IL PERCORSO DELLE IMMAGINI IN RADIOTERAPIA : RUOLO DEL TECNICO DOSIMETRISTA 18-25 Maggio 2015

IL PERCORSO DELLE IMMAGINI IN RADIOTERAPIA : RUOLO DEL TECNICO DOSIMETRISTA 18-25 Maggio 2015 TSRM P. IRGOLINI V. PAPURELLO P. TREVISIOL S.C. RADIOTERAPIA U S.S.C.V.D ALTA TECNOLOGIA IN RADIOTERAPIA Prof. U. Ricardi Dott. R. Ragona

NETWORK CONFIGURATION CLOUD PACS TPS 3DCRT R & V TPS IMRT WS DOSIMETRISTS R & V WS PHYSICISTS

1 PROCEDURA DI SIMULAZIONE VIRTUALE Presidio di posizionamento e immobilizzazione 2 3 Esecuzione Esame TC e ricostruzione 3D Localizzazione Isocentro 4 5 Export dati laser mobili Posizionamento marker sulla cute 6 7 Verifica Isocentro Export e Import dati TPS 8 9 Contouring Target e OAR FASE OFF - LINE Elaborazione P. D. C 10 Esecuzione trattamento 11 FASE ON - LINE Verifica Set-up

Diagnostic Imaging TC FLUSSO DELLE IMMAGINI RM PET Planning Imaging US Clinical Workstation Treatment Planning System Verification Images BEV CBCT DRR EPI

FLUSSO DELLE IMMAGINI CONTOURING + FUSIONE DI IMMAGINI FASE DI IMPORT PLANNING / REPLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI INTERNO PLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI FASE DI EXPORT ARCHIVIAZIONE DATI ESTERNO CONDIVISIONE DATI FASE DI EXPORT

FLUSSO INTERNO CONTOURING + FUSIONE DI IMMAGINI FASE DI IMPORT Lo studio TC di ogni Paziente, contraddistinto da un numero, dopo l acquisizione viene trasferito via LAN al TPS in formato DICOM3 Il Tecnico Dosimetrista : Importa nel TPS il set di immagini corrispondenti al numero dello studio indicato assegnandogli un ID corrispondente al CF Crea per ogni Paziente un case Modifica l origine del sistema di coordinate paziente mediante la definizione del TRTP posizionando il center point all incrocio dei markers radiopachi Identifica l isocentro clinico del trattamento Collabora con i medici Radioterapisti nella fase di contouring

CONTOURING + FUSIONE DI IMMAGINI Funzionalità di visualizzazione bi-tri dimensionali Il Tecnico Dosimetrista utilizzando Strumenti avanzati di disegno bi-tri dimensionali ( Tools) Livelli di finestra appropriati Procede alla creazione di regioni di interesse ROI che verranno successivamente verificate dal Medico Radiotetrapista prima del loro utilizzo per il planning

CONTOURING + FUSIONE DI IMMAGINI EXTERNAL Le principali ROI contornate dai Tecnici Dosimetristi sono : Ricostruzione della superficie corporea Tool di auto - contouring selezione di finestra con risoluzione per l osso POLMONE DX POLMONE SX Tool di auto contouring «Magic Wand» selezione di finestra con risoluzione per il parenchima polmonare MIDOLLO SPINALE Tool di «Help contouring», free hand, pearl LETTINO LINAC Per tutti i trattamenti IMRT BOLUS Partendo dall External come ROI di riferimento

TC PLANNING Le immagini TC garantiscono: Migliore risoluzione spaziale Ricostruzione 3D volumi Informazioni sulla densità elettronica dei tessuti Scarsa possibilità di differenziare il residuo patologico di malattia da esiti flogistici

FUSIONI DI IMMAGINI IN RADIOTERAPIA Integrare le informazioni provenienti da diverse tecniche di imaging co registrandole consente di ottenere : Informazioni morfologiche più precise Informazioni funzionali sul bersaglio da irradiare Valutazione dei movimenti

FUSIONI DI IMMAGINI Migliorano in fase di CONTOURING : L accuratezza e la precisione nel contornamento dei volumi RT La definizione degli OAR Programmi di Dose Escalation Maggior controllo della malattia

