Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Quantitative analysis of Gamma Knife stereotactic radiosurgery for uveal melanoma

Bisht Raj Kishor, Natanasabapathi Gopishankar, Kale Shashank Sharad

Polish Journal of Medical Physics and Engineering

|

2020

|

Vol. 26, Iss. 2

111--117

EN

The purpose of the study was to analyze single fraction Gamma Knife stereotactic radiosurgery (SRS) for uveal melanoma (UM). In the treatment of UMs, the dose distribution exhibited by an irregular eye surface has more calculation uncertainty. A tissue-equivalent bolus was placed on the left eye surface of a human head-shaped phantom. It was assumed that the treated eye is fixed using retrobulbar anesthesia and suture on extraocular muscles for phantom study. Leksell stereotactic frame was fixed around phantom’s head and the stereotactic computed tomography (CT) was performed. Two sets of scans were acquired (a) without bolus and (b) with a bolus of 1.0 cm thickness. These scans were transferred into a treatment planning system (TPS). The skull contouring was performed using stereotactic CT images. The target, visual pathways, and eye lens were delineated in stereotactic CT space created on TPS. A clinical relevant plan was designed on the CT study set “a” to deliver a radiation dose of 30Gy at tumor margin. The plan superimposed over CT study set “b” and compiled for convincing treatment strategy. The tumor coverage was 95% at 50% prescription isodose line. The conformity index, selectivity and the gradient index were 1.27, 0.80 and 3.28 respectively. The left optic nerve and eye lens received a maximum dose of 11.1 Gy and 11.0 Gy respectively. The treatment plan overlay showed similar planning indices and critical organ doses. The plan comparison showed: an irradiated volume received the radiation dose > 15 Gy varies < 1.0% whereas the volume received < 15 Gy were larger (> 1.0%) in the study set “b”. The distant lateral points from the target volume which describe the phantom’s eyelid showed a radiation dose of 3.2 Gy - 2.5 Gy. The doses to these points were misled and ignored in the CT study set “a”. The eye bolus provides better dosimetric information in the estimation of low dose areas which is commonly misled on TPS in SRS planning for UMs.

2

Point dose verification of Cranial Stereotactic Radiosurgery using micro Ionization Chamber and EBT3 film for 6MV FF and FFF beams in Varian TrueBeam® LINAC

Mamballikalam Gopinath, Senthilkumar S., Ahamed Basith P. M., Inipully Rohit, Jayadevan P.M., Clinto C.O., Jaon Bos R. C.

Polish Journal of Medical Physics and Engineering

|

2020

|

Vol. 26, Iss. 3

135--142

EN

Introduction: Achieving high positional and dosimetric accuracy in small fields is very challenging due to the imbalance of charged particle equilibrium (CPE), occlusion of the primary radiation source, and overlapping penumbra regions. These factors make the choice of the detector for Stereotactic Radiosurgery (SRS) patient-specific quality assurance (PSQA) difficult. The aim of the study is to compare the suitability of EBT3 Gafchromic film against CC01 pinpoint chamber for the purpose of SRS and stereotactic Radiotherapy (SRT) dose verification. Material and Method: EBT3 Gafchromic film was calibrated against Treatment Planning System (TPS) doses (1 Gy – 35 Gy). CC01 pinpoint chamber and EBT3 film was used to verify Patient-Specific point doses of 21 intracranial lesions each planned with Static, Dynamic Conformal Arc (DCA), and Volumetric Arc Therapy (VMAT) using Varian TrueBeam Accelerator 6MV Flattening Filter (FF) and 6MV Flattening Filter Free (FFF) beams. The lesion sizes varied from 0.4 cc to 2.9 cc. The lesions were categorized into <1cc, 1cc-2cc and 2cc-3cc. Results: High variations in measured doses from TPS calculated dose were observed with small lesion volumes irrespective of the dosimeter. As the sizes decreased high uncertainty was observed in ion chamber results. CC01 was observed under-responding to film in small lesion sizes (<1cc), where nearly 50% of results under-responded in comparison with Film results. Film results were more or less consistent for static and DCA plans. Static and DCA plans were consistent passing more than 73% of the plans of the smallest lesion size category. VMAT showed very poor PSQA agreement for all three volumes (32.1% for <1cc, 14.3% for 2cc-3cc and 39.3% for 2cc-3cc). No significant difference was observed between 6MVFF and 6MVFFF beams from the chi-squared test. Conclusion: EBT3 Film was observed to be a more suitable detector for small lesion sizes less than 1cc, compared to CC01. As the volume increases, the response of CC01 and EBT3 film have no significant difference in performing PSQA for intracranial SRS/SRT. VMAT techniques for intra cranial SRS shows deviation from TPS planned dose for both EBT3 film and CC01 and should not be preferred choice of verification tools.

