Współczesna medycyna oraz wysokie wymagania pacjentów stawiają duże wyzwanie nie tylko przed lekarzami, ale również przed fizykami medycznymi, którzy odpowiedzialni są m.in. za sprawne działanie urządzeń terapeutycznych oraz diagnostycznych. W celu weryfikacji poprawności działania urządzeń terapeutycznych wykonywane są testy kontrolne. W przypadku urządzenia Gamma Knife przeprowadza się testy dzienne, miesięczne oraz roczne. Istotnym testem jest test precyzji ogniska (geometryczny test QA oraz test Pin Point), a także dozymetria. Weryfikacja planów leczenia odbywa się przy użyciu niezależnego oprogramowania GammaKnifeCheck MuCheck v.9.2.0.
EN
Modern medicine and high requirements of patients pose a big challenge not only for doctors but also for medical physicists, who are responsible for the efficient operation of therapeutic and diagnostic devices. In order to verify the correct functioning of the therapeutic devices, control tests are performed. The Gamma Knife tests are the following: daily, monthly and yearly. An important test is the focus precision test (Geometric QA test and Pin Point test) and dosimetry. Verification of treatment plans is carried out using the independent software GammaKnifeCheck MuCheck v.9.2.0.
Radioterapia adjuwantowa w raku piersi jest standardowym leczeniem stosowanym w celu poprawy miejscowej kontroli guza i całkowitego przeżycia. W przypadku radioterapii gruczołu piersiowego, gdy objętości tarczowe (CTV, PTV) przylegają do skóry lub znajdują się w jej bezpośrednim sąsiedztwie, lub nastąpiła infiltracja skóry przez nowotwór, wymagane jest pokrycie dawką terapeutyczną obszarów znajdujących się blisko powierzchni skóry i skóry właściwej. Aby uniknąć braku pokrycia targetu w tym obszarze, można wziąć pod uwagę użycie bolusa (materiału ekwiwalentnego w tkance). Zastosowanie bolusa w celu uzyskania efektu wzmocnienia dawki powierzchniowej może być obciążone nierównomiernym kontaktem z powierzchnią skóry ze względu na sztywną/półsztywną naturę bolusa i nieregularność powierzchni ciała pacjenta w obszarze leczenia (powstawanie obszarów powietrznych między bolusem a skórą). Ten artykuł jest poświęcony jednemu przypadkowi klinicznemu, który stał się podstawą do przeprowadzenia procesu analizy procedury przygotowania do leczenia, planowania leczenia i wyboru zastosowanej techniki leczenia. Przejrzano publikacje, które wsparły proces decyzyjny, balansując pomiędzy akceptowalnością rozwiązań, kliniczną i personalną sytuacją pacjentki oraz kryteriami pozwalającymi ocenić, że przyjęte rozwiązanie zapewni dostarczenie leczenia w zakresie zaakceptowanych przez klinicystę parametrów dotyczących rozkładów dawki i limitów dla OARs. Pacjentka po rekonstrukcji piersi DIEP flap wymagała zastosowania bolusa w leczeniu radioterapeutycznym. Intencją było użycie techniki VMAT i 5 mm bolusa, DIBH, z przypisaną dawką całkowitą 40 Gy do obszaru zrekonstruowanej piersi i węzłów chłonnych pachowych (poziom 1-4) oraz 48 Gy do obszaru węzłów zamostkowych (IMC) (symultanicznie) w 15 frakcjach. Ponieważ pacjentka nie wyraziła zgody na leczenie w 15 frakcjach, zaproponowano jej schemat frakcjonowania 26 Gy w 5 frakcjach do obszaru zrekonstruowanej piersi i węzłów chłonnych pachowych oraz symultanicznie 30 Gy w 5 frakcjach do obszaru IMC. Zgodnie z o bowiązującym p rotokołem k linicznym d la t echniki VMAT symulacja pacjentki została wykonana z 5 mm bolusem umieszczonym w obszarze przewidzianym do leczenia. Podczas przeglądu skanów symulacyjnych przez fizyków (peer review) okazało się, że bolus w wielu obszarach tworzy z powierzchnią skóry duże i nieregularne obszary braku przylegania. Wykonano planowanie leczenia, zarówno w technice VMAT, jak i 3D IMRT w celu ich porównania do wsparcia dalszych decyzji w zakresie procedowania leczenia radioterapeutycznego. Na