FLUSSO INTERNO CONTOURING + FUSIONE DI IMMAGINI Il Tecnico Dosimetrista si occupa di Fusione di immagini tra FASE DI IMPORT TC SIM RM PET TC

FUSIONE TC - RM Elevato dettaglio anatomico Miglior contrasto dei tessuti molli Indispensabile nella SRS e nella stereotassi prostatica Intensità del pixel non è correlata alla densità dell elettrone La disomogeneità dei campi di radiofrequenze provoca variazioni di intensità delle immagini RM Le distorsioni geometriche sono prodotte dalla disomogeneità del campo magnetico e dalla non linearità dei gradienti Non vengono considerate le disomogeneità osso/aria

FUSIONE TC - RM Definizione Spaziale Sensibilità Diagnostica

Procedura : 1. Le immagini giungono in RT tramite : FUSIONE TC - RM CD fornito dal Paziente Attraverso il nodo di collegamento diretto tra il PACS RT e l HIS ospedale (Gateway) che consente il passaggio dalla MN alla RT 2. Il medico Radioterapista : Seleziona le serie di immagini Indica al Tecnico Dosimetrista le serie RM da registrare 3. Il Dosimetrista : Procede all import delle serie nel TPS Inserisce le immagini nello stesso case della TC di planning Seleziona il modulo di registrazione del TPS Definisce sulla TC e RM le Clip Box Stabilisce i limiti anatomici delle regioni da correlare Sceglie l algoritmo di calcolo per la registrazione es. Mutual Information

FUSIONE TC - RM

Valutazione : FUSIONE TC - RM Viene effettuata dal Medico e dal Dosimetrista attraverso lo scorrimento di una tendina che consente diverse visualizzazioni

FUSIONE TC PET Aggiungono informazioni funzionali importanti Migliorano la definizione del Volume Bersaglio Scarsa informazione anatomica Riducono la variabilità iter osservatore Sedi anatomiche Polmonari, H&N e Linfomi

FUSIONE TC PET Informazioni Morfologiche Informazioni Funzionali

Procedura : FUSIONE TC PET 1. Le immagini giungono in RT tramite : CD fornito dal Paziente Attraverso il nodo di collegamento diretto tra il PACS RT e l HIS ospedale (Gateway) che consente il passaggio dalla MN alla RT 2. La posizione del Paziente è spesso molto diversa 3. E necessario utilizzare software di fusione che consentano fusioni rigide e deformabili (Velocity) 4. Il Dosimetrista effettua una prima fase di export delle immagini verso Velocity : Dalla consolle TC dedicata Dell esame TC Dal Gateway Dell esame TC PET

5. Il Dosimetrista effettua : L import delle immagini TC e TC PET FUSIONE TC PET Procedura di Velocity Seleziona come Primary Set image l esame TC SIM Seleziona come Secondary Set image l esame TC PET Attiva il Navigatore Esegue prima una fusione rigida Definisce sulla TC e sulla PET le Clip Box Stabilisce i limiti anatomici delle regioni da correlare Esegue una fusione elastica/deformabile Allinea manualmente i due esami attraverso reperi ossei

FUSIONE TC PET

FUSIONE TC PET

Valutazione : FUSIONE CT PET Viene effettuata dal Medico e dal Dosimetrista attraverso varie tipologie di visualizzazione

Disegno : FUSIONE TC PET Quando i set di immagini sono registrati il Medico Radioterapista provvede al disegno del Target

FLUSSO INTERNO CONTOURING + FUSIONE DI IMMAGINI FUSIONE TC - TC TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA A 4 DIMENSIONI FASE DI IMPORT 4D - CT E una metodica innovativa utilizzata per ricostruire le posizioni assunte dal GTV nelle varie fasi del ciclo respiratorio del Paziente attraverso Un software dedicato + Fascetta addominale piezoelettrica VENGONO ACQUISITE CONTEMPORANEAMENTE INFORMAZIONI DI NATURA SPAZIALE E TEMPORALE SULLA POSIZIONE DELLA LESIONE NEOPLASTICA