3

Wyznaczenie i stabilność położenia ogniska wiązki promieniowania X z filtrem spłaszczającym generowanej przez akcelerator TrueBeam

Juda A., Skrzyński W., Walewska A.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2018

|

Vol. 7, nr 3

193--198

PL

Zastosowanie małych pól promieniowania w radioterapii stereotaktycznej pozwala na precyzyjne zdeponowanie dawki w obszarze zmiany nowotworowej przy jednoczesnym maksymalnym oszczędzeniu zdrowych tkanek. Zastosowanie obrazowania (IGRT) podczas procesu radioterapii pozwala na jej osiągnięcie, pod warunkiem zachowania wymaganego poziomu zgodność położenia izocentrum obrazowania i promieniowania. Położenie ogniska (focal spot) wiązki promieniowania X jest jednym z parametrów, które mogą mieć wpływ zarówno na położenie izocentrum promieniowania, jak i symetrię wiązki, a także szerokość półcieni – szczególnie dla małych pól stosowanych w radioterapii stereotaktycznej. Na podstawie pracy Chojnowskiego (J Appl Clin Med Phys. 2017;18(5):175-183) opracowano i wdrożono metodę badania położenia ogniska wiązki promieniowania X względem osi obrotu kolimatora. Rejestrowano obrazy portalowe generowane przez wiązki wysokoenergetycznego promieniowania X z filtrem spłaszczającym dla dwóch aparatów TrueBeam firmy Varian zainstalowanych w Zakładzie Radioterapii I w Centrum Onkologii – Instytucie im. Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie. Obrazy uzyskane dla pól kształtowanych przez szczęki kolimatora głównego i przez kolimator wielolistkowy analizowano z wykorzystaniem programu ImageJ. Dla obu akceleratorów odległość między ogniskiem wiązki a osią obrotu kolimatora mierzona w płaszczyźnie lateralnej nie przekraczała 0,2 mm, a w ponad 90% przypadków mieściła się w granicach 0,1 mm. Odległości mierzone w płaszczyźnie strzałkowej były większe i sięgały 0,76 mm, przy czym dla jednego z akceleratorów nie przekraczały 0,4 mm.

EN

The use of small fields of radiation in stereotactic radiotherapy allows for precise depositing of the dose in the area of neoplastic lesions with the simultaneous maximum saving of healthy tissues. The use of imaging (IGRT) during the radiotherapy process allows it to be achieved, provided that the required level compliance of the imaging and radiation isocenter is maintained. The focal spot position of the X-ray beam is one of the parameters that can affect both the position of the radiation isocentre and the symmetry of the beam, as well as the width of penumbra – especially for small fields used in stereotactic radiotherapy. Based on the Chojnowski paper (J Appl Clin Med Phys. 2017;18(5):175-183), a method for examining the location of the focal spot X-ray beam relative to the collimator rotation axis was developed and implemented. Portal images generated by high-energy X-ray beams with a flattening filter for two True- Beam Varian accelerators installed in The Maria Sklodowska – Curie Memorial Cancer Center and Institute of Oncology in Warsaw were registered. The images obtained for the fields shaped by the jaws of the main collimator and the multi-leaf collimator were analyzed using the ImageJ program. For both accelerators, the distance between the beam focal spot and the collimator rotation axis measured in the crossplane direction did not exceed 0.2 mm, and in more than 90% of cases it was within 0.1 mm. The distances measured in the inplane direction were larger and for one accelerator reached even 0.76 mm, whereas for the one the range of results was smaller and did not exceed 0.4 mm.