podstawie dostarczonych danych klinicysta podjął decyzję o leczeniu pacjentki przy użyciu planu 3D IMRT, co w jego ocenie pozwalało z punktu widzenia klinicznego na osiągnięcie efektu terapeutycznego przy zastosowaniu planu mniej wrażliwego na zmianę dawki powierzchniowej. Porównano plany wykonane na symulacyjnym TK i na rekonstrukcji CBCT z pierwszej sesji terapeutycznej. Porównanie potwierdziło, że przyjęte rozwiązanie pozwoliło na dostarczenie leczenia niewprowadzającego znaczących kompromisów do zaakceptowanych przez klinicystę parametrów dotyczących rozkładów dawki i limitów dla OARs.
EN
Adjuvant radiotherapy in breast cancer is the treatment method used to improve local tumour control and overall survival. When the target volumes (CTV, PTV) adhere to the skin or they are in its immediate vicinity, or the skin has been infiltrated by cancer, a therapeutic dose close to the skin surface and the skin itself is required. The bolus placed on the treated area may be considered as a tissue-equivalent material to ensure dose coverage of the target in this area. Due to the material’s rigid/semi-rigid nature, undesirable air gaps may occur beneath it because of the irregularity of the body surface. Such air gaps may alter the surface dose, reducing the bolus enhancement effect, and adversely affecting the treatment outcome. The surface dose due to bolusemitted electrons depends on the energy of the photon, the presence, and dimensions of air gaps, field sizes, and bolus thickness. The purpose of this study is to show the decision tree and analysis carried out on the base of a clinical case (the patient with breast cancer) regarding radiotherapy treatment planning, the selection of treatment technique, and the delivery of this treatment. The decision-making process considered reviewed references, the patient’s clinical and personal situation, acceptability of the considerations. The implementation of this process supported the identification of the criteria allowing the assessment chosen treatment technique in the scope of clinician-approved parameters regarding dose distribution and constraints for OARs as well as the treatment delivery. A patient after DIEP flap reconstruction required bolus placement during radiotherapeutic treatment. The initial clinical intention was to refer the patient for the RT treatment using VMAT technique with 5 mm bolus, DIBH technique, and a total dose of 40 Gy prescribed to the reconstructed breast and axillary lymph nodeS (level 1-4) and 48 Gy to the IMC area in 15 fractions. Taking into account patient-related circumstances there the dose prescription was proposed: 26Gy in 5 fractions to the areas of the reconstructed breast and axillary lymph nodes, and 30Gy in 5 fractions to the IMC area. Following the approved clinical protocol for the VMAT technique of breast radiotherapy treatment, the patient was CT simulated with the 5 mm bolus placed on the treated reconstructed breast area. During a peer review of the simulation scans, irregular and relatively large air gaps were noticed between the bolus and skin surface. Treatment planning was performed, both using the VMAT and 3D IMRT techniques to compare and support further decisions in the scope of radiotherapy treatment. Based on the data provided (dose distribution for PTVs, surface dose, OARs constraints, DVHs), the 3D IMRT plan was chosen with acceptable compromise related to the dose distribution for targets, comparable doses of OARs and as more rigid and resistant to bolus placement uncertainty. The plans for both techniques were re-calculated using the CBCT reconstruction from the first treatment session and compared with the original plans. This confirmed that the chosen 3D IMRT plan allowed delivery of the treatment without compromising the clinician-accepted dose distribution and limits for OARs.