İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ CERRAHPAŞA TIP FAKÜLTESİ RADYASYON ONKOLOJİSİ AD.
IGRT
30.12.2015
Uz.Fiz.Özgehan Onay
1895’te Wilhelm Conrad Röntgen’ in x ışınlarını,
1896’da Antoine Henri Becquerel’ in Uranyum tuzlarını,
1898’de Curie’ lerin Radyum’ u keşfi,
1919 yılında Ernest Rutherford’ ın yapay radyoaktiviteyi bulması, Bu buluşlardan sonra, iyonize radyasyon tıpta az da olsa
uygulama alanı bulsa da ağır yan etkiler nedeniyle 1920’li yıllara dek etkin bir şekilde kullanılamamıştır.
Radyoterapi ‘nin Tarihçesi
Small tubes containing radium salts are strapped to a woman's face to treat what was either lupus or rodent
ulcer, 1905.
Radyoterapi ‘nin Tarihçesi
X-ray apparatus used for treatment of epithelioma
of the face, 1915. The
tube is in a localizing shield; and a perforated sheet of metal is securely fashioned to the surface by adhesive plaster.
Radyoterapi ‘nin Tarihçesi
Radyoterapinin Tarihçesi
İlk kez 1922’ de lokal ileri larenks kanserinin radyoterapi ile
önemli komplikasyonlar olmadan iyileşebildiği Coutard tarafından Paris Uluslararası Onkoloji Kongresi’nde gösterilmiştir
1934’ de Coutard günümüzdeki radyoterapinin
temelini teşkil eden doz-zaman ilişkisi kavramını içeren uzun süreli fraksiyone tedavi yöntemini geliştirmiştir.
II. Dünya Savaşı’ ndan sonra radyobiyoloji hızlı bir gelişme
sürecine girmiş, fraksiyone radyoterapi ile hücre sağkalım eğrileri elde edilmiştir.
Radyoterapinin Tarihçesi
The first patient to receive radiation therapy from the medical linear accelerator at Stanford was a 2-year-old boy.
The original linear accelerator in operation
Betatron 1943 yılında kullanılmaya başlamış, Kobalt-60 teleterapi cihazları ise 1950’ den sonra tüm Dünya’ ya yayılmış ve sonrasında Lineer hızlandırıcılar geliştirilmiştir.
Radyoterapinin Tarihçesi
Radyolojinin Tarihçesi
Thariat, J. et al. (2012) Past, present, and future of radiotherapy for the benefit of patients
Nat. Rev. Clin. Oncol. doi:10.1038/nrclinonc.2012.203
Radyoterapinin Tarihçesi
Radyoterapi
MLC
MLC = Multi Leaf Collimator
Sağlıklı dokuları korumak amacı ile cihazın kafa kısmına yerleştirilen tungsten alaşımdan yapılmış yaprakcıklar.
Cihazdan cihaza farklılıklar göstermektedir.
Radyoterapi İş Akışı
Radyoterapi İş Akışı
Radyoterapi İş Akışı
Radyoterapi İş Akışı
Pet – Bt – MR Etegrasyonu
2D Tedavi
PTV
Radyoterapi İş Akışı
3D Tedavi
PTV
Radyoterapi İş Akışı
IMRT Tedavi
PTV
Radyoterapi İş Akışı
Tedavi Simulasyon
Radyoterapi İş Akışı
Isodoz Eğrileri
Radyoterapi İş Akışı
Sağlıklı dokulara minimum, hedef hacme maksimum dozu vermemizi sağlayan optimum tedavi planı oluşturulması hedeflenir.
Radyoterapi İş Akışı
Radyoterapi İş Akışı
IGRT
• IGRT Nedir?
• Radyoeterapi öncesinde, sırasında ve sonrasında organ ve tümör hareketlerinin kontrolüyle, sağlıklı dokulara maksimum koruma sağlarken, hedef hacimlerin istenen dozu almasını sağlamaktır.
IGRT
Neden IGRT?
• Konvansiyonel tedavide alanlar büyüktü,
• 3D-KRT ve IMRT ile alanlar küçüldü, Doz gradienti arttı,
• Hataların önemi arttı(Sistematik, Randomize hatalar),
• Küçülen marjlarla daha yüksek dozlara çıkılmak istendi,
• Hasta immobilizasyonu mükemmel değil,
• TPS ve gerçek geometri arasında oluşabilecek farklar var,
• Asıl amaç marjları küçültmek!!!
• Tedavi planlanmasında, organ hareketleri ve hedef belirleme gibi belirsizlikleri (Sistematik Hata) en aza indirerek tedavinin doğru planlanmasını sağlamak
• Tedavi öncesinde ve sırasında, hedefin ve organların hareketlerini izlemek, set up doğruluğunu arttırmak (Randomize Hata) ve planlanan tedavinin doğru uygulanmasını sağlamak
• Marjları küçülterek, yan etkileri azaltırken hedef volüme verilebilecek en yüksek dozu vermek.
