Nodulo polmonare periferico : Cyberknife
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1 Nodulo polmonare periferico : Cyberknife RADIOTERAPIA ISTITUTO FIORENTINO CURA E ASSISTENZA Staff Medico: Dott. I.BONUCCI Dott.ssa S. CIPRESSI Staff Fisico Sanitario: Dott.ssa L. MASI Dott.ssa R. DORO Dott. I.PERUZZI Staff T.S.R.M.: M. TEMPOBONO S. PAZZAGLINI N. BELLOSI V. LONARDO G. PARENTI A. FRANCHI M. CIALDAI Staff INFERMIERI: O. OLIVIERI Staff AMMINSTRATIVE: P. TAFI S.PARIGI
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3 A compact 1000 MU/min 6MV X-band linear accelerator capable of being positioned in virtually any direction by a high precision robotic manipulator with repeatable submillimeter accuracy
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7 The location of these nodes is currently fixed in space, with some range over which the node sphere can be moved to accommodate targets that are not located at the center of the targeting and imaging volume.
8 Cyberknife could be employed to treat : brain, spine and bones, lung, prostate, liver, head and neck Benign lesions and other extracranial sites 3D images are transferred to the MultiPlan TPS via a dedicated database server; from CT plan a 3D patient model is generated and within which treatment beams are positioned; The robot manipulator places the position of the nominal radiation source of the linear accelerator at specific points in space called nodes, roughly distributed evenly on the surface of a sphere that is centered at the center of the x-ray targeting system Each node can originate a number of treatment beams (currently up to 12)
9 Cyberknife evaluation: Ineligible for surgery: lacked adequate respitatory reserve, cardiac dysfuction or chronic heart disease; pulmonary hypertension; diabets mellitus with severe end-organ demage; vascular disease; Severe cerebral disease general frailty
10 Cyberknife evaluation: Unresectable non small cell lung carcinoma (T1-T2); Metastatic disease: breast colorectal carcinoma; Soft tissue sarcoma; melanoma; renal cell carcinoma; lymphoma 19 pazie:nts 11 non small cell lung cancer stage T1-T2 8 lung met
11 Cyberknife evaluation: Journal of Hematology & Oncology
12 Treatment Delivery System 6D Skull Tracking: This method can be used for intracranial targets as well as head and neck targets that are considered to be fixed relative to the skull. Xsight Spine Tracking: This method can be used for targets located anywhere in the spine, or targets located near the spine and considered to be fixed relative to it. Xsight Lung Tracking: This method can be used to track tumors located within the lung without the use of implanted fiducial markers. Fiducial Marker Tracking: This method can be used for soft tissue targets that are not fixed relative to the skull or spine (e.g., prostate, pancreas, liver), including lung tumors for which the Xsight lung tracking method is unsuitable. Synchrony Respiratory Motion Tracking System: The Synchrony Respiratory Tracking System provides real-time tracking for tumors that move with respiration.
13 Xsight Spine Tracking: This method can be used for targets located anywhere in the spine, or targets located near the spine and considered to be fixed relative to it. Limitations : 1. Does not track the movement of the tumor during tretament; 2. Requires a lager treatmente volume;
14 Fiducial Marker Tracking: This method can be used for soft tissue targets that are not fixed relative to the skull or spine including lung tumors for which the Xsight lung tracking method is unsuitable. Limitations : 1. Risk of pneumothorax after percutaneous positioning; 2. Fiducial marker misplacement and/or migration; 3. Treatment delays.
15 Synchrony Respiratory Motion Tracking System: The Synchrony Respiratory Tracking System provides real-time tracking for tumors that move with respiration. Limitations : 1. Risk of pneumothorax after percutaneous positioning; 2. Fiducial marker misplacement and/or migration; 3. Treatment delays.
16 1.Fiducial impiantati prima del trattamento 2. Reperi ottici (LED)su un giubbotto 3. Modello:Creazione prima e aggiornamento durante l erogazione del trattamento. Il sistema di imaging acquisisce le posizioni dei fiducial in modo discreto I reperi ottici esterni sono monitorati in tempo reale dal sistema di camere
17 pneumothorax
18 migration
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21 Xsight Lung Tracking: This method can be used to track tumors located within the lung without the use of implanted fiducial markers. Overcome the others tracking limitations Limitations : 1. Requires a adequate tumor visualization by the system;
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23 Monitoraggio continuo reperi esterni (LED)
24 spostamento Posizione tumore Prima del trattamento si crea un modello di correlazione dinamico tra segnale esterno e reperi interni. Durante il trattamento il processo continua. Il modello viene aggiornato basandosi sul movimento respiratorio del paziente del momento. Il modello viene passato al robot per permettere il tracking in tempo reale del tumore. Il sistema di imaging acquisisce le posizioni dei o del target in modo discreto I reperi ottici esterni sono monitorati in tempo reale dal sistema di camere Si crea un modello che correla la posizione interna del tumore ai reperi esterni sul torace tempo Posizione Reperi esterni
25 1. Il modello di correlazione è creato separatamente per ogni Marker. 2. Ogni modello fornisce una stima della posizione del target. Le singole posizioni stimate per ogni repere sono mediate per ottenere la stima finale della posizione del target, in tempo reale. 3. La posizione stimata non viene inviata direttamente al robot: latenze di comunicazione e inerzia del robot creerebbero ritardi nella risposta (~ 120 ms). 4. Un algoritmo dedicato predictor, permette di compensare i ritardi del sistema: si usa in modo adattivo la storia dei movimenti del target. 5. Master Il movimento Universitario è di ulteriormente II Livello in Pneumologia filtrato Interventistica con smoothing prima di passare al robot.
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29 For patient 1: (adequate test) 1/4 orthogonal vectors projected on the vertebrae and 0/4 on the mediastinum. For patient 2: (inadequate test) 4/4 vectors projected on the mediastinum and 2/4 vectors projected on the vertebral column
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31 Larger tumor size (>3.5 cm) and Higher tumor density are predictive of adequate detection
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33 Contouring: Planning CT 1.25 mm GTV: gross tumor volume PTV: GTV mm margins
34 GTV
35 PTV
36 ITV
37 DOSE: 26 Gy in 1# at 70% isodose; Gy in 3# at %isodose
38 Lung: V15 < 15 Gy
39 Excessive Toxicity When Treating Central Tumors Patients treated for tumors in the peripheral lung had 2-year freedom from severe toxicity of 83% compared with only 54% for patients with central tumors
40 Toxicity G1-G2: fatigue musculoskeletal discomfort radiation pneumonitis G3: pneumonias pleural effusions pericardial effusion hemoptysis apnea tumor location in the chest T stage GTV-PTV Histology Laterality pulmonary function tests Age cardiac versus pulmonary cause of inoperability, oxygen dependence performance status ongoing smoking
41 Cancer Management and Research 2012
42 Response CR PR SD PD No visible gross tumor 30% decrease Neither sufficient shrinkage for PR nor sufficient increse for PD As more than 20% increase of GTV
43 Conclusion Relatively small peripheral lung nodules may be radically treated Encourage early local control from literature [92%] The delivery trackings allow for highly conformal dose distributions Accettable toxicity Ideal dose and fractionation
44 Thanks for your attention!!!
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