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Tomografia komputerowa jest powszechnie stosowana we współczesnej medycynie. Obrazowanie dwu- i trójwymiarowe oraz informacje o gęstości badanych tkanek sprawiają, że metoda ta jest przydatnym narzędziem w planowaniu rozkładu dawki w radioterapii. Tomografy komputerowe dedykowane do takich celów są wyposażone w dodatkowe opcje sprzętowe i programowe. Umożliwiają przeprowadzenie badania pacjenta w pozycji terapeutycznej o zakresie badania rzędu 190 cm. Średnica tunelu tomografu nie może być mniejsza niż 80 cm, a nośność stołu przynajmniej 200 kg. Zastosowanie dodatkowego systemu laserów umożliwia wykonanie wirtualnej symulacji, a system bramkowania oddechowego pozwala napromieniać chorego w korelacji z cyklem oddechowym. Tomografy komputerowe dedykowane do planowania leczenia muszą dysponować dodatkowym oprogramowaniem, np. redukującym artefakty związane z obecnością materiałów o dużej gęstości w obszarze badanym. W pracy omówiono także różnice pomiędzy urządzeniami diagnostycznymi i przeznaczonymi do kalkulacji dawki.
EN
One of the key elements of the success of treatment using ionizing radiation is to define the volu me occupied by the tumor cells. No precise designation of such an area causes the radiation dose will be deposited in the place where there are no cells. As a result of this topographical error well record the failure of therapy with a high degree of probability. Therefore, a clear definition of the volu me to be treated is a key element in radiotherapy treatment planning. For this purpose, now routinely used for CT examination. To perform treatment planning in a way that takes into account the effects mentioned above the appropriate software is required to use and to define of data links between different diagnostic and therapeutic devices.
W ostatnich latach radiobiolodzy we współpracy z fizykami medycznymi i radioterapeutami próbują oszacować toksyczność małych dawek promieniowania jonizującego na zdrowe tkanki znajdujące się w sąsiedztwie obszarów eksponowanych na wysokie dawki terapeutyczne. Poniższa praca jest próbą oszacowania wpływu małych dawek, w zakresie od 50 do 1000 cGy, na obszar mózgowia u pacjentów poddawanych radioterapii w obszarze głowy i szyi, na podstawie zapisu czynności bioelektrycznej mózgu zarejestrowanego przed i po leczeniu. W badaniu analizowane są dwa schematy napromieniania pacjentów techniką IMRT (ang. Intensity-Modulated Radiation Therapy), różniące się liczbą wiązek terapeutycznych oraz kątami ich wejścia.
EN
In the last years, radiobiologists together with medical physicists and radiotherapeutists try to estimate the toxicity of low doses ionizing radiation on healthy tissue located near the regions exposed to high therapeutic doses. This work presents an attempt to examine the low doses ionizing radiation in range of 50 to 1000 cGy brain tissue in patients irradiated in head and neck region by exploiting the bioelectric brain signals registered before and after the treatment. Two modes of Intensity-Modulated Radiation Therapy (IMRT) irradiation, with various numbers of therapeutic beams and input angles, were analysed.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Rak piersi staje się coraz większym problemem społecznym. Obecnie na nowotwór chorują coraz młodsze kobiety, nawet krótko po 30. roku życia. W artykule przedstawiono stan wiedzy pacjentek i personelu medycznego na temat raka gruczołu piersiowego.
EN
Breast cancer becomes a frequent social problem. Nowadays, women suffer from cancer at an increasingly young age, even just after 30 years old. The actual state of knowledge of patients and medical personnel, concerning the carcinoma of the mammary gland, was introduced in the article.
