Tipologie di controlli di qualità dedicate a linac mediante rivelatore 4D a diodi

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1 Tipologie di controlli di qualità dedicate a linac mediante rivelatore 4D a diodi Anna Sardo SD Fisica Sanitaria ScandiDos Delta diodi p-type Area:.78 mm 2 Altezza:.5 mm in qualsiasi direzione di incidenza del fascio ci sono punti di misura. L area attiva 2x2 cm 2 su ciascun piano e i diodi sono equispaziati di 5 mm nell area centrale 6x6 cm 2 e di 1 mm altrove. - Sensitivity: 5 nc/gy - Temperature dependence:.32%/k - Sensitivity degradation: 6MV 1

2 Configuration Arc Therapy Trig Signal L acceleratore invia un impulso di trig prima dell impulso di dose Trig Pulse Dose Pulse Delta 4 riceve l impulso di trig e si prepara a ricevere l impulso di dose successivo. Dopo l impulso di dose tutti i canali del rivelatore sono letti simultaneamente e il pacchetto di dati viene spedito al pc. Possibilità di discriminare segnale tra singoli segmenti e eseguire misure 4D. Maggiore S/N in quanto non c è misura tra gli impulsi. 2

3 Calibrazioni Calibrazione in fantoccio PMMA fornito con il sistema Alloggiamento per la Main e le 2 Wings unit Calibrazioni: -Relative ( uguali per i tutti i fasci) -Direzionale (una per energia) -Assoluta (una per energia) Performance Test Bedford et al, PMB 54 (29) Sensibilità angolare La diversa sensibilità angolare propria di ciascun diodo viene corretta dal software di acquisizione del Delta 4, che compensa la misura in base al valore dell angolo del gantry. La risposta R del fantoccio è stata misurata utilizzando the daily output correction facility R = 1 / DCF DCF Daily output Correction Factor fattore utilizzato per correggere le variazioni di output di dose giornaliera e calcolato utilizzando la dose media misurata dai 299 diodi centrali. 3

4 Performance Test Bedford et al, PMB 54 (29) Linearità della dose Viene utilizzato il fattore R c correggendo la risposta R del fantoccio in funzione delle eventuali variazioni dell output (C) dell acceleratore. Il fattore C viene misurato utilizzando la camera Farmer attenuata da 3 cm di acqua solida posizionata sotto il Delta4. R c = R / C Performance Test Bedford et al, PMB 54 (29) Linearità con il dose rate Viene utilizzato l identico fattore R C. In questo caso viene valutata anche la variazione dell output al variare del dose rate (6 MU/min e 37 MU/min ). R c = R / C 4

5 Performance Test Nilsson ScandiDos AB Dipendenza dimensioni campo e profondità Outside Field Commissioning TPS Fraass et al, AAPM TG 53 MP 25(1), E stato utilizzato il sistema MapCheck per verificare le distribuzioni di dose riferite ai campi indicati dal documento. E stata successivamente verificata una distribuzione di dose in geometria semplice (campo 1x1cm 2 ) con Delta 4 Errore su modellizzazione 5

6 Commissioning TPS Commissioning TPS Apparentemente corretto 6

7 Commissioning TPS Non corretta trasmissione dei jaws Commissioning TPS 7

8 Commissioning TPS Errore corretto Commissioning VMAT Bedford et al, IJROBP 73(2) (29). QA VMAT : combinazione tra tecnica sliding-window e rotazionale storicamente utilizzata per la stereotassi o Omogeneità e Simmetria del fascio o Calibrazione MLC o Dose SlidingWindow o Accuratezza rotazione Delta 4 8

9 Commissioning VMAT Accuratezza Rotazione e Dose Sliding-Window Misura della corretta sincronizzazione tra posizione gantry, posizione lamelle e dose totale Distribuzione di dose misurata con Delta4 per 2 diverse prescrizioni 1) 16x1 in rotazione sul centro asse di un fantoccio cilindrico con isocentro corrispondente. Campo fisso su tutta la rotazione 1) 16x1 in rotazione al centro del fantoccio e isocentro 8 cm laterale. L apertura del campo segue una traiettoria sinusoidale Le MU totali erogate 16 MU, 64 MU, con velocità del gantry e dose-rate rispettivamente: 6 /s e 125MU/min 3 /s e 25 MU/min Commissioning VMAT 1) 16 MU 9

10 Commissioning VMAT 2) 16 MU Commissioning VMAT 2) 16 MU 1

11 Commissioning VMAT Possibilità di utilizzare un acquisizione come controllo di qualità, infatti selezionando la misura come riferimento le successive misure presenteranno le differenze relative alla misura di riferimento Commissioning VMAT CP 2 Sottodose 11

12 Machine QA Costanza del fascio radiante: 1) Dose 2) Omogeneità e simmetria 3) Energia Campo 1x1 gantry Campo 1x1 gantry 4 Limiti su calcolo di dose con Pinnacle : calcolo DENSITA PMMA Machine QA Costanza del fascio radiante: 1) Dose Campo 1x1 gantry 12

