Řešení pro QA a dozimetrii v radioterapii Ing. Radka Maradová, Ph.D. – ENVINET a.s. Salih Arican – Sun Nuclear Corporation
ENVINET a.s. •
Zaměření společnosti Komplexní dodávky a služby pro jadernou energetiku – v ČR i v zahraničí Služby v oblasti ionizujícího záření Výroba a servis detektorů ionizujícího záření Výroba plastových scintilačních NaI (Tl) detektorů, servis a opravy
•
spektrometrických tras a Ge detektorů Laboratorní systémy a technologie Vývoj a implementace software Průmyslová automatizace Informační a komunikační technologie Strojní výroba Certifikace podle mezinárodních standardů ISO 9001 a ISO 14001,
www.envinet.cz
Divize přístrojové techniky • • •
Ing. Pavel Matoušek – vedoucí divize přístrojové techniky e-mail:
[email protected] Zaměření Dodávka, servis a instalace nukleární a laboratorní techniky Zastoupení výrobců a dodavatelů techniky pro měření a vyhodnocení
radiochemických a radiometrických veličin, elektrochemické aplikace, zpracování elektrického a optického signálu a pro oblast radiologie Systémová podpora a servis v oblastech detekční a radiační techniky, laboratorní techniky, elektroniky i softwarových aplikací
Ing. Josef Tecl, Ph.D.
Ing. Hana Chaloupková
Ing. Juraj Kravec
Ing. Radka Maradová, Ph.D.
Produkty Sun Nuclear Corporation Routine QA – ATLAS, Daily QA 3, CHECKMATE 2
Plan QA – MapCHECK, MapCHECK 2, MapPHAN, ArcCHECK,
EPIDose, RadCALC, MotionSim
Machine QA – PROFILER 2, IC PROFILER, TomoDose, SRS Profiler
In-Vivo Dosimetry – rf-IVD 2, IVD, QED, ISORAD
Dosimetry – 1D & 3D Scanner, PC Electrometer,
EDGE
Note: All products protected by US & international trademarks
ArcCHECKTM
Výzva v QA pro rotující svazky •
Moderní technologie spočívají v rotačních terapiích (RapidArc®, VMAT, TomoTherapy®, IMAT) IMRT, IGRT
•
Rotující ozařovací svazky vybízí k specifickému zajištění kvality z pohledu pacienta
•
Ideálním nástrojem pro QA by byl objemový detektor, jako je Bang Gel, ale ten není vždy praktický. SNC vyvinula kombinaci zařízení MapCHECK a MapPHAN jako užitečné řešení. Avšak vyvinula také ArcCHECK jako nejlepší QA řešení.
Budoucnost ve 3D •
2D plocha s detektory pro IMRT QA – 2D pole ozářené ze strany se stává jednorozměrným Nastává efekt stínění Dokonce i když nedochází ke
stínění, významná část informací je ztracena
Udělejme plochu s detektory “koherentní” se svazkem
•
Dvě na sebe kolmé 2D plochy detektorů konstruované pro IMRT QA
•
Je toto 3D?
Ano!
3D
Geometrie detektoru – souvislá ArcCHECK detektory zůstávají koherentní vůči
svazku bez ohledu na úhel gantry Izotropní 3D pole je definováno sestavením detektorů, ne pouze tvarem fantomu okolo detektorů
ArcCHECK •
Navržen pro spirálovité a obloukové ozáření RapidArc®, TomoTherapy®, VMAT –
uvádění do provozu spirálových ozařování IMRT, IGRT
•
Ideální fantomy mají tvar pacienta ArcCHECK napodobuje tvar pacienta Pevná vložka je umožňuje zajistit
homogenní hmotu
•
Hmotnost: 16 kg
Tvar detektoru •
3D tvar ArcCHECKu je unikátní mezi poli detektorů – 1386 diod umístěných do spirály HeliGrid™ tato soustava detektorů je předmětem patentového řízení Zvýšení vzorkovací rychlosti a snížení překrývání detektorů
z pohledu svazku nabízí tři klíčové výhody: – Maximální hustotu detektorů pro každý úhel svazku – Minimální stínění detektorů pro jakýkoliv úhel svazku – Minimální závislost na úhlu při jakémkoliv úhlu svazku
• • •
21cm průměr, 21cm délka 1 cm rozestupy, 2.9 cm hloubka (3.3 cm účinná hl.) Je měřena jak vstupní tak výstupní dávka Účinné zdvojení hustoty detektorů v měřicím poli
• • •
Střed 10x10 cm obsahuje přibližně 221 detektorů – stejně jako MapCHECK 2 Vstupní a výstupní dávka může korelovat s úhlem gantry Nedochází k vzájemnému stínění detektorů
Hustota detektorů Je hustota detektorů ArcCHECKu dostatečná pro rotační dozimetrii?