Zwiększona zgodność dozymetryczna nowoczesnych technik leczenia, takich jak IMRT i VMAT, stworzyła zwiększone wymagania dotyczące dokładności wyznaczania targetów przy wsparciu informacji obrazowej z różnych modalności. Aby dokładnie zapewnić wysoką konformalność leczenia, potrzebna jest precyzyjna definicja guza i OAR (organy ryzyka). Jest to główny powód, dla którego MRI znalazło zastosowanie w planowaniu radioterapii. Najczęściej obrazowanie TK nadal stanowi główną i referencyjną modalność obrazową. Obrazowanie w rezonansie magnetycznym (MRI) jest coraz częściej wykorzystywane w planowaniu radioterapii (RT). Wynika to z lepszego kontrastu tkanek miękkich w porównaniu z obrazowaniem w tomografii komputerowej (TK). Z punktu widzenia zastosowania obrazowania w planowaniu leczenia i potrzeb radioterapii w tym zakresie, w zasadzie pożądana byłaby możliwość całkowitego zastąpienia symulatora TK odpowiednim skanowaniem MRI. (TG-101) (AAPM) zajmująca się stereotaktyczną RT ciała stwierdza, że MRI jest złotym standardem w wizualizacji guzów mózgu i „jest coraz częściej stosowany w zastosowaniach SBRT, w tym raka prostaty, guzów kręgosłupa, piersi i guzów litych jamy brzusznej”. Jednak z uwagi na kwestię dotyczącą zapewnienia dokładności geometrycznej i wymóg oszacowania gęstości elektronowej do obliczeń dawki, w praktyce obrazowanie MRI jest używane głównie w fuzji ze skanem uzyskanym na symulatorze TK.
EN
The increased dosimetric compatibility of modern treatment techniques, such as IMRT and VMAT, has created greater requirements for the accuracy of targeting based on the image information provided from different modalities. Accurate tumour and OAR definition is needed to ensure accurately high conformity of treatment. This is the main reason that MRI has found place in radiotherapy planning. Still, CT imaging continues to be the main and reference imaging modality in this field, however MRI has been increasingly used in radiotherapy (RT) planning. This is due to the better soft tissue contrast compared to CT scans. It would be desirable in principle to be able to completely replace the CT simulation with an appropriate MRI acquisition. (TG-101) (AAPM) for stereotactic body RT states that MRI is the gold standard for visualizing brain tumours and “is increasingly used in SBRT applications including prostate cancer, spinal tumours, breast and abdominal solid tumours.” However, due to the problem of ensuring geometric accuracy and the requirement to estimate the electron density for dose calculations, in practice MRI imaging is mainly used a registered with a CT simulation for marking up targets and OARs and planning purposes.
W pracy, po przedstawieniu hipertermii jako metody terapeutycznej w leczeniu chorób nowotworowych, omówiono elementy współczesnego urządzenia do sterowania zabiegiem i planowania leczenia. Dalej omówiono sposoby symulacji komputerowej i stosowane zarówno na etapie poznawczo-konstrukcyjnym jak i w sterowaniu zabiegiem. Przed podsumowaniem omówiono praktyczne problemy badań klinicznych i eksperymentów na zwierzętach.
EN
Microwave hyperthermia as a therapeutic tool for cancer treatment was presented at the beginning. Later, elements of the modern hyperthermia device for treatment steering and planning were discussed. Different aspects of computer simulation were also presented as well as specific problems involved with clinical and animal tests.
