Esercitazioni a piccoli gruppi Adaptive RT aspetti tecnici e soluzioni pratiche Angelo Piermattei

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4 Esercitazioni a piccoli gruppi Adaptive RT aspetti tecnici e soluzioni pratiche Angelo Piermattei Quale contributo può offrire il monitoraggio dosimetrico in vivo alla ART

5 Per ART (Adaptive Radiation Therapy) si intende l ottimizzazione del piano di trattamento basato su informazioni ottenute durante il trattamento stesso, come: -la distribuzione di dose in ogni sessione; -la variazione di dose somministrata nel tempo; -la variazioni morfologiche del tumore e del paziente; -la risposta biologica del tumore e dei tessuti sani.

6 La moderna RT permette oggi di ottimizzare: - le distribuzioni di dosi al tumore, riducendo le dosi agli organi a rischio; -il set-up del paziente; mentre solo recentemente si è iniziato ad indagare sulle modifiche anatomiche temporali del paziente.

7 quindi le variazioni morfologiche dovute a : -perdite di peso del paziente, -riduzione o variazione morfologica del target e dei tessuti adiacenti possono oggi essere monitorate con moderne tecnologie, e i risultati raggiunti indicano che la tecnica ART potrà avere un serio sviluppo.

8 Lo sforzo della Fisica Medica di questa Università si è concentrato, negli ultimi anni, nello sviluppo di procedure pratiche ed accurate per garantire il controllo dosimetrico in vivo (DIV). Sulla base dei risultati raggiunti, le variazioni dosimetriche osservate con la DIV sono riconducibili alle seguenti cause : -CQ non adeguati; -modifiche anatomiche durante il trattamento. I risultati che riporteremo suggeriscono come la DIV può in alcuni casi specifici fornire informazioni utili per una eventuale pianificazione adattiva. La tecnica DIV adottata non prevede tempi aggiuntivi di intervento sul linac e/o dosi aggiuntive al paziente

9 WHO nel 2008 ha pubblicato un report sulla necessità della dosimetria in vivo

10 Il metodo più noto è quello basato sull uso di diodi a semiconduttore

11 Il metodo DIV più accurato è oggi quello basato sull uso degli EPID Sono previste procedure di ricostruzione della dose : 1D singoli punti 2D su piani 3D nel volume

12 Il progetto DISO finanziato dall INFN è finalizzato allo sviluppo di procedure di dosimetria in vivo con a-si EPID Firenze Centro Oncologico Fiorentino Parma Azienda Ospedaliera Universitaria Viterbo Ospedale Belcolle Roma Università Cattolica Roma Campus Biomedico Campobasso Fondazione Giovanni Paolo II Rionero in Vulture Ospedale Oncologico Regionale CROB Cagliari Presidio Oncologico Businco Website:

13 Primo obiettivo del progetto DISO Sviluppo di una procedura generalizzata per la ricostruzione di dose all isocentro con asi EPID nei trattamenti 3D-CRT realizzati con fasci aperti e filtrati Facilmente implementabile per i linac Varian, Elekta e Siemens Il risultato del test dosimetrico in tempo reale

14 Il Software dedicato alla DIV è in fase di certificazione CE al fine di una possibile commercializzazione proposta dalla Best Medical Italy

15 Il software permette la ricostruzione della dose isocentrica con una accuratezza del 5%, per tutte le tecnicne 3D-CRT R

16 La procedura prevede il confronto tra immagini portali giornaliere, mediante l analisi gamma : 2D analysis (alert criteria: mean >0.5, P >1 >15%) Reference Image 13/02/2012 Tested Image 15/02/2012 P = 98.0% 1 Reference Image 13/02/2012 Tested Image 22/02/2012 P = 88.1% 1

17 Controlli eseguiti su tecniche 3D CRT nel 2012 presso l UCSC 17

18 Cause di fuori tolleranza: CQ non adeguati 1. Set-up del paziente 2. Presenza di mezzi attenuanti interposti tra fascio e paziente 3. Implementazione dei numeri CT 4. Implementazione del TPS 5. Disallineamento laser 6. Rendimento del fascio Modifiche anatomiche 1. Riduzione del volume tumorale, 2. Perdita di peso, 3. Bolle d aria, 4. Ateletassie. Può la DIV in questi ultimi casi aiutare per una eventuale ripianificazione dosimetrica?

