PENETRASYONUNDA BELİRSİZLİK
d)HEPSİ
15
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
TPS
17
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
Fokal Spot Boyutu
Fiziksel ve Dozimetrik
Penumbra
ile
doğrudan ilişkilidir.
18
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
Geniş alan
• Uniform doz
profili
• Output kaybı
yok
19
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
Küçük Alan
• Uniform olmayan
doz profili
• Daralan penumbra
• Direk foton akısı
kaybı nedeniyle
output kaybı
20
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
• İzomerkeze
ulaşan
primer
foton
sayısı
kaynak bloklandığında
orantısal olarak geniş
alanlardan daha azdır.
21
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
FWHM=%50 profil genişliği
Kesişen penumbra
22
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
SORU:PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI HANGİ
ÖNEMLİ SONUCU DOĞURUR?
a) ALAN BOYUTU BELİRLEMEDE BELİRSİZLİK
b) DVH BELİRSİZLİKLERİ
c) IŞIN PENETRASYONUNDA BELİRSİZLİK
d)HEPSİ
23
PARSİYEL KAYNAK BLOKLANMASI
TPS
Treuer ve ark. 1992
Nokta kaynak
Standart kaynak
24
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
25
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
• 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.
26
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
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
27
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
• Q
noktasında
depozit edilen doz
miktarı düşecektir.
• Merkezi
eksende
absorbe
doz
etkilenecektir.
• Aksiyel kesitte doz
profili etkilenecektir.
28
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
29
LATERAL ELEKTRONİK DENGE KAYBI
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
30
DEDEKTÖR ETKİSİ
• Dedektör boyutu
• Dedektör yapısı
• Enerji bağımlılığı
31
DEDEKTÖR ETKİSİ
04.06.2015
32
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
Gündem 2: Dozimetri ve FFF Işınları
• PDD/TPR
• Profile
• Output Faktör
34
Gündem 2: Dozimetri ve FFF Işınları
Işın Ayarı/Dedektör Oryantasyonu
Dedektör
Alan Boyutu
z=0 cm
z=20 cm
35
Gündem 2: Dozimetri ve FFF Işınları
Işın Ayarı/Dedektör Oryantasyonu
36
Gündem 2: FFF Işınları
37
Gündem 2: FFF Işınları
38
Gündem 2:FFF Işınları
39
Gündem 2:FFF Işınları
40
Gündem 2:FFF Işınları
FFF
FF
-DVH
-%100
41
Gündem 2:FFF Işınları
FFF
FF
-DVH
-%100
%50 izodoz hattı
42
Gündem 2:FFF Işınları
FF
FFF
-DVH
-%100
%10 izodoz hattı
43
Gündem 2:FFF Işınları
Beam-on time
FF
FFF
7 dakika 40 saniye
2 dakika 50 saniye
44
Gündem 2:FFF Işınları
Cilt Dozu
45
Gündem 2:FFF Işınları
AVANTAJ
DEZAVANTAJ
 Dose rate
 Cilt dozu
 Tedavi süresi
 MU
 Tedavi kafası saçılması
 QA zor??? (saturasyon vs..)
 İkincil kanser riski
 Daha az nötron
46
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
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
SRS/SBRT Tekniğine Fiziki Yaklaşım
48
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
49
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
50
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
4DCT
Normal
nefes
İnsp.
Eksp.
4DCT-10 Fazlı Görüntü
MaxIP/MınIP/AveIP
53
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
SABİTLEME
54
Işın dizaynı
55
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
56
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
TG 101
57
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
58
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
PTV
PB
MC
59
Gündem 3: SRS_SBRT Planlamasında Fiziki Yaklaşım
60
Grid Size
0.25mm
0.5mm
61
Grid Size
0.5mm
0.25mm
62
Cihaz-Teknik
-MLC
-Cone
63
Cihaz-Teknik
Interplay Effect
Statik 5 alan
%-6.5-%4.4 fark
Hareketli 5 alan
%Fark
64
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
65
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
66
Margin
67
Reçete İzodoz Hattı
68
Reçete İzodoz Hattı
Gammaknife için genellikle %50 izodoz hattı
Linak tabanlı cihazlarda
-Tek izocentr ise %80
-Multipl izocent ise %70
Keskin doz falloff sağlayabilmek
için gerekli izodoz
hattı
69
20Gy x 3 ≠ 2Gy x 30
70
CI,GI
Prescription Isodose Volume/PTV Volume
71
CI,GI
RTOG=Prescription Isodose Volume/PTV Volume
RTOG
Paddick
Paddick formulü
72
CI,GI
% 50 Prescription Isodose Volume/PTV Volume=R50
73
74
HIGH DOSE SPILLAGE (RTOG)
PTV dışındaki %105 doz alan volüm <= %15
PTV= 28,73 cc
V105= 28.9 cc
V105-PTV= 0.17 cc (<%1)
Transvers
Frontal
Sagittal
INTERMEDIATE DOSE SPILLAGE (RTOG)
V%100
V%50
D%100=%97.2
CI: (TVRI)2 / (TV*VRI)=0.85
GI: V%50/V%100=3.8
ORGAN TOLERANS DOZLARI
77
ORGAN TOLERANS DOZLARI
Mide Tolerans
Dozu???
78
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
Gündem 4: Tedavi ve QA
TÜMÖR HAREKET YÖNETİMİ
• Kardiak hareket
• Nefes aılp verme
• Bağırsak gaz geçişleri, mesane doluluk vs.
80
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.
81
Gündem 4: Tedavi ve QA
Gerçek zamanlı Tümör Takibi
82
Gündem 4: Tedavi ve QA
83
Gündem 4: Tedavi ve QA
GÖRÜNTÜ GÜDÜMLÜ LOKALİZASYON
• 2D MV EPİD
• MV/kV CT
• kV görüntüleme sistemleri
• Ultrason
• Radyofrekans traking
84
Gündem 4: Tedavi ve QA
CBCT görüntüleme tekniğine bağlı hasta dozu
85
Gündem 4: Tedavi ve QA
QA
86
AAPM 91 -101- 142
E2E TESTİ
Gündem 4: Tedavi ve QA
88
Gündem 4: Tedavi ve QA
W-L TESTİ
• Masa, kolimatör ve gantry ile ilgili test
• Pozisyon doğruluğunu verir
• Alanın merkezine mekanik topun
oturmadığını kontrolüdür
• <0.5 mm
oturup
89
Gündem 4: Tedavi ve QA
GAMMA ANALİZİ
90
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.
91
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
92