IGRT ‘ de Amaç
Asıl amaç marjları küçültmek
Marjları nasıl küçültebiliriz?
• Hedef hacmin yer değişimi takip edilerek set-up ve internal marjlar küçültülebilir.
PTV:CTV+SM+IM
Hedefin muhtemel yerleşimini ve hata paylarını hesaba katıp oluşturulan geniş PTV yerine, tedavi boyunca her gün hedefin nerede olduğunu görüntü eşliğinde belirleyerek yeterli hacime belirlenen dozu verebilmeyi amaçlarız. PTV: Planning target volume, CTV: Clinic target volume, SM: Set-up margin, IM: Internal margin
Hedef Hacim Tanımlaması
Bölgelere Göre Hareketler
• Baş boyunda; tümörün küçülmesi, kilo kaybı ile maskenin bollaşması, ödem..
• Akciğerde; solunum, tümörün küçülmesi, ödem,..
• Memede; günlük pozisyon değişimi, solunum, kalp hareketi,...
• Pelviste; mesane ve rektum dolu – boşluğu, bağırsak hareketleri..
Adaptif Radyoterapi
Görüntüleme Teknikleri
Görüntüleme Çeşitleri
• Port film • MV portal imagers • In-room ultrasound localization • Marker-based localization • Fluoroscopic tracking • Flat panel imaging (EPID) • KV digital imaging • CT – on rail • KV-CBCT • MV-CBCT
1980’ler
1990’lar
2000’ler
Görüntüleme Teknikleri
• On-line
– tedaviden hemen önce görüntü alınarak düzeltme yapılır, hasta düzeltilmiş olarak tedavi olur.
• Off-line
– tedavi öncesi görüntüleme yapılır, düzeltme yapılmaz.
• On-line, Real- time
MV Görüntüleme : EPID EPID
(Electronic Portal Imaging Device)
MV Görüntüleme : EPID EPID
(Electronic Portal Imaging Device)
MV Görüntüleme : EPID EPID
(Electronic Portal Imaging Device)
MV Görüntüleme : EPID EPID
(Electronic Portal Imaging Device)
MV-CBCT
6MV foton ışını kullanılır.
Gantri rotasyonu sırasında MV flat panel dedektör ile portal görüntüler alır
Başlama pozisyonu 2700, (2000-2100) 110-1200 ye kadar dönerek aldığı portal görüntüleri birleştirir.
Görüntülerin alınması 45sn rekonstrüksiyon vs.
toplam 2 dak.
Planlama sisteminden gelen görüntülerle alınan görüntü çakıştırılarak set up düzeltmesi yapılır.
Max. alan açıklığı xyz:27cm
Hasta dozu 2-10 cGy
MV-CBCT
MV-CBCT
Tedavi Pozisyonunda 3D görüntüleme ve doz dağılımı
Tomoterapi MV-CT
MV-CT
Tedavi Pozisyonunda 3D görüntüleme ve doz dağılımı
MV-CT
MV-CBCT
Üç boyutlu volümetrik görüntüleme
Yüksek Z değerli maddelerde artefakt yok
Alınan görüntüler doz hesaplamalarında
kullanılabilir
Anatomi ve doz dağılımı çakışması yapılabilir
Sistemin izomerkez QA için tek bir ışın aksının
kontrolü yeterli
Ancak hastaya verilen doz YÜKSEK! (0,3 - 3 Gy)
kV Tabanlı Görüntüleme Sistemleri
kV-CBCT Varian-OBI (On Board Imaging)
Elekta-XVI (x-ray Volumetric Imaging)
In room CT (Tedavi odasında kV CT)
Stereoskopik kV görüntüleme Brainlab exac trac
Cyberknife
Varian-OBI (On Board Imaging)
Linak Konsol
4D Integrated
Tedavi Konsolu
On-Board
Görüntüleme
Konsolu
RPM Respiratory
Gating Konsol
Varian-OBI (On Board Imaging)
Varian-OBI (On Board Imaging)
In-Room CT
Stereoskopik kV ile IGRT
ExacTrac X-Ray 6D image-guided
radiotherapy (IGRT) sistem
Infrared (IR) optik pozisyonlama sistemi
(ExacTrac)
Radyografik kV x-ray görüntüleme
sistemi(X-Ray 6D)
Tavanda asılı iki flat panel dedektör.
Zeminde dedektörlere dik açıda yerleştirilmiş X-ışını tüplerinden
oluşur. Hastanın pozisyonunu tedavi sırasında takip eden optik infrared traking sistem bu konfigürasyona entegre edilmiş Sistem Novalis Linac la kullanılıyorsa, Masa x,y,z hareketine ek olarak her yöne 6 derece rotasyon hareketi ile otomatik pozisyonlanabilir. 6 DOF (six degree of freedom) Tüm linaklara ilave edilebilir.