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21 Organizzazione della DIV nella routine Università Cattolica S.C. E eseguito nelle prime tre sedute di terapia, in caso di accordo i test sono ripetuti almeno con cadenza settimanale Qualora si evidenziassero test fuori tolleranza nei primi due controlli, si procederà all acquisizione di un immagine portale (VIP) per la verifica on-line della centratura del paziente. Se la variazione dosimetrica dovesse persistere, è presa in esame la possibilità di un re-planning mediante una nuova TC. I risultati sono stampati su un modulo predisposto per la DIV e incluso nella cartella clinica Attualmente la DIV è analizzata dal Fisico Medico e da un TSRM operanti presso l UOC di Fisica Sanitaria a fine trattamento (on-line /off-line), In futuro è ipotizzabile una DIV on-line effettuata dal TSRM della UOC di radioterapia con una supervisione del Fisico Medico. 21

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23 Cognome Nome max med P max med P Il valor medio dei P risulta superire al 90% che è stato individuato come livello di tolleranza.

24 Variazione di set-up R 24

25 Mezzi attenuatori: sbarre di supporto lettino R 25

26 Variazioni morfologiche: bolle d aria R 26

27 Controlli eseguiti nel 2012, per trattamenti 3DCRT nei centri partecipanti al progetto # Plans # Field s # Check s # Checks out of tolerance # Checks out of toleranc e justified on-line # Checks out of toleranc e justified off-line # Set-Up variation s # Attenuating media # Morphologi cal variations # Other causes TORAX ABDOMEN, PELVIS, RECTUM BREAST CLAVEO HEAD NECK BONE Total Percentage as respect to the total number of checks (%)

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30 1 CT 2 CT Caso di atelectassia

31 1 CT 2 CT Caso di parziale riduzione del tumore polmonare

32 R 1 CT Angle 229 Angle 60 Angle 293 Microcitoma 31 Gy (I CT) 20 Gy (II CT adattivo) R D D iso iso, TPS check number 2 CT

33 Analisi 2D di immagini portali Riferimento Prima sett. Analisi Seconda sett. Analisi % 70% 82% 63% % 76%

34 Confronto tra TAC e CBCT CBCT TAC

35 R 1 CT Angle 229 Angle 60 Angle 293 Microcitoma 31 Gy (I CT) 20 Gy (II CT adattivo) 2 CT R D D iso iso, TPS check number 2 CT

36 PIANO ORIGINALE

37 ANALISI 2D DELLE IMMAGINI PORTALI 0 Riferimento Prima sett. Analisi Terza sett. Analisi 97% 74% % 73%

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39 PIANO IBRIDO TERZA SETTIMANA

40 IMRT SLIDING WINDOW DETERMINAZIONE DI R

41 Il valor medio dei P risulta superire al 90%, valore questo individuato come livello di tolleranza.

42 Conclusioni La DIV è essenziale per ridurre il rischio di errori dosimetrici dovuti a controlli di qualità non adeguati. La DIV è una tecnica che può contribuire alla individuazione di modifiche morfologiche tali da richiedere un piano adattivo.

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44 Conclusioni - La ART richiede dati aggiornati sull Imaging, sulla dosimetria in vivo, e su una serie di parametri clinici del paziente. - Per quanto riguarda la DIV questa tecnica può offrire importanti informazioni sulla reale distribuzione di dose in paziente e quindi dare una stima della totale dose somministrata. Comunque si avverte la necessità di sviluppare sistemi 3D accurati e veloci. - Per quanto riguarda l Imaging allo stato attuale sono richiesti miglioramenti della qualità dell immagine CBCT, algoritmi di registrazione deformabile, sistemi robotizzati per la centratura Protura