Radioterapia guidata dalle immagini Radioterapia guidata dalle immagini Radioterapia guidata dalle immagini Radioterapia guidata dalle immagini (IGRT) con megavoltage CT(IGRT) con megavoltage CT(IGRT) con megavoltage CT(IGRT) con megavoltage CT

L. LongoniIRCCS San Raffaele - Milano

Trento, Trento,

17 Giugno 201017 Giugno 2010

Integrazione metodiche di avanguardia basate sulle immagini per definire il tumore

� Distribuzione dose max solo su target� Massimo risparmio organi sani circostanti

�� Sistemi basati su MVSistemi basati su MV- EPID- MV-CBCT (MVCT Cone Beam)- Tomoterapia Elicoidale

�� Sistemi basati su KVSistemi basati su KV- Stereoscopic KV imaging- Cone beam kV CT- CT in sala di terapia

�� Soluzioni alternativeSoluzioni alternative- Soluzioni ibride KVCT-MVCT- Sistemi ottici (markers cutanei, riconoscimento automatico superfici….)- Sistemi ad ultrasuoni- Sistemi a radiofrequenza- Sistemi NMR

MV: EPIDMV: EPID- Immagine creata con lo stesso fascio di trattamento- Verifica di campi, MLC- Informazione 2D- Visualizzazione strutture ossee; non facile localizzazione target- Dose ~ 6-10 cGy (per campo)- Durata camere e flat panel?

MV: MVMV: MV--CBCT ( MV Cone Beam CT)CBCT ( MV Cone Beam CT)- Ricostruzione 3D di immagini 2D acquisite con EPID- Nessun dispositivo aggiuntivo- Stesso fascio di trattamento utilizzato anche per imaging- Imaging 3D- Dose: 5-15 cGy- Qualità immagine?- Durata flat panel?

Helical Tomotherapy: CT scanner a megavoltaggio, specificamente designato per erogare trattamenti IMRT

IMRTIMRTsistema IMRT

dedicato

IGRTIGRTSistema integrato Image Guided che permette l’acquisizione di immagini MVCT utilizzando la stessa sorgente di

trattamento

INTEGRAZIONE !!INTEGRAZIONE !!

HelicalHelical TomotherapyTomotherapy Radiation Source 6MV (800MU/min)Treatment: E= 6 MeV (Emed=1.5MeV) Imaging: E= 3.5 MeV (Emed=1MeV)

Moveable jaws (tungsten): shape the beam in longitudinal direction. Field width: 0.5-5cm; Max. Field: 40 cm(x) x 5cm(y)

Binary MLC: collimates the beam in the transverse direction (x)- Binary leaves: on or off (time < 25 msec) - Interlocking tongue-groove design - 64 leaves (6.25mm wide) - 10 cm thick

Array CT detector: 738 xenon detectors on the rotating gantry, opposite the beam

85 cm gantry aperture

40 cm FOV

85 cm

SAD

50 cm

MVCT Imaging con TomoterapiaMVCT Imaging con Tomoterapia

- Energia: 3.5 MeV

- Rivelatori CT : Rivelatori a xenon disposti ad arco, 738 canali (1.21 mm centro-centro; 0.73 mm all’isocentro)

- FOV= 40 cm (limite imposto dalla larghezza del MLC)

- Distanza Source - Array CT: ~ 142 cm

- Fan Beam: 400mm (x) x 5 mm (y)

- Periodo di rotazione: 10 sec; 2 slice ricostruzione per rotation

- Modalità di acquisizione : Fine/ Normal/ Course (2, 4, 6mm);

MVCT Imaging con TomoterapiaMVCT Imaging con Tomoterapia

- Matrice ricostruzione immagine: 512 x 512 (0.78 mm in-plane resolution)

- Tempo ricostruzione: ~ 1sec per slice, contemporaneamente all’acquisizione dei dati

- Dose media: ~ 2 cGy - Fine Scan, ~ 1.2 –1.5 cGy - Normal Scan <1 cGy - Coarse Scan

Tipici tempiTipici tempi: ~ 5 minuti (Acquisizione, Ricostruzione, Registrazione)