13 Machine QA Costanza del fascio radiante: 2) Omogeneità e simmetria Campo 1x1 gantry 4 Machine QA Costanza del fascio radiante: 3) Energia Campo 1x1 gantry 4 13

14 Machine QA Funzionalità MLC: Picket Fence test Orig leaf deviation Machine QA Funzionalità MLC: Picket Fence test Orig gap deviation 14

15 Machine QA Funzionalità MLC: Picket Fence test Leaf 19 (1mm err offset) gap deviation Machine QA Funzionalità MLC: Picket Fence test Leaf 19 (2mm err offset) gap deviation 15

16 Machine QA Funzionalità MLC: Picket Fence test Bank x1 (1mm err offset) gap deviation Machine QA Funzionalità MLC: Picket Fence test Bank x1 (2mm err offset) gap deviation 16

17 Machine QA Funzionalità MLC: Picket Fence test Leaf gain (1mm err ) gap deviation Machine QA Funzionalità MLC: Picket Fence test Leaf gain (2mm err ) gap deviation 17

18 Machine QA Funzionalità MLC: Picket Fence test Leaf gain (1mm err ) leaf deviation Machine QA Funzionalità MLC: Picket Fence test Leaf gain (2mm err ) leaf deviation 18

19 Controlli su corrispondenza di dose calcolata e misurata Patient oriented Confronti basati su DVH : dose misurata in fantoccio ricostruita su paziente Nelms et al, MP 38(2), 211 Stasi et al., MP 39(12), Deboli o nulle le corrispondenze tra gamma passing rate e i valori di DVH per le strutture presenti Errori su MLC + errori dose riprodotti su controlli di due patologie : Testa e collo Prostata Valutazione calcolo gamma index e funzione DVH Local gamma (2%-2mm) TH (1%max dose) 19

20 Testa e collo - Confronto dose Testa e collo DVH su Fantoccio 2

21 Testa e collo DVH su Anatomy Testa e collo-ptv T DE% (tps vs Delta4 PB) =.12 Dose Mean Diff PTV T Dose Diff Anatomy% 1 Dose Diff Fantoccio% 5 originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -3% Local Gamma D GP% PTV T anatomy GP% local gamma max originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -3% 21

22 Testa e collo-ptv T+N DE% (tps vs Delta4 PB) =.61 Dose Mean Diff PTV T+N Dose Diff Anatomy% 5 Dose Diff Fantoccio% originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -3% Local Gamma D GP% PTV T+N anatomy GP% local gamma max originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -3% Testa e collo-parotide dx DE% (tps vs Delta4 PB) =.11 Dose Mean Diff Parotide dx Dose Diff Anatomy% 2 Dose Diff Fantoccio% originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -3% Local Gamma D GP% paro dx anatomy GP% local gamma max originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -3% 22

23 Testa e collo-parotide sn DE% (tps vs Delta4 PB) =-.29 Dose Mean Diff Parotide sn Dose Diff Anatomy% 3 Dose Diff Fantoccio% originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -3% Local Gamma D GP% paro sn anatomy GP% local gamma max originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -3% Testa e collo-midollo DE% (tps vs Delta4 PB) =-2.59 Dose Max Diff Midollo Dose Diff Anatomy% 15 Dose Diff Fantoccio% 1 5 originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -3% Local Gamma D GP% midollo anatomy GP% local gamma max originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -3% 23

24 Prostata - Confronto dose Prostata DVH su Fantoccio 24

25 Prostata DVH su Anatomy Prostata-PTV DE% (tps vs Delta4 PB) = 3.29 Dose Mean Diff PTV Dose Diff Anatomy% 5 Dose Diff Fantoccio% originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -2% dose -3% Local Gamma D GP% PTV anatomy GP% local gamma max originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -2% dose -3% 25

26 Prostata-Retto DE% (tps vs Delta4 PB) = 3.14 Dose Mean Diff Retto Dose Diff Anatomy% 1 Dose Diff Fantoccio% originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -2% dose -3% Local Gamma D GP% retto anatomy GP% local gamma max originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -2% dose -3% Prostata-Vescica DE% (tps vs Delta4 PB) = 3.45 Dose Mean Diff Vescica Dose Diff Anatomy% 1 Dose Diff Fantoccio% 5 originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -2% dose -3% Local Gamma D GP% vescica anatomy GP% local gamma max originale gain bank x1(1mm) bank x1(2mm) leaf 19x2(2mm) dose -2% dose -3% 26

27 Nuovi Sviluppi Hardware Calibrazione del rivelatore a trasmissioni pretrattamento utilizzando il fantoccio Delta 4PT Stessi criteri di accettazione utilizzati nella verifica Nuovi Sviluppi Hardware Area 2 x 2 cm 2 Ottimizzato per Varian ed Elekta Alta risoluzione: 2 mm Alta stabilità: 1 anni Attenuazione minima: < 1% Wireless Funzionamento a batterie Verifica gantry e collimatore Measurement point MLC leafs WORK IN PROGRESS.. Input da Cone Beam CT Laser interno per verifica SSD 27

28 GRAZIE PER L ATTENZIONE 28