• • •
Rozmístění detektorů je 10 mm na fyzické úrovní detektorů Avšak skutečná hustota je menší díky vstupní a výstupní lokaci díky uspořádání HeliGrid Nejméně jeden publikovaný článek* potvrzuje, že MapCHECK s rozmístěním detektorů 7 mm a 14 mm, je tak účinné jako film pro detekci chyb v pozicích MLC pro IMRT QA
Použití •
Rychlé QA plánu kombinované a v reálném čase probíhající
měření hledá chybné mechanismy (e.g. TPS, Linac, MLC)
•
Schopný měřit úhel gantry koncová pozice listů dávku
•
QA zařízení, zobrazování, nastavení
4D Dosimetrie •
Časově synchronizovaná analýza ArcCHECK měří v intervalu 50ms Ukládá všechna naměřená data jako funkci času –
4. rozměr = čas; 50ms obnovovací frekvence Korelace času s naměřeným 3D daty z ArcCHECKu odpovídá 4D dosimetrickému systému
Tři klíčové výhody při použití 4D systému: 1 Detekuje chyby v dodávce záření jako funkci svazku, úhlu a řídíciho bodu v reálném čase 2 Optimalizuje léčebný plán nebo počet řídících bodů 3 Ověřuje úhel gantry podle vstupní a výstupní dávky sledovaného paprsku
2D vs. ArcCHECK •
Co vidíte s 2D polem
•
Co vidíte s ArcCHECKem
ArcCHECK Snadná instalace Jako všechna řešení Sun Nuclear, efektivita základní složkou designu ArcCHECKu:
•
Jediný kabel – přenos dat i napájení Zajišťuje přenos dat i napájení jediným připojením.
•
Integrovaná elektronika ArcCHECK ji obsahuje uvnitř, žádná elektronika se neinstaluje samostatně Není třeba žádný samostatný fantom jako u 2D polí
•
Je lehký (16kg) ArcCHECK je snadno přenosný pro denní použití
bez potřeby vozíku
Kalibrace pole •
Sun Nuclear SunPoint™ diody jsou velmi stabilní Uživatelé kalibrují občas, obvykle jednou za tři roky
•
ArcCHECK používá patentovanou metodu Wide Field Calibration (WFC) method Podobně jako v ostatních zařízeních Sun Nuclear Rychlá a účinná
•
Kalibrační metoda společnosti Sun Nuclear nabízí v klinické praxi od roku 1995 několik klíčových výhod: Přístroj není potřeba posílat do továrny pro re-kalibraci Uživatel může nezávisle ověřovat přesnost kalibrace Kalibrace nevyžaduje ploché pole Kalibrační soubory nejsou závislé na Linacu Přístroj nevyžaduje rozmontování
Kalibrace dávky •
Absolutní kalibrace dávky ArcCHECKu je podobná ověřené metodě používané u MapCHECKu ArcCHECK je v poloze s osou shodnou s SAD s použitím koronární a
sagitální laser Je dodáno 200 MU svazkem o poli 10x10cm Známá dávka v místě detektoru (90 cm SDD) je vepsána pro výpčet korekce absolutní dávky, která je pak aplikována na diodové detektory ArcCHECKu Tento proces zabere přibližně jednu minutu před vlastním QA obloukového ozáření
ArcCHECK Software •
Rozhraní ArcCHECKu je nyní v nové verzi softwaru MapCHECK ArcCHECK QA plány jsou ve třech
rozměrech – Léčebný plán vytvořen a schválen v TPS (Treatment Plannig Software) – Plán převeden na fantom a přepočítán – RT Plan a RT Dose jsou exportovány do SW ArcCHECK pomocí DICOM RT file transfer – Dávka je porovnávána SW ArcCHECK a ArcCHECK software pak extrahuje 3D dávku odpovídající umístění detectoru, a udělá porovnání Všechny soubory dat z AC jsou v otevřeném formátu pro jejich snadný export, včetně prvotních dat
Externí plánování svazku
Head First-Supine; 6X; VARIAN 2100CD
•
V listopadu 2010
•
Nejdokonalejší dostupný nástroj pro 3D analýzu dávky pro pacienta a DVH Využívá existující měření Žádný sekundární výpočet dávky Analýza 3D dávky a DVH na základě geometrie pacienta, nikoliv fantomu