VALUTAZIONE FREQUENZA RESPIRATORIA La fascia registra il respiro del paziente e ricostruisce il suo ciclo respiratorio In base alla frequenza respiratoria si seleziona la velocità di rotazione ed il pitch La frequenza respiratoria deve essere compresa tra i 10 e i 20 respiri al minuto Vengono esclusi dalla 4D - CT I pazienti con frequenza respiratoria < 10 atti/m o > di 20 atti/m I pazienti con respiro irregolare

VALUTAZIONE AMPIEZZA RESPIRATORIA E necessario valutare la variabilità dell ampiezza del respiro (SD ampiezza) che deve avere valori non superiori al 20% (0.2) DEVIAZIONE STANDARD DEI VALORI DI AMPIEZZA COSTANZA DELLE DIMENSIONI DEL RESPIRO

RICOSTRUZIONE ESAME 4D - CT La fascia registra il respiro del Paziente e ricostruisce il suo ciclo respiratorio LA 4D - CT VIENE RICOSTRUITA IN 10 FASI ( 0% - 10% -.90% ) Le immagini acquisite vengono scorporate e successivamente il computer attraverso uno specifico algoritmo ne ricrea la successione associando ogni singola immagine acquisita ad una specifica fase del ciclo respiratorio Phase Binning (tipicamente sono 1000-1300 immagini) SI OTTENGONO 10 SERIE DI IMMAGINI CHE RAPPRESENTANO L ANATOMIA E LA POSIZIONE DEL TUMORE IN UNO SPECIFICO MOMENTO DEL CICLO RESPIRATORIO Le immagini vengono successivamente esportate al software di fusione Velocity per il matching delle 10 serie + serie average ricostruita

FUSIONI DI IMMAGINI 10 SERIE TC Il Tecnico Dosimetrista importa le 10 serie TC in Velocity e crea un ulteriore serie «AVERAGE» corrispondente alla ricostruzione della mediana delle 10 fasi

4D CT CONTOURING Il Medico Radioterapista contorna GTV / CTV in ognuna delle 10 serie CT Vengono quindi definiti 10 GTV / CTV totali

4D CT CONTOURING I volumi GTV / CTV di ogni serie corrispondenti ad una fase diversa del ciclo respiratorio vengono sovrapposti L unione dei 10 GTV darà origine ad un ITV l ITV viene riportato sulla serie mediana AVERAGE Il PTV è definito dall espansione isotropica di 3 mm dell ITV Terminata la fase di contouring del Medico Radioterapista il Tecnico Dosimetrista esporta ITV PTV verso il TPS

FLUSSO INTERNO CONTOURING + FUSIONE DI IMMAGINI FUSIONE TC RT TC MDC FASE DI IMPORT Nei trattamenti stereotassici delle lesioni epatiche sono molto utili le informazioni ottenute dalla fusione tra TC di planning e TC con MDC Migliore definizione del Target e degli OAR

FUSIONE TC RT TC MDC La TC con MDC viene importata su Velocity per essere fusa con la serie Average La fusione Deformabile consente di ottenere maggiori informazioni utili al contornamento del target

FLUSSO INTERNO PLANNING /REPLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI FUSIONE IMMAGINI TC : SOMMA DOSI SU PDC DIVERSI FASE DI IMPORT Il Tecnico Dosimetrista sul software Velocity : Associa ad ogni TC la corrispondente RD Effettua la registrazione tra le due TC planning Somma le RD di entrambe le TC

PLANNING /REPLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI SOMMA DOSI SU PDC DIVERSI Consente di valutare i constraints di dose OAR : Irradiazione stessa sede anatomica in tempi e/o posizioni diverse

FUSIONE IMMAGINI TC CON SOFTWARE DI CONTOURING AUTOMATICO A B A S PLANNING /REPLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI Planning Fusione TC planning + Atlante anatomico per un nuovo trattamento Replanning Fusione TC planning + TC replanning dimagrimento del Pz e/o cambiamento morfologico delle dimensioni neoplasia