Automatyczne planowanie znalazło swoje zastosowanie między innymi w teleradioterapii. Dzięki tej funkcjonalności użytkownicy dostali możliwość podniesienia jakości procesu przygotowania planu leczenia. Firma Varian Medical Systems (VMS) wprowadziła narzędzie o nazwie RapidPlan (RP) zintegrowane z systemem planowania leczenia Eclipse. W pracy wykorzystano tomografię komputerową do planowania leczenia 50 pacjentów z rakiem gruczołu krokowego. Porównano 250 planów opracowanych przez grupę Fizyków z planami wykonanymi za pomocą modułu RP z zastosowaniem funkcji Aperture Shape Controller (ASC) z podziałem na ASC:OFF, VeryLow, Moderate, VeryHigh. W badaniu zostały porównane rozkłady dawek w objętościach tarczowych Planning Target Volume (PTV) oraz dawki w narządach, takich jak: odbytnica, pęcherz, główki kości udowych. Dla PTV przeanalizowano parametry, takie jak: V95%, D2%, odchylenie standardowe oraz stosunek objętości izodozy 50% do objętości PTV. Dla narządów krytycznych, takich jak pęcherz oraz odbytnica, zostały porównane następujące parametry: Dśr, V50%, V50Gy, natomiast dla główek kości udowych zostały przeanalizowane D2%, V30%, V40%, V50%. Dodatkowo porównano objętości w cm3 V25%, V50%, V70%, V90% dawki przepisanej. W celu sprawdzenia, czy różnice w opisanych wyżej grupach są istotne statystycznie, wykonano test t-Studenta dla prób niezależnych. Do zbadania, czy dane podlegają rozkładowi normalnemu, użyto testu Shapiro-Wilka. Dla danych, które nie podlegały rozkładowi normalnemu, przeprowadzono nieparametryczny test U Manna-Whitneya. W przypadku dawki w objętościach tarczowych parametr V95% > 98% spełniał kryteria zarówno dla planów w grupie Fizycy, jak i planów RP. W przypadku pęcherza oraz odbytnicy uśrednione parametry Dśr, V50%, V50Gy [%], V50Gy [cm3] są wyższe w grupie Fizycy w porównaniu z planami z użyciem RP. Natomiast parametry, takie jak D2%, odchylenie standardowe, stosunek objętości izodozy 50% do objętości PTV, są wyższe w grupie planów RP. Objętości w cm3 – V25%, V50%, V70%, V90% dawki przepisanej są wyższe w grupie Fizycy. W oparciu o uzyskane wyniki wykazano, że plany wygenerowane za pomocą RP osiągają zadowalające rezultaty i mogą być stosowane klinicznie z użyciem funkcji ASC: OFF.
EN
Automatic planning has found its application among others in teleradiotherapy. Thanks to this functionality, users received the opportunity to improve the quality of the process of preparing a treatment plan. Varian Medical Systems (VMS) introduced a tool called RapidPlan (RP) integrated with the Eclipse treatment planning system. Computed tomography of 50 patients with prostate cancer was used in the study. 250 plans made by a group of Physicist were compared with plans made by using the RP module with the Aperture Shape Controller (ASC) divided into: ASC:OFF, VeryLow, Moderate, VeryHigh. The study compared dose distribution in Planning Target Volume (PTV) and dose distributions in organs such as: rectum, bladder, femoral heads. PTV parameters were analyzed such as: V95%, D2%, standard deviation and the ratio of the volume of isodose 50% to the PTV volume. For organs at risk such as bladder and rectum, the following parameters were compared: Dmean, V50%, V50Gy, and for femoral heads: D2%, V30%, V40%, V50%. In addition, volumes in cm3 V25%, V50%, V70%, V90% of the prescribed dose were compared. In order to check statistically significant differences in the groups described above Student’s t-test was performed for independent samples. The Shapiro-Wilk test was used to check if the data are normally distributed. For data that is not normally distributed the U Manna-Whitneya test was performed. In the case of a dose in target volumes, the V95% > 98% parameter met the criteria for both plans in the Physicist group and plans in the RP group. For bladder and rectum, average parameters such as Dmean, V50%, V50Gy [%], V50Gy [cm3] are higher in the group of Physicist compared to plans with the use of RP. Parameters such as D2%, standard deviation, the ratio of isodose 50% volume to PTV volume is higher in the group of RP plans. Volume in cm3 – V25%, V50%, V70%, V90% of the prescribed dose are higher in the Physicist group. Based on the obtained results, it was shown that the plans generated using RP achieve satisfying results and can be used clinically with the ASC:OFF function.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.