Brain Lab, ExacTrac
Stereoskopik kV ile IGRT ExacTrac X-Ray 6D image-guided radiotherapy (IGRT) sistem
Infrared (IR) optik pozisyonlama sistemi (ExacTrac)
Radyografik kV x-ray görüntüleme sistemi(X-Ray 6D)
Tavanda asılı iki flat panel dedektör.
Zeminde dedektörlere dik açıda yerleştirilmiş X-ışını
tüplerinden oluşur. Hastanın pozisyonunu tedavi sırasında takip eden optik infrared traking sistem bu konfigürasyona entegre edilmiş Sistem Novalis Linac la kullanılıyorsa, Masa x,y,z hareketine ek olarak her yöne 6 derece rotasyon hareketi ile otomatik pozisyonlanabilir. 6 DOF (six degree of freedom) Tüm linaklara ilave edilebilir.
Brain Lab, ExacTrac
Bu metod intrakranyal hedefler için kullanılır.
Görüntü, yüksek kontrast kemik bilgisi kullanılarak elde edilir.
6D denmesinin nedeni, düzeltmelerin 3 translasyonel hareket (x,y,z) ve 3 rotasyonel hareket için yapılmasıdır.
Tedavi boyunda belirlenen ışın aralıklarında görüntü alınır ve bu görüntüler planlama bilgisayarından gelen DRR’lar ile
karşılaştırılır.
Stereoskopik kV ile IGRT
Bu metod omurga içindeki ya da omurga yakınındaki hedefler için kullanılır.
6D izleme yönteminde olduğu gibi görüntü elde etme, yüksek kontrast kemik bilgisine dayanmaktadır.
İzlenecek iskelet yapısı, tedavi planı esnasında CT görüntülerinde referans noktası olarak belirlenir. Referans noktası, hedefe yakın ve yeterli iskelet özellikleri taşıyan bir bölgeden seçilmelidir. Bu algoritma, bir dikdörtgen izleme gridinin 81 noktasında alınan görüntüleri kullanarak, rotasyonal ve doğrusal yönlerdeki yer değişim miktarlarını hesaplar.
Stereoskopik kV ile IGRT
X-ray sistem optik takip sistemi ile entegre
ExacTrac x-ray
Optik takip sistemi + X-Ray sistemi software yardımı ile on line takip
Eksternal markerlarla eş zamanlı takip yapılırken, Internal markerlar kV görüntüleme ile doğrulama için kullanılır.
Belirlenen limitin dışına çıktığında ışın kesilir.
MV CT vs CB CT
MV CT vs CB CT
USG ile IGRT
Avantajları Ek doz verilmiyor,
genellikle prostat uygulamalarında kullanılır.
Dezavantajları Uygulama sırasında probun
bastırılması prostatın yer değiştirmesine neden olur.
CT görüntüleri ile karşılaştırıldığında görüntü kalitesinin her zaman iyi olmaması
Farklı kişiler tarafından farklı yorumlanma olasılığı yüksek.
Real Time USG ile IGRT
Real Time USG ile IGRT
Real Time USG ile IGRT
Real Time USG ile IGRT
Radyofrekans Tabanlı IGRT
Solunum Takip Sistemleri
-Gögüs Duvarı yada abdomen hareketlerini solunumla ilişkilendiren sistemler
-Real-Time Position Managament (RPM)
-Kemerli Sistemler
-Spirometre
-Vücut Yüzeyi Tarama Sistemi
RPM
Kızıl ötesi kamera
İki yada 6 noktalı kızılötesi yansıtıcılı aparat
RPM
Optik izleme yazılımı
4D -CT
RPM
RPM ile hasta tedavisinde için hastaya takılan gözlük yardımıyla hastanın kendi nefes döngüsünü izleterek senkronize solunumu yakalayabilmek amaçlanmaktadır.
Kemerli Sistemler ile IGRT
Abdominal kemer Gözlük sistemi Kemere monte edilen sensor Wave Desk (Sinyal alıcı kutu) Toplanan bilgiler özel bir yazılımla eşleştirilir
Spirometre
Hastaya solunum kontrolü eğitimi verilir. Derin inspirasyonda nefesini tutarak planlanır ve tedavi olur. Elindeki butonla nefesini tutamayacağı zaman tedavi cihazını durdurabilir.
Vücut Yüzeyi Tarama Sistemi
27.12.15
Vücut Yüzeyi Tarama Sistemi
Vücut Yüzeyi Tarama Sistemi ile Solunum Takibi
MR ile IGRT
MR ile IGRT
Teşekkürler