4

Zastosowanie techniki VMAT z bramkowaniem oddechowym w radiochirurgii stereotaktycznej

Ślosarek K., Dolata Ł., Kulik R., Leszczyński W., Osewski W.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2016

|

Vol. 5, nr 4

191--197

PL

Radiochirurgia to sposób frakcjonowania dawki w radioterapii, polegający na podaniu kilku dużych dawek frakcyjnych w małej objętości. Jej realizację umożliwiają zaawansowane techniki dynamiczne. Jedną z nich jest technika, w której zastosowane są wiązki o zmiennym kształcie przy jednoczesnym obrocie głowicy akceleratora oraz zmiennej mocy dawki. Technikę tę określamy jako technikę obrotową z modulacją intensywności dawki VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy). Zmiany nowotworowe położone w strukturach anatomicznych zmieniających swoje położenie na skutek oddychania wymagają zastosowania techniki bramkowania oddechowego w celu zmniejszenia dawki w tkankach zdrowych otaczających guz nowotworowy. Bramkowanie oddechowe to technika, która polega na wyłączeniu ekspozycji promieniowania, kiedy guz nowotworowy znajduje się, wskutek oddychania pacjenta, poza wiązką promieniowania. Połączenie wyżej opisanych technik napromieniania z frakcjonowaniem radiochirurgicznym pozwala optymalnie wykorzystać oprogramowanie do obliczania rozkładu dawki, możliwości techniczne akceleratorów biomedycznych oraz radiobiologię w celu zwiększenia prawdopodobieństwa miejscowego wyleczenia. Jednak powiązanie technik napromieniania ze zmianą sposobu frakcjonowania dawki nie wystarczy, aby zastosować te metody w praktyce klinicznej. Czynnikiem niezbędnym jest obrazowe zweryfikowanie pozycji terapeutycznej pacjenta oraz dozymetryczne sprawdzenie poprawności obliczonego rozkładu dawki. Technika radiochirurgiczna z wykorzystaniem bramkowania oddechowego i VMAT omówiona zostanie na przykładzie pacjenta, który otrzymał dwa niezależne kursy radioterapii w odstępie ośmiu miesięcy. W celu zweryfikowania dawki całkowitej otrzymanej przez pacjenta zastosowano oprogramowanie do deformacji obrazu tomografii komputerowej, obrysów struktur oraz rozkładów dawki.

EN

Radiosurgery is the way of the dose fractionation were few high doses are delivered in small volume. It’s realization is possible due to dynamic techniques. One of such a technique is VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy) technique where the beams with variable shape are used together with accelerator gantry rotation and dose rate modulation. If cancerous lesions are located in anatomical structures, which one could change its position by patient breathing, then it is required to use respiratory gating system to reduce delivered dose to normal tissues surrounding the tumor. Respiratory gating system turns off the radiation when the tumor is outside the radiation beam due to patient breathing. The combination of respiratory gated VMAT technique with radiosurgery allows optimum use of the dose distribution calculating system, technical capabilities of biomedical accelerators and radiobiology in order to increase the probability of a local cure. However, the combination of irradiation techniques with the changes in the dose fractionation is not enough to apply these method in clinical practice. The image guided radiation therapy is the necessary factor to verify patient treatment position. Additionally dosimetry verification of the calculated dose distribution have to be done. The respiratory gated VMAT technique will be discussed on the example of a patient who received two independent radiotherapy courses (with eight months break between). To verify the total dose, received by the patient, the dedicated software was used to perform deformation of the computed tomography volume, structures outlines and dose distributions.