ABAS : Atlas - Based Autosegmentation E un programma di contouring automatico che utilizza atlanti anatomici predefiniti Mediante l utilizzo di atlanti l algoritmo effettua più deformazioni al fine di ottenere una serie di RS da importare sulla TC di planning Export RS verso TPS

PLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI FLUSSO INTERNO FASE DI EXPORT Nei LINAC la disposizione delle lamelle del collimatore multilammellare DMLC rispetto al Target e agli OAR consente la conformazione del campo di irradiazione I TPS permettono di seguire il corretto posizionamento delle lamelle attraverso BEAM S EYE VIEW DISPLAY [BEV] DIGITALLY RECONSTRUCTED RADIOGRAPH [DRR]

BEAM S EYE VIEW DISPLAY [BEV] E un immagine bidimensionale del campo dal punto di vista della sorgente lungo l asse centrale del fascio Sono visibili le ROI Consente di sagomare DMLC alla forma che il target assume nella proiezione

DIGITALLY RECONSTRUCTED RADIOGRAPHY [DRR] E una radiografia digitale calcolata dai dati volumetrici della CT/SIM Immagine planare del campo dal punto di vista della sorgente lungo l asse centrale dl fascio In fase di planning fornisce informazioni aggiuntive per conformare al target un campo

DIGITALLY RECONSTRUCTED RADIOGRAPH [DRR] E un immagine di riferimento per ogni singolo campo Viene utilizzata per verificare il corretto set-up confrontata con le immagini portali [EPID] Il Tecnico Dosimetrista esporta: DRR di tutti i campi al R&V DRR ortogonali all IVIEW

FLUSSO INTERNO PLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI FUSIONE TC US FASE DI EXPORT US durante CT di simulazione (Resonant Clarity) Contouring Planning (dosimetrista / fisico) Export TC + PDC verso stazione di registrazione Definizione PRV Co - registrazione TC /US

PLANNING + FUSIONE DI IMMAGINI FUSIONE CT US

FLUSSO INTERNO ARCHIVIAZIONE DATI FASE DI EXPORT IN PRINCIPIO ERA IL PACS Il PACS (Picture Archiving and Communication System) è un sistema di archiviazione delle immagini utilizzato nelle strutture ospedaliere. Esiste un PACS dedicato alla Radioterapia in grado di accogliere e gestire tutte le informazioni della cartella di trattamento del paziente.

P A C S M O S A I Q D A T A D I R E C T O R Immagini diagnostiche Immagini derivate dalle tecniche IGRT Dati propri del trattamento Gestione R/V US RM PET TC US CBCT EPID RS RD DVH

FLUSSO ESTERNO CONDIVISIONE DATI FASE DI EXPORT

CONDIVISIONE DATI CLOUD STORAGE

PROGRAMMI QA

QA

Parametri Valori M isurati Valori di Riferimento e Tolleranze Risultato nei limiti allineamento laser ± 2 mm SI NO spostamento laser mobili ± 2 mm SI NO Spessore dello strato strato nominale (mm) 0.75 1.18 1.5 1.59 3 3.09 6 6.04 slice > 2 mm: ± 1 mm slice 2 mm: ± 50 % SI NO Linearità acrilico 136.8 140 ± 15 acqua 1.4 0 ± 4 lexan 114.8 116 ± 15 teflon 911 950 ± 50 SI NO TC nylon 111.6 100 ± 15 polietilene -51-65 ± 15 Valori del numero CT Head 3.9 Body 100.1 Rumore di immagine Head 5 Body 12.8 Head 0 HU ± 4 Body 100 ± 1 5 SI NO Head 4.5 HU ± 0.5 Body 11.5 ± 1 SI NO Uniformità del numero CT Risoluzione ad alto contrasto Risoluzione a basso contrasto 5.7-4.6-3.9-3.9-3.1 Media centro 2.5 4.18 7 visibili 1.405 6 visibili ± 2 HU SI NO visibili 1.42 mm ± 0.10 SI NO visibili SI NO..dal Manuale di Qualità della TC posizionamento del supporto paziente deviazione della posizione longitudinale = ± 2 mm SI NO