Dose tracking og adaptiv strålebehandling av ØNH pasienter ved Radiumhospitalet. Torbjørn Furre, Aniko Balazs og Karsten Eilertsen

Transkript

1 Dose tracking og adaptiv strålebehandling av ØNH pasienter ved Radiumhospitalet Torbjørn Furre, Aniko Balazs og Karsten Eilertsen

2 Bakgrunn ØNH pasienter behandlet med marc teknikk på Siemens Artiste Planlagt i RayStation (RS) MV-CBCT SIB (54,64 og 68Gy) Hovedplan (46Gy) etterfulgt av boostplan (4,14,20Gy) 3mm CTV/PTV margin Store dosegradienter Mange OAR

3 Problemstilling Observerer at pasientgeometri endres underveis i behandlingen Observerer at pasienten roteres om x- og z- aksen (pitch and roll) Kan ikke korrigeres med konvensjonelle bord (ikke 6DOF) Utfordring: Hvordan påvirker disse avvikene dosen til målvolumet og doser til OAR som ofte er nær toleransedosene?

4 Formål med studien Gjennomføre dose tracking på RayStation på 15 pasienter som har blitt fulgt opp med ukentlig MV-CBCT (1MV, 7.6 MU, beinmatching på columna) Kartlegge avvik mellom planlagt dosefordeling og akkumulert dosefordeling basert på faktisk behandlingsposisjon/geometri basert på disse CBCTopptakene.

5 Import av CBCT Alle CBCTene importert til RS for dose tracking analyse Forflytningsdata mates inn for hver CBCT CBCT tilegnes en forenklet tetthetsmatrise

6 Bearbeiding av CBCT Rigid samregistering mellom CBCT i faktisk behandlingsposisjon og planleggingsct

7 Bearbeiding av CBCT Tilordning av tetthetsmatrise 5 typer vev

8 Korrigering av ytterkontur Pga begrenset FoV på CBCT må ytterkonturene korrigeres og manglende tetthetsmatrise fylles ut med bakgrunn i planleggingsct Tetthet i manglende vev settes lik vann

9 Utfører Deformable Image Registration (DIR) Benytter ANACONDA hybrid deformation algoritmen i RayStation Kombinert ROI- og gråskalaregistrering Benyttet ytterkontur og et fokusroi for å få bra resultat av DIR Elastisk deformasjon av CBCT -> CT Ønsker felles geometrisk referanseramme relativt til voksler i CBCT og planleggingsct Flytte ROIer fra CT til CBCT for å sample dosen i ROIene slik de blir behandlet Flytte dose tilbake til plan CT for å kunne akkumulere dosen over flere fraksjoner.

10 DIR vs Rigid registration Deformable image registerering Rigid registrering basert på faktisk behandlingsposisjon

11 Evaluerer kvaliteten på DIR Visuell kontroll vha blending Numerisk evaluering på ikke- elastiske strukturer som f.eks bein Visuell kontroll av forflytningsvektorfelt fra CT til CBCT

12 Flytter ROI fra CT til CBCT De aktuelle ROIene overføres fra CT til CBCT vha utført og akseptert DIR Heltrukket ROI på CT Deformerte ROI stiplet på CT Stiplet ROI på CBCT Heltrukket ROI tilhører CT

13 Utfører dose tracking To doseberegninger: Beregner dose på CBCT i behandlingsposisjon (TrAlgn) med aktuell plan. Deformerer dosen fra CBCT tilbake på planleggingsct

14 Dose i CBCT og deformert dose i CT Dose beregnet på CBCT i faktisk behandlingsposisjon Dose deformert tilbake på planleggingsct

15 Akkumulering av dose på planleggingsct For samtlige CBCT opptak er det i ettertid av behandling utført dose tracking for de aktuelle fraksjonene For fraksjoner uten CBCT er doseberegning estimert basert på en nærliggende fraksjon med CBCT opptak slik at alle behandlede fraksjoner har en behandlingsrealistisk deformert dose

16 Planlagt vs akkumulert dose på CT Planlagt dose på CT Akkumulert dose på CT Tilordning av deformert fraksjonsdose DVH planlagt og akkumulert Dosedifferanse

17 Resultater For 14 av 15 pasienter fikk vi til veldig gode DIR og etterfølgende dose tracking ble utført med fornuftige resultater (en pasient med bolus ble ekskludert pga dårlig DIR) For to pasienter observerte vi betydelig reduksjon av tumorvolum (fysikervurdering) For èn av disse pasientene medførte dette også en samtidig stor reduksjon av ytterkonturen Observerte rotasjoner (pitch og roll) for mange av pasientene. Ikke kvantifsert ennå. For èn tredje pasient ble doser til synsapparat betydelig høyere enn planlagt pga uønsket rotasjon (pitch) ved behandling

18 Relativ dose normert til middeldose i GTV (%) Resultater Planlagte og akkumulerte doser for GTV (middeldose og D99) Planlagt middeldose GTV Akkumulert middeldose GTV Planlagt D99 GTV Akkumulert D99 GTV Pasient

19 Relativ dose normert til middledose i elektive LK (%) Resultater Planlagte og akkumulerte doser for elektive LK (middeldose og D99) Pasient Planlagt middeldose elektive LK Akkumulert middeldose elektive LK Planlagt D99 elektive LK Akkumulert D99 elektive LK

20 Dose (Gy) Resultater Planlagte og akkumulerte doser for medulla (D1) og parotis (middeldose) Pasient Planlagt D1 medulla Akkumulert D1 medulla Planlagt middeldose parotis Akkumulert middeldose parotis Planlagt D1 synsnerve Akkumulert D1 synsnerve

21 Rotasjon av pasient 14 CT Heltrukket ROI CBCT Stiplet ROI Synsnerve CT/CBCT GTV

22 Rotasjon av pasient 14 Planlagt dosefordeling Akkumulert dose basert på CBCTopptak Dosedifferanse

23 Adaptiv doseplanlegging Basert på dose tracking Uønsket avvik i dosefordeling kan resultere i ønske om ny adaptiv plan underveis i behandlingen I RayStation kan man benytte den akkumulerte dose (dose tracking) som bakgrunnsdose for å generere en ny behandlingsplan. Kan benytte eksisterende CBCT eller en ny CT som planleggingsgrunnlag.

24 Tenkt adapsjon for rotert pasient etter 20 fraksjoner

25 Resultat av adaptert plan Planlagt dosefordeling Dosefordeling med adaptert plan etter 20 fraksjoner Faktisk gitt behandling

26 Konklusjon Doseberegning på MV-CBCT i RayStation virker lovende. Nyttig verktøy for å evaluere korrekthet av dosefordeling underveis i behandlingen. Til tross for en del observerte endringer i pasientanatomi- og posisjon behøver ikke dette å være av betydning hva angår ønsket dosefordeling i pasienten. For enkelte pasienter vil det helt klart være nyttig å lage en adaptiv plan for å oppnå ønsket dosefordeling