RIDUZIONE ARTEFATTI MATERIALI AD ALTO Z

Protesi: kVCT

Protesi: MVCT

SELECTION PANEL

ESECUZIONE MVCT

TECNICA DI ALLINEAMENTO IMMAGINITECNICA DI ALLINEAMENTO IMMAGINI

RISOLUZIONE SPAZIALERISOLUZIONE SPAZIALE

VARIAZIONE UNITAVARIAZIONE UNITA’’ HOUNSFIELDHOUNSFIELD

PARAMETRI DI ROTAZIONE E TRASLAZIONE

ROI

LASER

DOSEDOSE

TOMOIMAGE TOMOIMAGE

FILTERFILTER

IMMAGINI INIZIALIIMMAGINI INIZIALI

Prima del remarking

Dopo il remarking

DATABASE DEGLI SHIFT GIORNALIERIDATABASE DEGLI SHIFT GIORNALIERI

IGRT IN TOMOTERAPIA: PROSTATAIGRT IN TOMOTERAPIA: PROSTATA

Protocollo Off-Line e riduzione errore sistematico

-10 pazienti

-Schema ipofrazionato, trattamento adiuvante carcinoma prostatico: 58 Gy, 20 frazioni, 2.9 Gy/fr.

-Acquisizione KVCT : slice 5mm /Acquisizione MVCT :Normal Scan (4mm)

-MVCT giornaliera per le prime 4 sessioni

-Matching automatico sulle strutture ossee (set-up): correzione set-up se > 6mm in una direzione LR-SI-CC; altrimenti no correzione.

-Analisi shift e correzione definitiva alla 5 sessione, se >3mm

- MVCT settimanale per il resto del trattamento

ERRORI SISTEMATICI E RANDOMERRORI SISTEMATICI E RANDOM

First 4 fractions Weekly MVCT

X(mm)X(mm) Y(mm)Y(mm) Z(mm)Z(mm) X(mm)X(mm) Y(mm)Y(mm) Z(mm)Z(mm)

SystematicSystematic 2.872.87 2.512.51 1.421.42 1.871.87 1.131.13 1.631.63

RandomRandom 1.661.66 0.880.88 1.221.22 2.422.42 1.511.51 1.631.63

CONCLUSIONICONCLUSIONI

MVCT con Tomoterapia: punti deboli-Processo lento se comparato, per esempio, all’uso di tubi KV steroscopici. L’intero processo ‘Scansione-registrazione-correzione posizionamento’ dovrebbe essere più veloce.

- Tecnica inadeguata per un imaging real-time (es.. sincronizzazione respiro)

MVCT con Tomoterapia: MVCT con Tomoterapia: punti fortipunti forti-- Processo Processo integratointegrato nel trattamentonel trattamento

-- Imaging Imaging volumetricovolumetrico; buona qualit; buona qualitàà immagine per unimmagine per un’’ accurata accurata localizzazione del target localizzazione del target

- Fascio trattamento usato anche per imaging usato anche per imaging

AllineamentoAllineamento

-- Accuratezza di ogni singola applicazioneAccuratezza di ogni singola applicazione

-- Valutazione quotidiana dello stato di malattiaValutazione quotidiana dello stato di malattia

Fiorino IJROBP 2008;71(2):611-617

ADAPTIVE RADIOTHERAPY

ADAPTIVE RADIOTHERAPYADAPTIVE RADIOTHERAPY

RECIDIVA MEDIASTINICA REGRESSA

M.R.M.R. (F)(F)

64 aa64 aa

K mammella, K mammella, stadio IVstadio IV

ESOFTALMO REGRESSO

F.V.F.V. (F)(F)

53 aa53 aa

COMPLICANZE: VERSAMENTO PLEURICO

M.R.B.M.R.B. (F)(F)

50 aa50 aa

K mammella,K mammella,

stadio IVstadio IV

…………………… grazie per la vostra grazie per la vostra grazie per la vostra grazie per la vostra grazie per la vostra grazie per la vostra grazie per la vostra grazie per la vostra

cortese attenzionecortese attenzionecortese attenzionecortese attenzionecortese attenzionecortese attenzionecortese attenzionecortese attenzione!!!!!!!!