TomoTherapy Machine UZ Brussels – BE
Gamma: 3%/3mm; Pass-Rate: 99.2 %
ELEKTA VMAT / RIF Leeuwarden / NL
Energy: 10MV; ELEKTA – VMAT Plan: Prostate, Collapsed Cone (CC) Pass-rate: 97.7%
VARIAN RapidArc Inselspital Bern-Switzerland
Arc-1: Pass-Rate: 98%; Gamma: 3mm/3%
Royal Marsden Fulham Road – London/UK 60° Dynamic Wedge
Gamma: 3mm/3%; Pass-Rate: 96.1%
Cavity Plug (volitelný) •
ArcCHECK má středovou dutinu, kterou lze uzpůsobit pro měření isocentrických dávek Je li dutina prázdná, ArcCHECK váží pouze 16 kg, což umožňuje velmi
snadný transport a nastavování Může být použita pro umístění různých odlišných detektorů a vložek Flexibilita ve vkládaných detektorech – Měření dávky v různých bodech uvnitř dutiny – Heterogenní vložky pro výpočet dávky a zobrazení QA Prázdná dutina testuje “TPS inhomogeneity planning“
Dozimetrie a radiometrie Thermo Scientific • Aktivní dozimetrie – elektronické dozimetry EPD • Pasivní dozimetrie – Harshaw TLD
• Ruční a přenosné měřicí přístroje • Monitorování prostředí • Monitorování kontaminace – osob, předmětů ENVINET a.s. Divize přístrojové techniky
Děkuji za pozornost Otázky? e-mail:
[email protected]
FAQ: ArcCHECK Cavity Q: Proč má ArcCHECK dutínu? A: QA na plánovací a ozařovací systém – Všechny plánovací systémy by měly být schopny vytvořit plán pro AC bez
vložky – jako vytváření plánu který zahrnuje plíce jako jeden z orgánů Snadný transport díky nízké hmotností Flexibilita ve vkládaných detektorech – Měření dávky v různých bodech uvnitř dutiny – Heterogenní vložky pro výpočet dávky a zobrazení QA
High Dose vs. Low Dose •
Měří AC dávku v oblasti nízkých nebo vysokých dávek? V obou oblastech!
North Staffs Hospital (NHS) , Stoke-UK
Eclipse Plan: IMRT, 6MV Head First Supine Pass-Rate: 98.4%; Gamma: 3mm/3%
BrainLAB Novalis MCH – Den Haag
6MV; BrainLAB PencilBeam.X, Kernel Resolution: 1.5mm Pass-rate: 98.7%
FAQ: Isocenter Dose Q: Je nutné měřit dávku ve středu? A:
• • • •
ArcCHECK měří vstupní a výstupní dávku, ve dvou účinných hloubkách pro každý úhedl Měření kolem dokola identickým způsobem pro každý úhel je mnohem přesnější, než měření složené z jednotlivých bodových měření Chyby patrné ve středu budou viditelné také v měření kolem dokola, ale ve větším detailu Pro ty, kteří by chtěli měřit v bodě isocentra, SNC nabízí „cavity plug“ s možností vložení různých detektorů.
Target Dose Discussion •
The target is in the patient and the dose is not measured in the patient.
•
Here’s what the physicists have been doing until now:
The yellow dot is a point at the depth of 5 cm. The beam from the plan is applied to the phantom and dose to a plane is calculated.
Target Dose Discussion The dose to a plane drawn through the yellow dot is said to be representative of the “target dose”
Target Dose Discussion If we draw a plane at the depth of 5 cm for every beam, red lines are where the dose is measured once the beams are on the phantom (dose this remind us of anything?)
Target Dose Discussion Therefore, this geometry must be representative of the “target dose” in addition to its other benefits.
FAQ: Shadowing Effect Q: Dochází k vzájemnému stínění detektorů v ArcCHECKu? A:
•
The detectors are arranged on a HeliGrid™ to reduce detector overlap from a BEV effectively eliminating shadowing effects.
